全方位柔性針穿刺機器人的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種全方位柔性針穿刺機器人，用于實現(xiàn)對目標靶點的穿刺，屬于醫(yī)療器械領域。
【背景技術】
[0002]目前，微創(chuàng)手術使用的針均為剛性直針，穿刺過程中不能繞開骨骼、神經(jīng)、血管等障礙，也不能靈活有效地修正誤差，準確穿刺目標靶點，給治療帶來很大的困難，因此提出采用柔性針。而醫(yī)生手工穿刺時，對柔性針很難操控，影響穿刺的穩(wěn)定性、準確性與安全性。

【發(fā)明內容】

[0003]針對以上問題，本實用新型提出一種全方位柔性針穿刺機器人，以達到全方位的穿刺，同時達到高穩(wěn)定性、高準確性和高安全性的穿刺目的。
[0004]基本技術方案是:
[0005]全方位柔性針穿刺機器人，其組成包括位姿調整機構和穿刺機構，所述位姿調整機構與穿刺機構通過鉸鏈連接。
[0006]所述位姿調整機構是由X向滑臺、y向滑臺、轉臺、z向滑臺、連桿機構組成，所述X向滑臺、y向滑臺均是由絲杠螺母組成，轉臺是由轉臺底座、轉臺電機和轉盤組成，轉臺底座固定于y向滑臺上，轉臺電機與轉臺底座固定連接，轉盤與轉臺底座通過軸承連接，轉盤與轉臺底座為相對轉動關系；
[0007]所述z向滑臺是由z向滑臺底座、z向步進電機、絲杠、滑臺、支撐架、支撐塊組成，z向滑臺底座與轉盤固定連接，Z向步進電機與Z向滑臺底座固定連接，絲杠固定于Z向滑臺底座上，支撐架固定于滑臺的兩側，支撐塊固定于支撐架之間，用于固定支撐架；
[0008]所述連桿機構是由電機托板、搖桿電機、搖桿、連接桿和穿刺滑臺構組成，搖桿電機固定于電機托板上，搖桿與電機托板、搖桿與連接桿、穿刺滑臺與連桿、穿刺滑臺與支撐架均通過鉸鏈連接。
[0009]所述穿刺機構其組成包括穿刺滑臺、自傳電機、自轉電機支架、斜尖柔性針、柔性針支撐套管，所述自轉電機固定于穿刺滑臺上，自轉電機支架固定于穿刺滑臺上，柔性針支撐套管一端固定于穿刺滑臺上，另一端固定于自轉電機支架上，斜尖柔性針置于柔性針支撐套管內，與自轉電機固定連接。
[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]1.本實用新型所采用的滑臺和轉盤裝置確保了水平平面內的穿刺范圍，保證了穿刺位置在水平方向的正確調整；
[0012]2.本實用新型所采用的四桿機構確保了豎直平面內的穿刺范圍，保證了穿刺位置在豎直方向的正確調整；
[0013]3.本實用新型在水平位置和豎直位置的調整，可以有效的避開穿刺過程中遇到的障礙。
【附圖說明】
[0014]附圖1，本實用新型的結構示意圖；
[0015]附圖2，本實用新型的連桿機構結構示意圖；
[0016]附圖3，本實用新型的穿刺機構結構示意圖；
[0017]附圖4，本實用新型的z向滑臺與轉臺內部結構示意圖；
[0018]圖中:l、x向滑臺，2、y向滑臺，3、連桿機構，4、穿刺機構，5、z向滑臺，6、轉臺。3-1、電機托板，3-2、搖桿電機，3-3、搖桿，3-4、連接桿，4-1、穿刺滑臺，4-2、自傳電機，4-3、自傳電機支架，4-4、柔性針支撐套管，4-5、斜尖柔性針，5-1、z向滑臺底座，5-2、z向步進電機，5-
3、絲杠，5-4、滑臺，5-5、支撐架，5-6、支撐塊，6-1、轉臺電機，6-2、轉臺底座，6-3、轉盤。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖進一步說明本實用新型的具體結構及實施方式:
[0020]本實用新型的結構示意圖如圖1、圖2、圖3、圖4所示。全方位柔性針穿刺機器人是由位姿調整機構和穿刺機構組成，位姿調整機構與穿刺機構通過鉸鏈連接。位姿調整機構是由X向滑臺(I)、y向滑臺(2)、轉臺(6)、z向滑臺(5)、連桿機構(3)組成，x向滑臺(I)是由絲杠螺母組成，實現(xiàn)穿刺機構在X方向的位置調整;y向滑臺(2)是由絲杠螺母組成，實現(xiàn)穿刺機構在y方向的位置調整;轉臺(6 )是由轉臺底座(6-2 )、轉臺電機(6-1)和轉盤(6-3 )組成，轉臺底座(6-2)固定于y向滑臺(2)上，轉臺電機(6-1)與轉臺底座(6-2)固定連接，轉盤(6-3)與轉臺底座(6-2)通過軸承連接，轉盤(6-3)與轉臺底座(6-2)為相對轉動關系，用于實現(xiàn)穿刺機構在水平方向的旋轉;z向滑臺(5)是由z向滑臺底座(5-l)、z向步進電機(5-2)、絲杠(5-3)、滑臺(5-4)、支撐架(5-5)、支撐塊(5-6)組成，z向滑臺底座(5-1)與轉盤(6-3)固定連接，z向步進電機(5-2)與z向滑臺底座(5-1)固定連接，絲杠(5-3)固定于z向滑臺底座(5-1)上，支撐架(5-5)固定于滑臺(5-4)兩側，支撐塊(5-6)固定于支撐架(5-5)之間，用于固定支撐架(5-5)，實現(xiàn)穿刺機構在z方向的位置調整;連桿機構(3)是由電機托板(3-1)、搖桿電機(3-2)、搖桿(3-3)、連接桿(3-4)和穿刺滑臺(4-1)組成，搖桿電機(3-2)固定于電機托板(3-1)上，搖桿(3-3 )與電機托板(3-1)、搖桿(3-3 )與連接桿(3_4)、穿刺滑臺(4_1)與連桿(3-4)、穿刺滑臺(4-1)與支撐架(55-)均通過鉸鏈連接，使穿刺機構可以俯仰。穿刺機構其組成包括穿刺滑臺(4-1)、自傳電機(4-2)、柔性針支撐套管(4-4)、斜尖柔性針(4-5)，自轉電機固定于穿刺滑臺上，自轉電機支架固定于穿刺滑臺上，柔性針支撐套管一端固定于穿刺滑臺上，另一端固定于自轉電機支架上，斜尖柔性針置于柔性針支撐套管內，與自轉電機固定連接。
[0021 ]本實用新型在使用時的過程如下:
[0022]實例1:位姿調整實例:步進電機驅動X向滑臺(I)實現(xiàn)滑臺在X方向水平移動，到達指定位置后步進電機停止，移動范圍為0-50cm;步進電機驅動y向滑臺(12)，實現(xiàn)滑臺y方向水平移動，到達指定位置后步進電機停止，移動范圍為0-50cm;轉臺電機(6-1)通過帶動轉盤(6-3)轉動，從而實現(xiàn)轉臺底座(6-2)與轉盤(6-3 )的相對轉動，以實現(xiàn)全方位柔性針機器人在水平方向的轉動，到達指定位置后轉臺電機(6-1)停止，旋轉范圍為360度;z向步進電機(5-1)驅動絲杠(5-3)，實現(xiàn)滑臺(5-4)在z方向的移動，到達指定位置后z向步進電機(6-I)停止，移動范圍為0-30cm;搖桿電機(3-2)驅動搖桿(3-3)，帶動連接桿(3-4)，從而實現(xiàn)穿刺機構(4)的俯仰，到達指定位置后步進電機停止，俯仰角度為正負65度；
[0023]實例2:穿刺實例:穿刺滑臺(4-1)用于實現(xiàn)斜尖柔性針(4-5)的前進或后退；自傳電機(4-2 )帶動斜尖柔性針(4-5 )轉動，實現(xiàn)柔性針針尖斜面的調整。
【主權項】
1.全方位柔性針穿刺機器人，其組成包括位姿調整機構和穿刺機構，其特征在于，所述的位姿調整機構與穿刺機構通過鉸鏈連接。2.根據(jù)權利要求1所述的全方位柔性針穿刺機器人，其特征在于，所述的位姿調整機構是由X向滑臺、y向滑臺、轉臺、z向滑臺、連桿機構組成，所述的X向滑臺是由絲杠螺母組成，y向滑臺是由絲杠螺母組成，轉臺是由轉臺底座、步進電機一和轉盤組成，轉臺底座固定于y向滑臺上，步進電機一與轉臺底座固定連接，轉盤設有凹槽，與轉臺底座滑動連接;z向滑臺是由z向滑臺底座、步進電機二、絲杠一、滑塊一、支撐架、支撐塊組成，z向滑臺底座與轉盤固定連接，步進電機與Z向滑臺底座固定連接，絲杠一固定于Z向滑臺底座上，支撐架固定于滑塊一兩側，支撐塊固定于支撐架之間，用于固定支撐架;連桿機構是由電機托板、步進電機三、搖桿、連桿和穿刺機支架構組成，步進電機三固定于電機托板上，搖桿與電機托板通過鉸鏈連接、搖桿與連桿通過鉸鏈連接、穿刺機構支架與連桿通過鉸鏈連接，穿刺機構支架與支撐架通過鉸鏈連接。3.根據(jù)權利要求1所述的全方位柔性針穿刺機器人，其特征在于，所述的穿刺機構其組成包括穿刺及構支架、滑塊二、步進電機四、步進電機五、針芯套管支撐、絲杠二、柔性針芯，所述的步進電機四固定于穿刺機構支架上，步進電機四與絲杠二通過聯(lián)軸器連接，步進電機五固定于滑塊二上，針芯套管支撐一端固定于穿刺機構支架上，另一端固定于滑塊上，柔心針芯置于針芯套管支撐內，與步進電機五固定連接。
【專利摘要】全方位柔性針穿刺機器人，其組成包括：位姿調整機構和穿刺機構。在位姿調整機構中，有x向滑臺、y向滑臺、z向滑臺、轉臺、連桿機構，分別實現(xiàn)全方位柔性針穿刺機器人在x方向移動、y方向移動、z方向移動以、水平轉動以及穿刺機構的俯仰，俯仰角度為正負65度。在穿刺構中，分別用步進電機控制柔性針芯的旋轉、前進、后退。該機器人可以實現(xiàn)柔性針多方位的穿刺功能。
【IPC分類】A61B17/34
【公開號】CN205359582
【申請?zhí)枴緾N201620003351
【發(fā)明人】趙燕江, 王瑞雪, 張永德, 武文強, 胡海龍, 黃磊
【申請人】哈爾濱理工大學
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年1月5日