[发明专利]一种微创手术用智能磨钻机械臂

说明书

本发明属于智能制造技术领域，具体涉及一种微创手术用智能磨钻机械臂，包括机械臂，机械臂一端连接有磨骨装置，磨骨装置包括磨钻，磨钻包括圆柱状的钻杆，钻杆底端连接有磨头，钻杆顶端端连接有第一电机，钻杆与磨头均竖直设置；钻杆外设置有与其同轴的第一圆筒，第一圆筒与机械臂固连，第一圆筒上设置有摄像头；磨骨装置还包括与磨钻相配合的碎骨清理装置，碎骨清理装置连接有预处理装置，预处理装置连接有输送装置；本发明提供了一种可在磨钻时取出碎骨的微创手术用智能磨钻机械臂。

技术领域

本发明属于智能制造技术领域，具体涉及一种微创手术用智能磨钻机械臂。

背景技术

近年来，在医学、生物力学、机械电子、计算机和机器人学等学科交叉融合发展的趋势下，机器人辅助外科手术技术应用而生，且已在神经外科、腹腔外科、胸外科、骨外科、血管介入、颅面外科等临床手术中得到广泛应用。

传统的骨科手术需要医生手持专用磨钻或铣刀进行钻孔、铣切等精细操作，要求医生具有极高的操作技巧和丰富的手术经验，手术操作强度大，医生学习曲线长。相比传统人工手术方式，手术时使用机械臂借助影像/光学导航系统可以实现更加精准、快速地精细操作，能够有效提高手术效果、减少医生疲劳程度。

现有的骨科手术在使用机械臂进行手术时虽然可以进行自动磨钻，减少了医生的疲劳程度，但手术后仍需手动将碎骨取出，其过程仍然需要医生进行长时间的学习。由于钻头停止后很难再次定位到同一位置，手术进行时一般不能停机取出碎骨；由于钻头持续进行转动，会使手术开始时磨除的碎骨分布更加散乱，磨钻完毕后再进行取骨需要耗费医生更多的精力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在磨钻时取出碎骨的微创手术用智能磨钻机械臂。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微创手术用智能磨钻机械臂，包括机械臂，机械臂一端连接有磨骨装置，磨骨装置包括磨钻，磨钻包括圆柱状的钻杆，钻杆底端连接有磨头，钻杆顶端端连接有第一电机，钻杆与磨头均竖直设置；钻杆外设置有与其同轴的第一圆筒，第一圆筒与机械臂固连，第一圆筒上设置有摄像头；磨骨装置还包括与磨钻相配合的碎骨清理装置，碎骨清理装置连接有预处理装置，预处理装置连接有输送装置。

进一步的，碎骨清理装置包括一对夹爪；每个夹爪均连接有伸缩机构和转动机构；每个夹爪均包括设置在下部的夹板，每个夹板的顶端均固连有齿条，每个齿条上均固连有与其平行的第一滑轨，每个齿条与夹板均与钻杆相平行；每个伸缩机构均包括与齿条啮合连接的第一直齿轮，每个第一直齿轮均连接有第二电机；每个伸缩机构均包括水平设置的第一连接块，第一连接块上开设有竖直设置的第一滑槽，第一滑轨均设置在第一滑槽内且与第一滑槽滑动连接。

进一步的，每个夹板均包括与齿条底端固连的固定板，还包括与固定板底端铰接的转动板；每个固定板上均固连有第四电机，每个第四电机的轴与转动板固连。

进一步的，每个转动机构包括动力机构与轨道机构；动力机构包括与第一连接块和第二电机固连的第二连接块；每个第二连接块上均转动连接有第一连接杆，每个第一连接杆均为水平设置的圆柱状结构；每个第一连接杆远离第二连接块的一端均固连有与其同轴的锥齿轮，每个锥齿轮均连接有第三电机，两个转动机构中的锥齿轮啮合连接有一个与第二滑轨同轴的第一齿圈。

进一步的，轨道机构包括在每个第二连接块上开设有圆弧状的第二滑槽，两个转动机构中的第二滑槽滑动连接有一个圆环状的第二滑轨，第二滑轨与钻杆同轴设置；第一齿圈的半径小于第二滑轨的半径；轨道机构还包括在每个第三电机固连的第三连接块，每个第三连接块上均开设有圆弧状的第三滑槽，两个转动机构中的第三滑槽连接有一个圆环状的第三滑轨，第三滑轨与第一齿圈同轴设置且小于第一齿圈的半径；第三滑轨上还开设有与第三滑槽相垂直的第四滑槽，第四滑槽为圆环状结构，每个第三连接块上均固连有与第四滑槽滑动连接的第一滑块，每个第一滑块均为圆弧状结构；第三滑轨、第一齿圈与第二滑轨均与第一圆筒固连。