CN107811797B - 骨科机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种骨科机器人，其与手术床配合使用，包括依次连接的对接件(100)、远端平台(200)、近端平台(300)、及控制缸箱车(400)；控制缸箱车(400)包括具有六自由度的运动平台(420)及控制运动平台(420)的控制箱(440)，以及在远端侧的连接柱(460)，连接柱(460)能调节近端平台(300)的高度；近端平台(300)包括形成滑动配合的侧板组件，以调节近端平台(200)与控制缸箱车(400)之间的距离；远端平台(200)包括旋转滑轨组件，通过其所述远端平台(200)能在水平面内相对于近端平台旋转。本发明机器人与手术床连接牢固，并以模块化的方式提供各种调节能力。

Description

骨科机器人

技术领域

本发明涉及与手术床配合使用的骨科机器人，尤其是一种在复位手术中使用的复位机器人。

背景技术

随着机器人技术的发展，在修复骨折的手术特别是长骨骨科手术中，出现了将机器人应用于其中的趋势。

参考图1，其为公开号CN105997253A的发明申请的附图，示出其公开的骨科手术系统。该系统包括手术规划和监控装置31、C形臂X射线机32、骨科手术机器人33和手术定位装置34。其中，手术规划和监控装置31是一台内置了图形工作站电脑的可移动操作台。借助于图形工作站电脑上安装的软件，医生可以实现骨骼的三维重建、术前规划、手术机器人操控和术中的动态图像监控。X射线机32拍摄病人的水平和垂直两个方向的X光片，通过空间算法实现多个空间坐标系的匹配，以精确确定手术部位。

图2示出骨科手术机器人33的分解图。如图所示，该机器人包括机器人本体233和固定在所述本体上的六轴机械臂232。此外，骨钻和其他功能模块也安装在所述机器人33上。

在现有技术的上述骨科手术系统中，骨科手术机器人33未与手术床联接。由于复位手术经常需要较大的力量来牵引骨折部位，现有技术的骨科手术系统难以保证复位手术中复位器械与患者/手术床的相对方位的稳定。

因此，存在这样的需要，即，为骨科手术，特别是复位手术提供一个机器人，其与手术床形成牢固的刚性连接。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种骨科机器人，其与手术床牢固连接而配合使用。

为实现上述目的，本发明提供一种骨科机器人，其与手术床配合使用，所述机器人包括依次连接的对接件、远端平台、近端平台、及控制缸箱车；其中，所述控制缸箱车包括具有六自由度的运动平台以及控制所述运动平台的控制箱，以及在远端侧的连接柱，所述连接柱能够调节所述近端平台的高度；所述近端平台包括形成滑动配合的侧板组件，以调节所述近端平台与所述控制缸箱车之间的距离；所述远端平台包括旋转滑轨组件，通过所述旋转滑轨组件所述远端平台能够在水平面内相对于所述近端平台旋转。

与现有技术的骨科机器人相比，本发明机器人与手术床能形成牢固的连接；此外，本发明机器人还以模块化的方式提供高度、距离和水平角度的调节能力。

附图说明

参考附图和说明书可以更好地理解本发明。附图中的部件不一定按比例绘制，其用意仅在于阐明本发明的原理。在附图中：

图1和图2为现有技术的骨科机器人系统以及其中的骨科机器人的示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的骨科机器人的立体图；

图4为根据本发明的一个实施例的骨科机器人的对接件的立体图；

图5为根据本发明的一个实施例的骨科机器人的远端平台的从上方看到的立体图；

图6和图7为图5的远端平台的从下方看到的立体图；其中图7去除了轨座架，以露出轨座和导轨；

图8和图9为根据本发明的一个实施例的骨科机器人的近端平台立体图，其中图8中示出了分别在两侧与近端平台连接的远端平台的轨座架和控制缸箱车的连接块；

图10为根据本发明的一个实施例的骨科机器人的控制缸箱车的立体图；

图11为图10中的控制缸箱车的连接柱的立体图；

图12为图11中的连接柱的调高柱的截面图。

具体实施方式

下面的说明涉及根据本发明的一个实施例的骨科机器人，其与手术床配合使用。参考图3，将其左侧命名为远端侧，所述机器人包括在远端侧依次连接的对接件100、远端平台200、近端平台300、及控制缸箱车400。

所述控制缸箱车400包括具有六自由度的运动平台420以及控制所述运动平台420的控制箱440，以及在远端侧的连接柱460(图10中示出)，所述连接柱460能够调节所述近端平台300的高度；

所述近端平台300包括形成滑动配合的侧板组件，以调节所述近端平台200与所述控制缸箱车400之间的距离；

所述远端平台200包括旋转滑轨组件，通过所述旋转滑轨组件所述远端平台200能够在水平面内相对于所述近端平台300旋转。

通过提供对接件，本发明的骨科机器人与手术床能形成牢固的连接；此外，本发明机器人以不同模块分别提供对高度、距离和水平角度的调节能力。

参考图4，优选地，骨科机器人的所述对接件100包括对接座120，其在前后两侧分别包括第一对接通道和第二对接通道；所述手术床具有边杠，所述边杠能够进入所述第二对接通道；能够刚性安装到所述远端平台200上的边轨140，所述边轨140能够进入所述第一对接通道；第一紧固件160，用于将所述边轨140紧固连接到所述对接座100；第二紧固件180，用于将所述手术床的所述边杠紧固连接到所述对接座100。

仍参考图4，优选地，所述对接座120在所述第一对接通道和所述第二对接通道处的截面为C形。

更优选地，所述边轨140可以和手术床的边杠的规格相同，对接座120的第一对接通道和第二对接通道也具有相同的规格。由此，对接座120的加工更加容易，并且使用时更加便利。

参考图5-7，优选地，所述远端平台200包括：主体板220，所述旋转滑轨组件位于所述主体板220下侧；位于所述主体板220左右两侧的对接件安装部225，所述对接件100安装在所述对接件安装部上225；其中所述旋转滑轨组件包括弧形导轨240和具有弧形轨道的轨座260(图7中示出)；所述导轨240安装到所述主体板220，所述轨座260刚性连接到所述近端平台300。

通过弧形导轨240和具有弧形轨道的轨座260，上述远端平台200以简单可靠的结构提供对水平角度的调节能力。

参考图6并参考图4，作为连接的一种示例，优选地，所述对接件100的所述边轨140包括安装柱145，所述远端平台200包括与所述安装柱145对应的安装座225。

仍参考图6，优选地，所述远端平台200还包括：轨座架270，所述轨座架270通过第一紧固件275刚性连接到所述轨座260，并且通过第二紧固件277刚性连接到所述近端平台300。

具体地说，所述轨座架270包括位于左右两侧的侧段(图6的上下两侧)，以及连接所述两个侧段的中段。所述中段由所述第一紧固件275刚性连接到所述轨座260，所述两个侧段由两个第二紧固件277连接到所述近端平台300的连接板340(参考图8)。

参考图3以及图5-7，优选地，具有会阴托285的会阴柱280安装在所述远端平台200上。由此，为患者的髋部提供支撑。

参考图3及图8，优选地，所述近端平台300的所述侧板组件包括：层叠在一起的滑轨320、连接板340，及边轨360；其中，所述滑轨320能够沿近端-远端方向相对于所述连接板340滑动；所述边轨360刚性连接到所述连接板340，所述边轨360具有至少一个附件安装部。

具体地说，所述附件安装部可用于安装腿部支撑架367(图3中示出)、腿托368以及臂托369(图8中示出)。

参考图9，优选地，所述滑轨320包括用于连接到所述控制缸箱车400的第一连接部325；所述连接板340包括用于连接到所述远端平台200的第二连接部345。

作为示例，第二连接部345为形成在所述连接板340的远端侧的螺钉孔，第二紧固件277穿过所述螺钉孔，将近端平台300的所述连接板340刚性连接到远端平台200的所述轨座架270。

参考图10和图11，优选地，所述控制缸箱车400的所述连接柱460包括调高柱462和连接块464，所述调高柱462的高度可调，所述连接块464可拆卸地连接到所述近端平台300的所述滑轨320。

此外，所述控制缸箱车400还包括车体450和车轮455，以便于其移动。

同时参考图8和图11，作为示例，近端平台的所述滑轨320的所述第一连接部325为排列成矩形的四个螺钉孔，控制缸箱车的所述连接块464具有与之对应的螺钉孔。通过使用螺钉，连接块464被刚性连接到第一连接部325，由此将控制缸箱车400刚性连接到近端平台300。

参考图12，优选地，所述调高柱462包括位于顶部的可转动把手4621、由所述把手4621带动的可转动丝杆4623，以及围绕所述丝杆4623并与所述丝杠4623形成螺纹配合的螺母杆4624，所述螺母杆4624连接到所述调高柱462的底部。

仍参考图12，更优选地，所述丝杆4623是中空的，可转动芯轴4625位于所述中空丝杆(4623内。上述芯轴的加入，能够提高所述调高柱的相关零件的同心定位的可靠性。

仍参考图12，再优选地，所述调高柱462还包括升降柱4626，其连接到所述把手4621并且围绕所述螺母杆4624，当转动所述把手4621时，所述升降柱4626升降。

参考图3，优选地，根据本发明一个实施例的骨科机器人还包括支撑板500，其安装在所述控制缸箱车400上，以支撑患者身体部位，例如患者的小腿。

另外，根据需要，所述支撑板500可连接额外的固定装置。在复位手术中，所述额外的固定装置可固定患者的骨折的近端或远端，并借助于控制缸箱车400的运动平台的驱动而实现复位操作。

尽管已经公开多个示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的精神和保护范围的情况下，可做出各种改变和改进，并可适当地替代执行相同功能的部件。应注意，参考一个附图说明的特征可以与其他附图的特征组合起来，即使未明确提及。

Claims (13)

1.一种骨科机器人，其与手术床配合使用，所述机器人包括依次连接的对接件(100)、远端平台(200)、近端平台(300)、及控制缸箱车(400)；

所述控制缸箱车(400)包括具有六自由度的运动平台(420)、控制所述运动平台(420)的控制箱(440)，以及在远端侧连接到所述近端平台(300)的连接柱(460)，所述连接柱(460)能够调节所述近端平台(300)的高度；

所述近端平台(300)包括形成滑动配合的侧板组件，以调节所述近端平台(300)与所述控制缸箱车(400)之间的距离；

所述远端平台(200)包括旋转滑轨组件，通过所述旋转滑轨组件所述远端平台(200)能够在水平面内相对于所述近端平台(300)旋转；

所述对接件(100)包括：

对接座(120)，其在前后两侧分别包括第一对接通道和第二对接通道；所述手术床具有边杠，所述边杠能够进入所述第二对接通道；

能够刚性安装到所述远端平台(200)上的第一边轨(140)，所述第一边轨(140)能够进入所述第一对接通道；

第一紧固件(160)，用于将所述第一边轨(140)紧固连接到所述对接座(120)；

第二紧固件(180)，用于将所述手术床的所述边杠紧固连接到所述对接座(120)。

2.根据权利要求1所述的机器人，其中

所述对接座(120)在所述第一对接通道和所述第二对接通道处的截面为C形。

3.根据权利要求2所述的机器人，其中所述远端平台(200)包括：

主体板(220)，所述旋转滑轨组件位于所述主体板(220)下侧；

位于所述主体板(220)左右两侧的对接件安装部(225)，所述对接件(100)安装在所述对接件安装部(225)上；

其中所述旋转滑轨组件包括弧形导轨(240)和具有弧形轨道的轨座(260)；所述弧形导轨(240)安装到所述主体板(220)，所述轨座(260)刚性连接到所述近端平台(300)。

4.根据权利要求3所述的机器人，其中

所述对接件(100)的所述第一边轨(140)包括安装柱(145)，所述远端平台(200)的所述对接件安装部(225)与所述安装柱(145)对应。

5.根据权利要求4所述的机器人，其中所述远端平台(200)还包括：

轨座架(270)，所述轨座架(270)通过第三紧固件(275)刚性连接到所述轨座(260)，并且通过第四紧固件(277)刚性连接到所述近端平台(300)。

6.根据权利要求4所述的机器人，其中

具有会阴托(285)的会阴柱(280)安装在所述远端平台(200)上。

7.根据权利要求1所述的机器人，其中

所述近端平台(300)的所述侧板组件包括：层叠在一起的滑轨(320)、连接板(340)以及第二边轨(360)；

其中，所述滑轨(320)能够沿近端-远端方向相对于所述连接板(340)滑动；所述第二边轨(360)刚性连接到所述连接板(340)，所述第二边轨(360)具有至少一个附件安装部。

8.根据权利要求7所述的机器人，其中

所述近端平台(300)的所述滑轨(320)包括用于连接到所述控制缸箱车(400)的第一连接部(325)；所述近端平台(300)的所述连接板(340)包括用于连接到所述远端平台(200)的第二连接部(345)。

9.根据权利要求8所述的机器人，其中

所述控制缸箱车(400)的所述连接柱(460)包括调高柱(462)和连接块(464)，所述调高柱(462)的高度可调，所述连接块(464)可拆卸地连接到所述近端平台(300)的所述滑轨(320)。

10.根据权利要求9所述的机器人，其中

所述调高柱(462)包括位于顶部的可转动把手(4621)、由所述把手(4621)带动的可转动的丝杆(4623)，以及围绕所述丝杆(4623)并与所述丝杆(4623)形成螺纹配合的螺母杆(4624)，所述螺母杆(4624)连接到所述调高柱(462)的底部。

11.根据权利要求10所述的机器人，其中

所述丝杆(4623)是中空的，可转动芯轴(4625)位于中空的所述丝杆(4623)内。

12.根据权利要求11所述的机器人，其中

所述调高柱(462)还包括升降柱(4626)，其连接到所述把手(4621)并且围绕所述螺母杆(4624)，当转动所述把手(4621)时，所述升降柱(4626)升降。

13.根据权利要求1所述的机器人，还包括

支撑板(500)，其安装在所述控制缸箱车(400)上，以支撑患者身体部位。