一种具有立体定向功能的机器人的制作方法

本实用新型涉及一种具有立体定向功能的机器人，属于医疗机器人技术领域。

背景技术：

微创治疗脑出血、脑室穿刺引流、脑组织活检等手术在目前的医疗领域应用较广泛，这些检查和治疗需要借助于颅脑钻孔，钻透颅骨前的进钻点一般是在CT下或通过CT片转换到病人头部确定。目前在医疗领域，大多数颅脑手术主要依托于带框架的脑立体定向仪，但是框架结构存在以下问题：婴幼儿不适合固定框架，手术路径在脑深部重要结构位置较深，病灶体积较小、形状和靶点的显示不明显等问题，定位精度欠佳。为此，设计一种无框结构的脑立体定向设备，将手术规划系统、导航系统与手术平台结合在一起，对于提高神经外科立体定向手术的安全性具有重要意义。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种具有立体定向功能的机器人，通过对结构改进，解决现有设备操作复杂，精确性不佳的问题。具体技术方案如下：

一种具有立体定向功能的机器人，包括机体，所述机体上具有工作面，所述工作面上设置有机械臂，所述机械臂上远离机体的一端固定连接有导向装置，所述机械臂具有第一关节组件和第二关节组件，所述第一关节组件与工作面连接，所述第二关节组件包括第二关节座、第二关节轴、第二关节臂，所述第二关节座上设置有编码器和离合器，所述离合器控制第二关节轴转动，所述第二关节轴上嵌套有辅助第二关节臂转动的扭簧。

作为上述技术方案的改进，所述第二关节座上开设有转动槽，所述转动槽底部开设有条形缺口，所述条形缺口内设置有定位第二关节臂的限位块。

作为上述技术方案的改进，所述第二关节臂上设置有与限位块对应的定位块。

作为上述技术方案的改进，机械臂上第二关节组件和导向装置之间还设置有第三关节组件、第四关节组件和第五关节组件。

作为上述技术方案的改进，所述机械臂外嵌套有保护壳。

作为上述技术方案的改进，所述第一关节组件上设置有底盘，所述底盘与工作面之间设置有支撑块。

作为上述技术方案的改进，所述机体上设置有显示器。

作为上述技术方案的改进，所述机体两侧设置有把手，所述机体底部设置有滚轮。

作为上述技术方案的改进，所述机体侧面设置有接入端口。

本实用新型具有以下优点：

(1)通过第二关节组件内扭簧的设计，当操作人员转动第二关节臂调整机械臂的空间姿态时，扭簧能够使医生的操作更为省力，减轻医生在操作过程中的负重；

(2)采用条形缺口对限位块进行约束，即使限位块上的螺丝松动，限位块也不会导致零位跑偏的问题；

(3)各关节对零位后，快速调整机械臂各关节的角度和系统规划的角度重合，断电锁定各关节的相对位置，在准备时间和操作难度上远远低于市场销售的进口产品，实用性好；

(4)工作面采用防水设计，手术过程中即使工作面上溅上液体，也不会漏入机体内部，造成机器人内部硬件设备损坏，保证手术顺利进行。

(5)机体两侧设置有把手，两侧的把手可以实现病人手术床和机器人之间的固定，保证机器人在手术过程中不晃动，机体底部设置有滚轮，滚轮的作用是辅助机器人移动，机体底部可以设置调节高度，从而对不同高度的手术台进行匹配，提高机器人应用的灵活性。

附图说明

图1为本实用新型一种具有立体定向功能的机器人的结构示意图。

图2为本实用新型中机械臂的主视图。

图3为本实用新型中机械臂的右视图。

图4为本实用新型中第二关节组件内扭簧的设置位置示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型提供了一种具有立体定向功能的机器人，包括机体10，所述机体10上具有工作面11，工作面11上设置有机械臂20，机械臂20上远离机体10的一端固定连接有导向装置22，机械臂20具有第一关节组件25和第二关节组件26，第一关节组件25与工作面11连接，第二关节组件26包括第二关节座261、第二关节轴264、第二关节臂265，第二关节座261上设置有编码器262和离合器263，离合器263控制第二关节轴264转动，第二关节轴264上嵌套有辅助第二关节臂265转动的扭簧30。

该方案中机体10上具有工作面11类似于操作平台，工作面11上可以增设显示器14、控制面板、键盘鼠标等外部设备，工作面11上可以采用防水设计，提高对机体10内的主机的保护。机体10侧面设置有接入端口13，接入端口13可以与储存有手术信息的外部设备连接。机械臂20设置在工作面11上，机械臂20包括至少两个关节组件，例如可以采用第一关节组件25、第二关节组件26、第三关节组件27、第四关节组件28和第五关节组件29五个关节组件和一个导向装置22的结构。每个关节组件都设置有编码器和离合器，其中编码器的作用是将转动轴的角位移转换成电信号，离合器则是控制转动轴的结合，实现对转动轴的控制。多个关节组件中的编码器和离合器协同配合，即可实现机械臂在三维空间内的精确定位。导向装置22连接钻头，在机械臂的完成空间定位后，由导向装置22控制钻头的进深。通过调节导向装置22的各个部件便于实现与患者头部距离，减少末端误差带来的精度问题。

第二关节组件26中的第二关节座261与第一关节组件25连接，第二关节组件26上开设有转动槽266，第二关节轴264横穿转动槽266，第二关节臂265固定连接在第二关节轴264上，第二关节臂265随第二关节轴264转动，第二关节座261上还设置有编码器262和离合器263，离合器263控制第二关节轴264转动，扭簧30嵌套在第二关节轴264上，扭簧30一侧固定连接到第二关节座261的转动槽266、另一侧抵靠到第二关节臂265上，当操作人员转动第二关节臂265调整机械臂的空间姿态时，扭簧30能够使医生的操作更为省力，减轻医生在操作过程中的负重。之所以在第二关节组件26处设置扭簧30，是因为该位置的关节组件承受了大部分的机械臂的自重，而增加扭簧30后该关节组件的转动过程流畅，对提高调整空间定位精度，增加设备使用寿命，具有重要意义。

进一步的，转动槽266底部开设有条形缺口268，条形缺口268内设置有定位第二关节臂265的限位块269。传统的限位块269仅仅通过螺丝与关节座固定连接，一旦发生螺丝松动的问题，限位块269就会松动，导致关节臂无法精确定位到零点初始位置。而采用这种条形缺口268的设计，则能够利用缺口对限位块269进行约束，即使限位块269上的螺丝松动，限位块269也不会导致零位跑偏的问题。

更进一步的，第二关节臂265上设置有与限位块269对应的定位块267，定位块267与限位块269对应。

第一关节组件25上设置有底盘24，底盘24与工作面11之间设置有支撑块23，支撑块23能够提高机械臂与工作面11之间连接的可靠性。机械臂20的各个关节组件外嵌套有保护壳21，由于机械臂20内结构较多，且精密度要求高，保护壳21能在手术过程中保护机械臂20，提高机械臂20的使用寿命。

机体10两侧设置有把手12，两侧的把手12可以实现病人手术床和机器人之间的固定，保证机器人在手术过程中不晃动。机体10底部设置有滚轮15，滚轮15的作用是辅助机器人移动，机体10底部可以设置调节高度，从而对不同高度的手术台进行匹配。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。