本實(shí)用新型屬于骨科機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種主從式股骨干骨折復(fù)位并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

股骨干骨折是骨科臨床常見的疾病。醫(yī)護(hù)人員在對(duì)此類病患進(jìn)行復(fù)位治療時(shí)，需要先將骨折近端加以固定，再通過觀察X圖像先將斷骨遠(yuǎn)端拉伸，然后與近端斷骨對(duì)齊復(fù)位，再加以固定。由于股骨周邊肌肉發(fā)達(dá)，復(fù)位往往需要兩至三名醫(yī)生共同完成。并且保持復(fù)位狀態(tài)進(jìn)行固定也很困難。基于髓內(nèi)釘內(nèi)固定的股骨干骨折復(fù)位手術(shù)治療也是臨床上廣泛采用的一種復(fù)位方法。這種治療手段存在著射線輻射劑量大，使得治療時(shí)手術(shù)醫(yī)生的放射性暴露時(shí)間長(zhǎng)，并且對(duì)軸向旋轉(zhuǎn)骨折的復(fù)位效果不佳。此種手術(shù)屬于開放性手術(shù)，切開傷口創(chuàng)面較大。開放性骨折復(fù)位的失血量大，病人的傷口易于感染，且傷口愈合的時(shí)間長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的治療時(shí)手術(shù)醫(yī)生的放射性暴露時(shí)間長(zhǎng)的問題，本實(shí)用新型一方面提供了一種主從式股骨干骨折復(fù)位并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)，其包括：主手操控機(jī)器人、中央控制器、從手復(fù)位機(jī)器人、映射開關(guān)、骨科手術(shù)床、牽引架、G型臂雙顯X光機(jī)和操作臺(tái)車；所述主手操控機(jī)器人為手動(dòng)推拉桿六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)器人，用于接收并執(zhí)行術(shù)者的骨折復(fù)位操作指令；所述中央控制器與所述主手操控機(jī)器人和所述從手復(fù)位機(jī)器人連接，用于將所述主手操控機(jī)器人的骨折復(fù)位操作有條件映射傳遞給所述從手復(fù)位機(jī)器人；所述映射開關(guān)與所述中央控制器連接，用于開啟或關(guān)閉所述中央控制器的有條件映射操作；所述骨科手術(shù)床上固定有患者的股骨近端，所述患者為股骨干骨折患者且處于屈膝姿態(tài)；所述牽引架與所述骨科手術(shù)床連接成一剛體；所述從手復(fù)位機(jī)器人為電動(dòng)推拉桿六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)器人，所述從手復(fù)位機(jī)器人的遠(yuǎn)端固定平臺(tái)固定在所述牽引架上，所述從手復(fù)位機(jī)器人的近端移動(dòng)平臺(tái)通過骨釘或骨針固定患者的股骨遠(yuǎn)端，用于在所述中央控制器的映射控制下，復(fù)制所述主手操控機(jī)器人對(duì)所述患者進(jìn)行的骨折復(fù)位操作；所述G型臂雙顯X光機(jī)用于同時(shí)采集患者的股骨干骨折處的正位X光圖像和側(cè)位X光圖像；所述主手操控機(jī)器人和所述中央控制器固定在所述操作臺(tái)車上；其中，所述骨折復(fù)位操作指令由術(shù)者根據(jù)觀察到的所述正位X光圖像和所述側(cè)位X光圖像做出。

在如上所述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述從手復(fù)位機(jī)器人包括：遠(yuǎn)端固定平臺(tái)、近端移動(dòng)平臺(tái)、六個(gè)電動(dòng)推拉桿和六對(duì)萬(wàn)向節(jié)；所述遠(yuǎn)端固定平臺(tái)呈圓盤狀；所述近端移動(dòng)平臺(tái)呈三分之二圓環(huán)狀；六個(gè)所述電動(dòng)推拉桿通過六對(duì)萬(wàn)向節(jié)連接于所述遠(yuǎn)端固定平臺(tái)和所述近端移動(dòng)平臺(tái)之間，用于在所述中央控制器的映射控制下，執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作；一對(duì)所述萬(wàn)向節(jié)用于將一個(gè)電動(dòng)推拉桿的兩端部分別與對(duì)應(yīng)的所述遠(yuǎn)端固定平臺(tái)和所述近端移動(dòng)平臺(tái)相連。

在如上所述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述中央控制器還用于直接控制所述電動(dòng)推拉桿的行程；所述系統(tǒng)還包括：分別與所述中央控制器連接的恢復(fù)按鍵、伸長(zhǎng)按鍵和縮短按鍵；所述恢復(fù)按鍵用于將所述電動(dòng)推拉桿由當(dāng)前行程恢復(fù)到額定行程的一半；所述伸長(zhǎng)按鍵用于將所述電動(dòng)推拉桿由當(dāng)前行程逐漸伸長(zhǎng)；所述縮短按鍵用于將所述電動(dòng)推拉桿由當(dāng)前行程逐漸縮短。

在如上所述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述主手操控機(jī)器人包括：主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)、主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)、六個(gè)手動(dòng)距離傳感推拉桿和六對(duì)萬(wàn)向節(jié)；所述主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)呈圓盤狀，固定在所述操作臺(tái)車上；所述主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)呈圓盤狀，用于接收所述術(shù)者的骨折復(fù)位操作指令；六個(gè)所述手動(dòng)距離傳感推拉桿位于所述主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)和所述主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)之間；一對(duì)所述萬(wàn)向節(jié)用于將一個(gè)所述手動(dòng)距離傳感推拉桿的兩端部分別與對(duì)應(yīng)的所述主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)和所述主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)相連。

在如上所述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述主手操控機(jī)器人還包括：拉伸彈簧；所述拉伸彈簧連接于所述主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)和所述主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)之間，且位于所述主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)和所述主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)的周向外側(cè)。

在如上所述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述萬(wàn)向節(jié)為柔性萬(wàn)向節(jié)。

在如上所述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述映射開關(guān)為腳踏開關(guān)，所述腳踏開關(guān)設(shè)置在地面上。

在如上所述的系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：鉛屏，所述鉛屏設(shè)置于所述G型臂雙顯X光機(jī)與所述術(shù)者之間。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：

通過建立主手操控器人和從手復(fù)位機(jī)器人的映射，從而避免或降低醫(yī)護(hù)人員受到的X光射線傷害。

通過從手復(fù)位機(jī)器人的近端移動(dòng)平臺(tái)在靜態(tài)情況下，可維持其姿態(tài)不變，并且具有與復(fù)位操作相同的保持力，從而解脫了醫(yī)護(hù)人員為使骨折復(fù)位后保持復(fù)位狀態(tài)而對(duì)骨折進(jìn)行固定之前所需施加的人力。

通過利用骨科手術(shù)床和牽引架為一剛體的特性，將從手復(fù)位機(jī)器人的遠(yuǎn)端固定平臺(tái)固定在牽引架上，使得固定在骨科手術(shù)床上骨折的股骨近端與固定在牽引架的上的固定平臺(tái)被視為一個(gè)剛體，從而當(dāng)從手復(fù)位機(jī)器人的近端移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行骨折復(fù)位運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)固定在其上的股骨遠(yuǎn)端同時(shí)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)骨折復(fù)位，利于患者的股骨復(fù)位。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種從手復(fù)位機(jī)器人、患者、牽引架、骨科手術(shù)床、G型臂的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種從手復(fù)位機(jī)器人、患者和牽引架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種主手操控機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種柔性萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種鉛屏、術(shù)區(qū)和操作區(qū)的位置關(guān)系圖。

圖中符號(hào)說明：

1-主手操控機(jī)器人、11-主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)、12-主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)、13-距離傳感推拉桿、14-柔性萬(wàn)向節(jié)、15-拉伸彈簧、16-圓環(huán)操控手柄、17-靜態(tài)平臺(tái)延伸部、18-動(dòng)態(tài)平臺(tái)延伸部、2-中央控制器、3-從手復(fù)位機(jī)器人、31-遠(yuǎn)端固定平臺(tái)、32-近端移動(dòng)平臺(tái)、33-電動(dòng)推拉桿、34-柔性萬(wàn)向節(jié)、4-骨科手術(shù)床、5-牽引架、6-G型臂雙顯X光機(jī)、61-G型臂、62-雙顯示屏、7-患者、70-半圓形連接件、71-股骨遠(yuǎn)端、72-股骨近端、24-腳踏開關(guān)、21-恢復(fù)按鍵、22-伸長(zhǎng)按鍵、23-縮短按鍵、9-鉛屏、91-術(shù)區(qū)、92-操作區(qū)、10操作臺(tái)車。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

伊利札諾夫(ILIZAROV)外固定器的使用為骨折復(fù)位提供了新的方法。它用鋼針及鋼釘穿過皮膚與斷端兩側(cè)的骨段固定，其端部分別與外固定器的兩只圓環(huán)相連。由于兩只圓環(huán)分別與斷端兩側(cè)的骨段連接形成兩個(gè)整體，因而兩個(gè)圓環(huán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)即可帶動(dòng)兩斷骨的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)骨折復(fù)位。斯圖爾特(STEWART)并聯(lián)機(jī)器人基于伊利札諾夫外固定器的骨折復(fù)位原則，把兩支圓環(huán)通過六對(duì)鉸鏈與六只電動(dòng)推拉桿連接從而實(shí)現(xiàn)了六個(gè)自由度的相對(duì)位移及旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)斷骨對(duì)齊，及骨折復(fù)位的功能。本實(shí)用新型的下述主手操控機(jī)器人1和從手復(fù)位機(jī)器人3是在斯圖爾特并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。

參見圖1～5，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種主從式股骨干骨折并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)，其包括：主手操控機(jī)器人1、中央控制器2、從手復(fù)位機(jī)器人3、映射開關(guān)、骨科手術(shù)床4、牽引架5、G型臂雙顯X光機(jī)6和操作臺(tái)車10。

主手操控機(jī)器人1為手動(dòng)推拉桿六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)器人，即主手操控機(jī)器人的推拉桿為手動(dòng)推拉桿，其驅(qū)動(dòng)力為人力，用于執(zhí)行術(shù)者(即手術(shù)操作者)的骨折復(fù)位操作指令，該骨折復(fù)位操作指令由術(shù)者根據(jù)觀察到的G型臂雙顯X光機(jī)6獲取的正位X光圖像和側(cè)位X光圖像做出，并通過手傳遞給主手操控機(jī)器人1。中央控制器2與主手操控機(jī)器人1和從手復(fù)位機(jī)器人3分別連接，用于將主手操控機(jī)器人1的骨折復(fù)位操作有條件映射傳遞給從手復(fù)位機(jī)器人3。映射開關(guān)24與中央控制器2連接，用于開啟或關(guān)閉中央控制器2的有條件映射控制。例如，按下映射開關(guān)24，則中央控制器2將主手操控機(jī)器人1的骨折復(fù)位操作映射傳遞給從手復(fù)位機(jī)器人3；松開映射開關(guān)24，則中央控制器2不將主手操控機(jī)器人1的操作映射傳遞給從手復(fù)位機(jī)器人3，從而實(shí)現(xiàn)有條件映射的開啟或關(guān)閉。從手復(fù)位機(jī)器人3為電動(dòng)推拉桿六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)器人，即從手復(fù)位機(jī)器人3的推拉桿為電動(dòng)推拉桿，其驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于電機(jī)，用于在中央控制器2的映射控制下，跟隨主手操控機(jī)器人1對(duì)患者進(jìn)行骨折復(fù)位操作。術(shù)前(即復(fù)位手術(shù)前)，股骨干骨折患者的股骨近端72固定在骨科手術(shù)床4上，例如使用骨釘或骨針通過半圓形連接件70或使用繃帶將股骨近端固定在骨科手術(shù)床4上。股骨近端指的是：股骨靠近患者身軀的一端，股骨遠(yuǎn)端指的是：股骨遠(yuǎn)離患者身軀的一端。為了便于復(fù)位，患者平躺在骨科手術(shù)床4上且處于屈膝姿態(tài)。牽引架5與骨科手術(shù)床4連接成一剛體，牽引架5上固定有從手復(fù)位機(jī)器人3的遠(yuǎn)端固定平臺(tái)，從手復(fù)位機(jī)器人3的近端移動(dòng)平臺(tái)固定有患者的股骨遠(yuǎn)端，牽引架5用于調(diào)整從手復(fù)位機(jī)器人3的位置使其近端移動(dòng)平臺(tái)對(duì)準(zhǔn)患者，近端移動(dòng)平臺(tái)(或稱運(yùn)動(dòng)復(fù)位端)指的是：從手復(fù)位機(jī)器人3上固定患者的一端，術(shù)時(shí)其運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與其固定的患者股骨遠(yuǎn)端骨折骨段運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)位；遠(yuǎn)端固定平臺(tái)(或稱固定靜止端)指的是：從手復(fù)位機(jī)器人3上固定在牽引架5上的一端，其不固定患者，術(shù)時(shí)其因牽引架5的固定而靜止不動(dòng)。G型臂雙顯X光機(jī)6用于同時(shí)獲取患者的股骨干骨折處的正位X光圖像和側(cè)位X光圖像，其包括：G型臂61、雙顯示屏62和分別與G型臂61和雙顯示屏62連接的操縱臺(tái)。G型臂61的兩對(duì)發(fā)射器分別對(duì)準(zhǔn)股骨干骨折處的正位和側(cè)位，以實(shí)現(xiàn)對(duì)正位和側(cè)位圖像同時(shí)采樣。操縱臺(tái)用于將G型臂61采樣的正位和側(cè)位圖像輸送至雙顯示器62。雙顯示器62用于同時(shí)顯示股骨干骨折處的正位X光圖像和側(cè)位X光圖像。主手操控機(jī)器人1和中央控制器2固定在操作臺(tái)車10上。

本實(shí)用新型利用骨科手術(shù)床4與牽引架5連接為一剛體(即骨科手術(shù)床4與牽引架5為同一剛體)的特性，將從手復(fù)位機(jī)器人3的遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31固定在牽引架5上，使得固定在骨科手術(shù)床4上患者的股骨近端72與固定在牽引架5上的遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31被視為一個(gè)剛體。手術(shù)時(shí)術(shù)者觀察G型臂雙顯X光機(jī)獲取的患者正位X光圖像和側(cè)位X光圖像，然后用手控制主手操控機(jī)器人1執(zhí)行骨折復(fù)位操作，繼而在中央控制器2的作用下，有條件映射控制從手復(fù)位機(jī)器人3，使從手復(fù)位機(jī)器人3的近端移動(dòng)平臺(tái)32復(fù)制主手操控機(jī)器人1的骨折復(fù)位操作，進(jìn)而帶動(dòng)固定在近端移動(dòng)平臺(tái)32上的股骨遠(yuǎn)端71運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)股骨干骨折復(fù)位，完成對(duì)股骨干骨折患者復(fù)位的遙操作，如此使得術(shù)者遠(yuǎn)離手術(shù)區(qū)域(或G型臂雙顯X光機(jī))，可以避免或降低術(shù)者或醫(yī)護(hù)人員受到的X光射線傷害。

需要說明的是：六個(gè)電動(dòng)推拉桿在與遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31和近端移動(dòng)平臺(tái)32連接時(shí)，將六個(gè)電動(dòng)推拉桿33的一端分成三組，每組含有兩個(gè)電動(dòng)推拉桿33的一端，相鄰兩組之間間隔120°；將六個(gè)電動(dòng)推拉桿33的另一端也分成三組，每組含有兩個(gè)電動(dòng)推拉桿33的另一端，相鄰兩組之間間隔120°。且在垂直于由遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31指向近端移動(dòng)平臺(tái)的平面上，每個(gè)電動(dòng)推拉桿33的一端與另一端相差60°。2/3圓環(huán)上的電動(dòng)推拉桿中的一組應(yīng)該位于上方，其他兩組位于兩側(cè)120°的位置。六個(gè)手動(dòng)距離傳感推拉桿在與主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11和主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)連接時(shí)，連接位置與六個(gè)電動(dòng)推拉桿的連接位置相同，在此不再一一贅述。

從手復(fù)位機(jī)器人3包括：遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31、近端移動(dòng)平臺(tái)32、六個(gè)電動(dòng)推拉桿33和萬(wàn)向節(jié)。遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31優(yōu)選呈圓盤狀，如此利于固定在牽引架5上以在牽引架5的固定下術(shù)時(shí)保持不動(dòng)。近端移動(dòng)平臺(tái)32呈三分之二圓環(huán)狀(或稱2/3圓環(huán))，換言之，在圓環(huán)上形成有一個(gè)缺口，該缺口的周長(zhǎng)為圓環(huán)周長(zhǎng)的三分之一(或稱1/3圓環(huán)缺口)，近端移動(dòng)平臺(tái)31利用1/3圓環(huán)缺口套設(shè)于股骨遠(yuǎn)端71，并通過2/3圓環(huán)上的鋼針及骨釘固定股骨遠(yuǎn)端71，術(shù)前利用1/3圓環(huán)缺口將屈膝的患者的股骨遠(yuǎn)端71套入并固定在2/3環(huán)上以利于復(fù)位操作。六個(gè)電動(dòng)推拉桿33連接于遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31和近端移動(dòng)平臺(tái)32之間，用于驅(qū)動(dòng)近端移動(dòng)平臺(tái)32運(yùn)動(dòng)。一對(duì)萬(wàn)向節(jié)34用于將一個(gè)電動(dòng)推拉桿33的兩端部分別與對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31和近端移動(dòng)平臺(tái)32相連，具體的，電動(dòng)推拉桿33的一端通過一個(gè)萬(wàn)向節(jié)與近端移動(dòng)平臺(tái)32連接，電動(dòng)推拉桿33的另一端通過另一個(gè)萬(wàn)向節(jié)與遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31連接，該一個(gè)萬(wàn)向節(jié)和該另一個(gè)萬(wàn)向節(jié)合稱為一對(duì)萬(wàn)向節(jié)。

為了便于精確且穩(wěn)定對(duì)患者進(jìn)行骨折復(fù)位操作，中央控制器2還用于直接控制電動(dòng)推拉桿33的行程，該系統(tǒng)還包括：分別與中央控制器2連接的恢復(fù)按鍵21、伸長(zhǎng)按鍵22和縮短按鍵23。恢復(fù)按鍵21用于同時(shí)控制六個(gè)電動(dòng)推拉桿33由當(dāng)前行程恢復(fù)到額定行程的一半，例如額定行程為50mm，額定行程的一半為25mm，當(dāng)按下恢復(fù)按鍵21時(shí)，六個(gè)電動(dòng)推拉桿33由當(dāng)前行程均恢復(fù)到25mm。伸長(zhǎng)按鍵22用于同時(shí)控制六個(gè)電動(dòng)推拉桿33由當(dāng)前行程均逐漸伸長(zhǎng)，當(dāng)按下伸長(zhǎng)按鍵22時(shí)，則六個(gè)電動(dòng)推拉桿33的當(dāng)前行程均保持緩慢伸長(zhǎng)，直至松開伸長(zhǎng)按鍵22?？s短按鍵23用于同時(shí)控制六個(gè)電動(dòng)推拉桿33由當(dāng)前行程均逐漸縮短，當(dāng)按下縮短按鍵23時(shí)，則六個(gè)電動(dòng)推拉桿33的當(dāng)前行程均保持緩慢縮短，直至松開縮短按鍵23。

主手操控機(jī)器人1包括主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11、主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12、六個(gè)距離傳感推拉桿13和萬(wàn)向節(jié)。主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11優(yōu)選呈圓盤狀，如此利于固定在操作臺(tái)車10上，操作臺(tái)車10優(yōu)選位于G型臂雙顯X光機(jī)的操縱臺(tái)旁以利于骨折復(fù)位操作。主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12呈圓盤狀，優(yōu)選呈具有鏤空孔的圓盤狀，用于接收術(shù)者的骨折復(fù)位操作指令，為了利于術(shù)者操作，在主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12的周向外側(cè)連接有一圓環(huán)操控手柄16。六個(gè)手動(dòng)距離傳感推拉桿13連接于主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11和主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12之間，用于在術(shù)者的骨折復(fù)位操作下產(chǎn)生相應(yīng)六自由度的位移及旋轉(zhuǎn)。一對(duì)萬(wàn)向節(jié)14用于將一個(gè)手動(dòng)距離傳感推拉桿13的兩端部分別與對(duì)應(yīng)的主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11和主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12相連，具體的，手動(dòng)距離傳感推拉桿13的一端通過一個(gè)萬(wàn)向節(jié)14與主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12連接，手動(dòng)距離傳感推拉桿13的另一端通過另一個(gè)萬(wàn)向節(jié)與主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11連接，該一個(gè)萬(wàn)向節(jié)和該另一個(gè)萬(wàn)向節(jié)合稱為一對(duì)萬(wàn)向節(jié)。

主手操控機(jī)器人1的萬(wàn)向節(jié)和從手復(fù)位機(jī)器人3的萬(wàn)向節(jié)優(yōu)選均為柔性萬(wàn)向節(jié)14、34，柔性萬(wàn)向節(jié)包括：萬(wàn)向節(jié)彈簧和分別與萬(wàn)向節(jié)彈簧兩端螺紋連接的螺桿，萬(wàn)向節(jié)彈簧呈中間細(xì)、兩頭粗的沙漏型。柔性萬(wàn)向節(jié)通過螺桿的另一端與電動(dòng)推拉桿33或手動(dòng)距離傳感推拉桿13或主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12或主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11或從手復(fù)位機(jī)器人遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31或從手復(fù)位機(jī)器人近端移動(dòng)平臺(tái)32螺紋連接。柔性萬(wàn)向節(jié)與主機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12或主機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11或遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31或近端移動(dòng)平臺(tái)32連接的一段的軸線對(duì)應(yīng)的與主機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12或主機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11或遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31或近端移動(dòng)平臺(tái)32所在的平面垂直。柔性萬(wàn)向節(jié)與手動(dòng)距離傳感推拉桿13或電動(dòng)推拉桿13連接的另一段與手動(dòng)距離傳感推拉桿13或電動(dòng)推拉桿33的軸線重合。在其他的實(shí)施例中還可以為剛性萬(wàn)向節(jié)。

為了使得主手操控機(jī)器人1在不與術(shù)者交互時(shí)(既不受到任何外力的情況下)恢復(fù)到初始狀態(tài)(即每只傳感器推拉桿縮到最短)，主手操控機(jī)器人1還包括：連接于主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11和主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12之間的拉伸彈簧15，其位于主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11和主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12的周向外側(cè)。例如沿主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11的徑向，在主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11的邊緣延伸安裝有靜態(tài)平臺(tái)延伸部17，與靜態(tài)平臺(tái)延伸部17對(duì)應(yīng)的主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12的邊緣沿主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12的徑向延伸安裝有動(dòng)態(tài)平臺(tái)延伸部18，在靜態(tài)平臺(tái)延伸部17和動(dòng)態(tài)平臺(tái)延伸部18之間豎直連接有拉伸彈簧15。具體的，靜態(tài)平臺(tái)延伸部17連接(例如螺栓連接)于主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11的外側(cè)面，即在垂直于主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11的軸向上，主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11所形成的平面和靜態(tài)平臺(tái)延伸部17所形成的平面不共面。動(dòng)態(tài)平臺(tái)延伸部18的底面連接(例如螺栓連接)于主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12的外側(cè)面，圓環(huán)操控手柄16與動(dòng)態(tài)平臺(tái)延伸部18的頂面連接，即在垂直于主機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12的軸向上，環(huán)形操控手柄16所形成的平面、主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12所形成的平面和動(dòng)態(tài)平臺(tái)延伸部18所形成的平面三者不共面，即在由主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12指向主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11的方向上，依次為環(huán)形操控手柄16、動(dòng)態(tài)平臺(tái)延伸部18和主機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12。安裝拉伸彈簧15時(shí)，可以在靜態(tài)平臺(tái)延伸部17上開有通孔，對(duì)應(yīng)的，在動(dòng)態(tài)平臺(tái)延伸部18上開有通孔，拉伸彈簧15通過其兩端的勾勾住通孔實(shí)現(xiàn)設(shè)置在靜態(tài)平臺(tái)延伸部17和動(dòng)態(tài)平臺(tái)延伸部18之間。拉伸彈簧15的數(shù)量可以為多個(gè)，多個(gè)拉伸彈簧15沿主手機(jī)器人靜態(tài)平臺(tái)11的周向或主機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)12的周向均勻分布，(優(yōu)選為6個(gè)，6個(gè)拉伸彈簧15中的3個(gè)的一端分別一一對(duì)應(yīng)設(shè)置在3組手動(dòng)距離傳感推拉桿的位置，6個(gè)拉伸彈簧15的另外3個(gè)的一端分別一一對(duì)應(yīng)設(shè)置在相鄰兩組手動(dòng)距離傳感推拉桿的中間位置)。

由于術(shù)者術(shù)時(shí)需操作多個(gè)設(shè)備，為了利于操作，該映射開關(guān)為腳踏開關(guān)，其設(shè)置在地面上，通過術(shù)者的腳部動(dòng)作(抬起或落下)即可操作腳踏開關(guān)的開啟或關(guān)閉，與中央控制器2連接，用于開啟或關(guān)閉主手操控機(jī)器人1與從手復(fù)位機(jī)器人2之間的有條件映射。中央控制器2的連接插頭優(yōu)選為航空插頭。

為了進(jìn)一步減少術(shù)者所受X射線的傷害，該系統(tǒng)還包括：鉛屏9，其用于隔開G型臂雙顯X光機(jī)6與術(shù)者?；颊咭粋?cè)可以稱為術(shù)區(qū)91，在術(shù)區(qū)91放置有從手復(fù)位機(jī)器人3、骨科手術(shù)床4、牽引架5、G型臂61。術(shù)者一側(cè)可以稱為操作區(qū)92，在操作區(qū)92放置有主手操控機(jī)器人1、中央控制器2、操作臺(tái)車10、操縱臺(tái)、雙顯示屏62、腳踏開關(guān)24、恢復(fù)按鍵21、伸長(zhǎng)按鍵22、縮短按鍵23。

下面介紹采用主從式股骨干骨折復(fù)位并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)患者進(jìn)行主從式股骨干骨折復(fù)位的方法。該方法包含：術(shù)前準(zhǔn)備步驟和術(shù)中操作步驟。

術(shù)前準(zhǔn)備步驟具體包括：將主手操控機(jī)器人1和中央控制器2固定在操作臺(tái)車10上。連接中央控制器2與主手操控機(jī)器人1，連接中央控制器2與從手復(fù)位機(jī)器人3，連接中央控制器2與映射開關(guān)。將牽引架5和骨科手術(shù)床4連接成一剛體，實(shí)際中，牽引架5和骨科手術(shù)床4多以呈同一剛體的形式存在。將從手復(fù)位機(jī)器人3的遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31固定在牽引架5上。使股骨干骨折病患者平躺于骨科手術(shù)床4上，將患者的股骨近端72固定在骨科手術(shù)床4上，使得骨折患者的脛骨下垂呈屈膝狀。松開牽引架5上水平旋轉(zhuǎn)的固定螺栓使其能自由移動(dòng)；通過調(diào)節(jié)牽引架5的位置以及其上的伸縮搖桿把柄，將從手復(fù)位機(jī)器人3的近端移動(dòng)平臺(tái)32對(duì)準(zhǔn)患者7的股骨遠(yuǎn)端71，再將牽引架上水平旋轉(zhuǎn)的固定螺栓旋緊；通過鋼針及骨釘將股骨遠(yuǎn)端71固定在從手機(jī)器人近端32上；移動(dòng)G型臂雙顯X光機(jī)6的G型臂61的位置，將G型臂61的兩組發(fā)射接收器分別對(duì)準(zhǔn)股骨干骨折處的正位及側(cè)位。

術(shù)中操作步驟包括：打開中央控制器2的電源開關(guān)以及G型臂雙顯X光機(jī)6的電源開關(guān)；觀察G型臂雙顯X光機(jī)6的雙顯示屏62顯示的正位X光圖像和側(cè)位X光圖像，操控主手操控機(jī)器人1的主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)，當(dāng)設(shè)置環(huán)形操控手柄12時(shí)，操控手柄即可，并通過映射開關(guān)21開啟以及中央控制器2的控制，將主手操控機(jī)器人1的骨折復(fù)位操作有條件映射給從手復(fù)位機(jī)器人3，實(shí)現(xiàn)遙操作從手復(fù)位機(jī)器人3以進(jìn)行股骨干骨折復(fù)位手術(shù)。

下面以從手復(fù)位機(jī)器人3的2/3圓環(huán)左側(cè)為圓心，將圓環(huán)右側(cè)在水平面向內(nèi)旋轉(zhuǎn)這一操作為例說明從手復(fù)位機(jī)器人3復(fù)制如何主手操控機(jī)器人1的動(dòng)作。具體操作如下：將主手操控機(jī)器人的主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)的右側(cè)拉出，此時(shí)映射開關(guān)未踩下，則從手復(fù)位機(jī)器人保持靜止。踩下腳踏開關(guān)，恢復(fù)主手操控機(jī)器人的主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)右側(cè)初始位置。此時(shí)從手復(fù)位機(jī)器人復(fù)制主手操控機(jī)器人的回復(fù)運(yùn)動(dòng)。

需要說明的是：只有當(dāng)腳踏開關(guān)踩下，即關(guān)閉時(shí)，才實(shí)現(xiàn)映射關(guān)系。否則映射關(guān)系不成立。因此操作時(shí)，主手操控機(jī)器人的主手機(jī)器人動(dòng)態(tài)平臺(tái)或環(huán)形操控手柄可調(diào)至任意位置，只要腳踏開關(guān)未踩下，從手復(fù)位機(jī)器人都保持靜止?fàn)顟B(tài)。而當(dāng)需要復(fù)制主手操控機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)到從手復(fù)位機(jī)器人時(shí)，踩下腳踏開關(guān)，此時(shí)主手操控機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)即被復(fù)制到從手復(fù)位機(jī)器人上了。優(yōu)選，從手復(fù)位機(jī)器人3的近端移動(dòng)平臺(tái)32呈三分之二圓環(huán)狀，換言之近端移動(dòng)平臺(tái)有三分之一圓環(huán)缺口，通過三分之一圓環(huán)缺口將近端移動(dòng)平臺(tái)套設(shè)于屈膝的患者的股骨遠(yuǎn)端，再通過鋼針及骨釘將股骨遠(yuǎn)端固定在從手復(fù)位機(jī)器人的近端移動(dòng)平臺(tái)32。

綜上所述，本實(shí)用新型帶來(lái)的有益效果如下：

通過建立主手操控器人1和從手復(fù)位機(jī)器人2的映射，從而避免或降低醫(yī)護(hù)人員受到的X光射線傷害。

通過從手復(fù)位機(jī)器人的近端移動(dòng)平臺(tái)在靜態(tài)情況下，可維持其姿態(tài)不變，并且具有與復(fù)位操作相同的保持力，從而解脫了醫(yī)護(hù)人員為使骨折復(fù)位后保持復(fù)位狀態(tài)而對(duì)骨折進(jìn)行固定之前所需施加的人力。

通過利用骨科手術(shù)床4和牽引架5為一剛體的特性，將從手復(fù)位機(jī)器人2的遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31固定在牽引架5上，使得固定在骨科手術(shù)床4上骨折的股骨近端與固定在牽引架5上的遠(yuǎn)端固定平臺(tái)31被視為一個(gè)剛體，從而當(dāng)從手復(fù)位機(jī)器人的近端移動(dòng)平臺(tái)32進(jìn)行骨折復(fù)位運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)固定在其上的股骨遠(yuǎn)端同時(shí)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)骨折復(fù)位，利于患者的股骨復(fù)位。

由技術(shù)常識(shí)可知，本實(shí)用新型可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本實(shí)用新型范圍內(nèi)或在等同于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)的改變均被本實(shí)用新型包含。