本技術涉及醫療器械的領域,尤其是涉及一種便攜式手術機器人及控制方法。
背景技術:
1、傳統的骨科手術需要醫生在患者骨骼的相應位置進行手動操作,醫生需要豐富的手術經驗來判斷手術過程中的變化,這在一定程度上提高了手術的難度,手術出現失誤的風險高,當下的市場為了解決目前骨科手術的難處,出現了大量的骨科輔助手術機器人,這些骨科手術機器人基本采用大型的多軸機械臂進行控制。
2、但是傳統手術機器人的用于調節末端裝置的機械臂體積較為龐大,會占用較多的手術室空間,給醫生的手術過程帶來不便。且傳統的多軸機械臂在調節的過程中路徑不固定,可能會對醫生的手術造成干擾,需要預留很大的調節空間。
技術實現思路
1、為了能夠替代傳統的機械臂,從x軸、y軸及z軸方向實現對末端裝置的精準調節,本技術提供一種便攜式手術機器人及控制方法。
2、本技術提供的一種便攜式手術機器人及控制方法采用如下的技術方案:
3、一種便攜式手術機器人及控制方法,包括x軸、y軸、z軸、導航裝置及主控裝置,所述x軸、y軸、z軸及導航裝置連接主控裝置,所述x軸包括至少一條x軸調節機構,所述y軸包括至少一條y軸調節機構,所述z軸包括至少一條z軸調節機構,便攜式手術機器人還包括末端裝置,所述末端裝置通過安裝座連接于x軸或y軸或z軸,所述x軸、y軸及z軸相互配合用于控制便攜式手術機器人末端裝置的空間方位。
4、通過采用上述技術方案,操作人員能夠通過主控裝置從x軸、y軸及z軸方向實現對末端裝置的精準調節。
5、可選的,操作人員能夠通過所述主控裝置同時控制x軸、y軸及z軸進行調節。
6、通過采用上述技術方案,能夠更加快速的將末端裝置調節至手術位置,減少調節時間,減少手術準備時間,為醫生提供便捷。
7、可選的,所述x軸包括第一x軸及第二x軸,操作人員通過所述第一x軸對末端裝置的x方位進行粗調節,操作人員通過所述第二x軸對末端裝置的x方位進行精準調節。
8、通過采用上述技術方案,操作人員能夠從x軸方向上手動操作第一x軸將末端裝置調節至初始位置,隨后通過主控裝置控制第二x軸進行精準調節,能夠減小第二x軸的調節路徑,降低調節誤差,提高調節裝置的精準度。
9、可選的,所述第一x軸包括支座、滑塊及固定件,所述安裝座連接于支座,所述滑塊連接于支座,所述固定件包括至少一條平行x軸方向的桿件及至少一個固定塊,所述滑塊滑動連接于桿件,所述支座包括底座與支架。
10、通過采用上述技術方案,操作人員可以對滑塊施力使滑塊在桿件上滑動,從而能夠從x軸方向上對支座的位置進行手動調節,又因末端裝置通過安裝座連接x軸,進而操作人員能夠從x方向對末端裝置的位置進行粗調節。
11、可選的,所述第二x軸包括設置于安裝座上的第一絲杠、用于驅動第一絲杠轉動的第一電機及設置于安裝座上的第一連接座,所述第一絲杠與x軸相互平行,所述末端裝置連接第一連接座,所述第一連接座螺紋連接于第一絲杠,所述第一連接座被限制圍繞第一絲杠軸向的轉動。
12、通過采用上述技術方案,操作人員通過主控裝置控制第一電機啟動,第一電機帶動第一絲杠轉動,螺紋連接于第一絲杠的第一連接座沿著x軸方向進行移動,進而從x軸方向實現對末端裝置位置的精準調節。
13、可選的,所述y軸包括第一y軸及第二y軸,操作人員通過所述第一y軸對末端裝置的y方位進行粗調節,操作人員通過所述第二y軸對末端裝置的y方位進行精準調節。
14、通過采用上述技術方案,操作人員能夠從y軸方向上手動操作第一y軸將末端裝置調節至初始位置,隨后通過主控裝置控制第二y軸進行精準調節,能夠減小第二y軸的調節路徑,降低調節誤差,提高調節裝置的精準度。
15、可選的,所述第一y軸包括設置于底座上的連接件及滑動連接于連接件的滑移件,所述連接件的軸線平行于y軸,且所述滑移件連接于支架。
16、通過采用上述技術方案,操作人員可以直接對滑移件施力,使得滑移件于連接件內滑動,從而從y軸方向上對末端裝置的位置進行粗調節。
17、可選的,所述滑移件包括滑移部及連接部,所述滑移部滑動連接于連接件,所述支架轉動連接于連接部。
18、通過采用上述技術方案,操作人員可以直接對滑移部施力,使得滑移部于連接件內滑動,從而從y軸方向上對末端裝置的位置進行粗調節。
19、可選的,所述第二y軸包括設置于第一連接座上的第二絲杠、用于驅動第二絲杠轉動的第二電機及設置于第一連接座上第二連接座,所述末端裝置連接第二連接座,所述第二連接座螺紋連接于第二絲杠,所述第二連接座被限制圍繞第二絲杠軸向的轉動。
20、通過采用上述技術方案,操作人員通過主控裝置控制第二電機啟動,第二電機帶動第一絲杠轉動,螺紋連接于第二絲杠的第二連接座沿著y軸方向進行移動,進而從y軸方向實現對末端裝置位置的精準調整。
21、可選的,所述z軸包括第一z軸及第二z軸,操作人員通過所述第一z軸對末端裝置的z方位進行粗調節,操作人員通過所述第二z軸對末端裝置的z方位進行精準調節。
22、通過采用上述技術方案,操作人員能夠從z軸方向上手動操作第一z軸將末端裝置調節至初始位置,隨后通過主控裝置控制第二z軸進行精準調節,能夠減小第二z軸的調節路徑,降低調節誤差,提高調節裝置的精準度。
23、可選的,所述第一z軸包括設置于滑塊上的鎖緊座,所述鎖緊座上設置有鎖緊環,所述支架與z軸相互平行,所述支架能夠同軸穿設于鎖緊環,所述鎖緊環能夠通過螺栓鎖緊支架。
24、通過采用上述技術方案,操作人員能夠手動將支架同軸穿設于鎖緊環,并使支架于鎖緊環內沿著z軸方向進行移動,從而從z軸方向對末端裝置的位置進行調節。
25、可選的,所述第二z軸包括連接第二連接座的第三絲杠、第三連接座及用于驅動第三絲杠轉動的第三電機,所述第三絲杠通過連接板連接第二連接座,所述第三絲杠能夠與z軸相互平行,所述末端裝置連接第三連接座,所述第三連接座螺紋連接于第三絲杠,所述第三連接座被限制圍繞第三絲杠軸向的轉動。
26、通過采用上述技術方案,操作人員通過主控裝置控制第三電機啟動,第三電機帶動第三絲杠轉動,螺紋連接于第三絲杠的第三連接座在移動的過程中不會發生轉動,進而從z軸方向實現對末端裝置位置的精準調整。
27、可選的,具體包括以下步驟:
28、s1:根據手術對象的ct數據確定手術對象的目標病灶,并安裝便攜式手術機器人;
29、s2:根據病灶的位置,通過人工調節的方式從x軸、y軸、z軸三個方位對末端裝置的空間位置進行初步的粗調節;
30、s3:通過導航裝置(1)確定末端裝置的當前空間位置,并將相關數據傳輸給主控裝置(2);
31、s4:主控裝置(2)接收末端裝置的當前位置的信息結合目標病灶的空間位置對末端裝置進行導航;
32、s5:通過主控裝置(2)控制x軸、y軸及z軸將末端裝置精準的調節至手術位置。
33、通過采用上述技術方案,操作人員能夠通過主控裝置控制x軸、y軸及z軸代替傳統的機械臂對末端裝置進行精準調節。
34、綜上所述,本技術包括以下至少一種有益技術效果:
35、1.操作人員首先根據手術對象的ct數據確定手術對象的目標病灶,并安裝便攜式手術機器人,隨后操作人員根據病灶的位置,通過第一x軸、第一y軸及第一z軸之間的相互配合進而對末端裝置的空間方位進行粗調節,從而確定末端裝置的初始位置,減小精準調節的路徑、減少調節所需時間,進而減少手術準備時間,為醫生提供便捷;
36、2.導航裝置上設置有掃描相機,操作人員可以通過導航裝置上的掃描相機掃描末端裝置粗調節后的所在位置,當導航裝置識別到末端裝置的當前位置后,將末端裝置的位置信息傳輸給主控裝置;主控裝置接收到末端裝置的當前位置信息后結合目標病灶的空間位置進而規劃調節裝置的調節路徑;主控裝置通過電信號控制的方式同時控制第二x軸、第二y軸及第二z軸,將末端裝置精準的調節至最終的手術位置,有利于提高調節的精準度,進而保障手術的安全性;
37、3.相比傳統的多軸機械臂調節,采用x軸、y軸、z軸的調節裝置體積更小、重量更輕,便于醫生在有限的手術空間內進行手術;