一种骨科手术机器人的智能骨钻的制作方法

本实用新型属于医疗设备领域，尤其涉及一种骨科手术机器人的智能骨钻。

背景技术：

随着交通运输业的不断发展，交通事故的发生也不断攀升，创伤已经成为全球的主要死因。所以，发展新的骨科手术技术具有非常重大的意义。

目前的手术骨钻，只是普通的手持钻，用于骨科手术机器人的骨钻也只是在原有的手持钻基础上进行简单的改进，增加了压力传感功能，医生在远端操作骨科手术机器人的时候，不能直观地看到手术操作过程，只能根据骨钻上的压力变化和现场医生的反馈来判断实际操作的效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种骨科手术机器人的智能骨钻，旨在解决现有技术的骨钻，医生在远端操作骨科手术机器人的时候，不能直观地看到手术操作过程的问题。

本实用新型提供了一种骨科手术机器人的智能骨钻，所述智能骨钻包括手术电钻、套接在手术电钻的电钻头的引导机构、推进机构、双目视觉识别系统、固定在手术电钻上的压力传感器和骨钻控制器，所述手术电钻、引导机构、双目视觉识别系统和压力传感器均安装在推进机构上，骨钻控制器分别与手术电钻、推进机构、双目视觉识别系统和压力传感器电连接。

进一步地，所述手术电钻包括电钻头和驱动电钻头运行的电钻电机，骨钻控制器与手术电钻的电钻电机电连接。

进一步地，所述推进机构包括骨钻底座、直线导轨、载物平台、驱动电机、 联轴器和滚珠丝杠，直线导轨和滚珠丝杠安装在骨钻底座上，载物平台固定在直线导轨上，载物平台通过连接件与滚珠丝杠上的螺母连接，驱动电机安装在骨钻底座的后端，载物平台由驱动电机通过联轴器联接驱动。

进一步地，所述载物平台上安装有手术电钻固定板，手术电钻通过压力传感器安装在手术电钻固定板上。

进一步地，所述引导机构是安装在骨钻底座前端的套接在手术电钻的电钻头的套筒。

进一步地，所述双目视觉识别系统包括两个相机和固定两个相机的固定座，两个相机通过固定座安装在骨钻底座的前端下部。

进一步地，所述骨钻控制器外置于智能骨钻，骨钻控制器通过骨钻底座的控制接口与智能骨钻相连。

在本实用新型中，由于骨科手术机器人的智能骨钻包括双目视觉识别系统，骨钻控制器与双目视觉识别系统电连接。因此不仅可以让远端医生通过双目视觉识别系统观看到手术操作的实时图像，还可以通过双目视觉识别系统在手术机器人动作之前进行坐标定位用，具体为通过双目视觉识别系统识别安装在患者或者是手术床上的手术定位标识装置上的图标，建立手术定位标识装置的立体坐标，并将骨科手术机器人和智能骨钻的坐标统一到通过手术定位标识装置确定的立体坐标中，指引手术机器人的机器臂到达相应的坐标位置和位姿状态。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的骨科手术机器人的智能骨钻的分解图。

图2是本实用新型实施例提供的骨科手术机器人的智能骨钻的立体图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的 具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的骨科手术机器人的智能骨钻包括手术电钻11、套接在手术电钻11的电钻头的引导机构12、推进机构13、双目视觉识别系统14、固定在手术电钻11上的压力传感器15和骨钻控制器16。手术电钻11、引导机构12、双目视觉识别系统14和压力传感器15均安装在推进机构13上，骨钻控制器16分别与手术电钻11、推进机构13、双目视觉识别系统14和压力传感器15电连接。

手术电钻11包括电钻头111和驱动电钻头111运行的电钻电机112。骨钻控制器16与手术电钻11的电钻电机112电连接。

推进机构13包括骨钻底座131、直线导轨132、载物平台133、驱动电机134、联轴器135和滚珠丝杠136。直线导轨132和滚珠丝杠136安装在骨钻底座131上，载物平台133固定在直线导轨132上，载物平台133通过连接件与滚珠丝杠136上的螺母连接。驱动电机134安装在骨钻底座131的后端，载物平台133由驱动电机134通过联轴器135联接驱动，做前后直线往复运动。载物平台133上安装有手术电钻固定板137，手术电钻11通过压力传感器15安装在手术电钻固定板137上。这样，手术电钻11在手术中所受到的力即可通过压力传感器15接收到。通过受力变化，结合手术电钻11的推进速度，可以判断出手术电钻11的手术部位的结构密度及其变化，并通过与系统中的数据库参数进行比对推测出骨钻到达人体的哪一层(皮肤、肌肉、脂肪、骨膜、骨质、骨髓)，避免手术事故的发生，从而为手术医生提供手术依据。

手术电钻11由驱动电机134控制其行进和后退。驱动电机134采用直流无刷减速电机，由骨钻控制器16控制驱动电机134的驱动电源的频率来控制驱动电机134的转速，达到控制手术电钻11的推进或后退的速度。驱动电源的相序可以控制手术电钻是前进或后退。同时通过测量驱动电机134的转动次数，可以测量推进或后退的距离。

引导机构12是安装在骨钻底座131前端的套接在手术电钻11的电钻头的套筒，用于引导电钻头的推进，并且阻隔电钻头与患者的肌肉接触，防止患者手术周围的肌肉跟随电钻头的旋转而一起运动。

双目视觉识别系统14包括两个相机141和固定两个相机141的固定座142，两个相机141通过固定座142安装在骨钻底座131的前端下部。相机141由网线经交换机与手术系统相连。操作者和被授权人员可以通过网络实时观看两个相机141的实时图像，并可通过3D成像系统直观看到立体影像。同时，双目视觉识别系统14还可在手术机器人动作之前进行坐标定位用。由于本实用新型的智能骨钻具有双目视觉识别系统，因此不仅可以让远端医生通过双目视觉识别系统观看到手术操作的实时图像，还可以通过双目视觉识别系统识别安装在患者或者是手术床上的手术定位标识装置上的图标，建立手术定位标识装置的立体坐标，并将骨科手术机器人和智能骨钻的坐标统一到通过手术定位标识装置确定的立体坐标中，指引手术机器人的机器臂到达相应的坐标位置和位姿状态。

智能骨钻通过安装在骨钻底座下部的安装法兰17可固定在骨科手术机器人的机器臂上，可以按照术前手术规划对钻入速度和深度进行精确控制，减少了人工操作带来的偏差，使得手术精度得到保证，同时减轻了医生的劳动强度。

本实用新型实施例提供的骨科手术机器人的智能骨钻由骨钻控制器16和PC机软件进行控制，骨钻控制器16外置于智能骨钻，骨钻控制器16通过骨钻底座131的控制接口18与智能骨钻相连。骨钻控制器16主要用于对手术电钻、11推进电钻的控制和测量，以及对压力传感器15的测量。手术电钻11的电钻电机112和驱动电机134均采用无刷直流电机并内置霍尔传感器，通过控制电机输入电源的频率可以控制电机的转速，控制电机输入电源的相序控制电机的正反转，并通过霍尔传感器测量电机的转速。骨钻控制器16通过网络接口与PC机相连。PC机通过专用软件可以方便地对智能骨钻进行控制，并可以通过网络与双目视觉识别系统相连。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。