一种磁力精确重复定位机构的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种磁力精确重复定位机构。

背景技术：

随着手术器械不断更新、先进的医疗影像设备的不断出现以及手术过程中计算机辅助导航的应用，微创技术在骨科、神经外科等领域中得到快速发展。微创手术能减少手术时间，降低并发症的发病率，减少术中组织损伤和出血，减轻手术疼痛，缩短康复时间，有效降低治疗费用。机器人辅助下的微创手术，可进一步提高手术者操作的稳定性和精准性，同时可降低对医患双方的伤害，例如骨科手术中由频繁的射线透视带来的放射性损伤。因此机器人辅助下的手术越来越被人们所关注。

其中，以骨科手术机器人为例，其需要通过导向器和连接器将手术工具与机器人机械臂连接。然而，现有技术的导向器和连接器存在的问题是：其使用不够方便无法快速连接，重复定位精度不高会存在同轴度定位精度差而误差较大的情况出现。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本实用新型的其中一个目的是：提供一种磁力精确重复定位机构，解决现有技术中存在的使用不够方便无法快速连接以及重复定位精度不高的问题。

为了实现该目的，本实用新型提供了一种磁力精确重复定位机构，用于医疗机器人，包括用于固定在机器人本体操作终端的第一连接部件，以及用于与手术工具固定的第二连接部件；所述第一连接部件和第二连接部件的其中之一形成有导向安装孔，另一包括用于插入所述导向安装孔的安装杆，所述导向安装孔的底部设置有第一磁体，所述安装杆的端部设置有用于与所述第一磁体互相吸引的第二磁体，使得所述安装杆的端部在磁力作用下抵接所述导向安装孔的底部。

本实用新型的技术方案具有以下优点：本实用新型的磁力精确重复定位机构，通过导向安装孔和安装杆之间的配合，可以实现第一连接部件和第二连接部件之间的快速定位，从而方便机器人本体和手速工具之间的快速预安装。此外，通过第一磁体和第二磁体互相吸引，将安装杆抵接在导向安装孔的底面上，从而能保证反复拆装手术工具的过程中，手术工具和机器人本体之间的安装位置始终不变，从而可以保证重复定位精度，将手术工具的安装误差控制在合理的范围之内。

优选的，所述磁力精确重复定位机构还包括压紧件，所述压紧件穿过所述导向安装孔的侧壁后将所述安装杆压紧在所述导向安装孔中。

优选的，所述安装杆和导向安装孔分别包括互相配合的“V”形压紧面，在所述压紧件的作用下，所述安装杆和所述导向安装孔的所述压紧面紧密接触。

优选的，所述安装杆和导向安装孔的横截面均呈五边形，且所述五边形关于所述“V”形压紧面的角平分面对称，所述压紧件压紧在与所述“V”形压紧面相对的平面上。

优选的，所述压紧件包括垂直于所述导向安装孔轴向的螺套，以及安装在所述螺套中的螺栓。

优选的，所述磁力精确重复定位机构还包定位销，在所述安装杆上开设有销孔，定位销穿过所述导向安装孔的侧壁后插入所述销孔中。

优选的，所述导向安装孔和安装杆的横截面呈矩形、椭圆形、圆形或者异形。

优选的，所述第一连接部件为开设有所述导向安装孔的安装基座，所述第二连接部件还包括连接杆，所述连接杆的第一端连接所述安装杆，第二端用于和所述手术工具连接。

优选的，所述第一连接部件为所述机器人本体的组成部分，所述安装杆与所述手术工具一体成型。

优选的，所述第一磁体和第二磁体均为磁铁。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一的磁力精确重复定位机构中第一连接部件的结构示意；

图2是实施例一的磁力精确重复定位机构中第二连接部件的结构示意；

图3是实施例一的磁力精确重复定位机构的装配过程示意图；

图4是实施例一的磁力精确重复定位机构的装配结构示意图；

图中：1、安装基座；2、导向安装孔；3、压紧件；301、螺套；302、螺栓；4、安装杆；5、连接杆；6、密封板；7、第一磁体；8、第二磁体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本申请的磁力精确重复定位机构，用于医疗机器人，包括用于固定在机器人本体操作终端的第一连接部件，以及用于与手术工具固定的第二连接部件；所述第一连接部件和第二连接部件的其中之一形成有导向安装孔，另一包括用于插入所述导向安装孔的安装杆，所述导向安装孔的底部设置有第一磁体，所述安装杆的端部设置有用于与所述第一磁体互相吸引的第二磁体，使得所述安装杆的端部在磁力作用下抵接所述导向安装孔的底部。

本申请的磁力精确重复定位机构，通过导向安装孔和安装杆之间的配合，可以实现第一连接部件和第二连接部件之间的快速定位，从而方便机器人本体和手速工具之间的快速预安装。此外，通过第一磁体和第二磁体互相吸引，将安装杆抵接在导向安装孔的底面上，从而能保证反复拆装手术工具的过程中，手术工具和机器人本体之间的安装位置始终不变，从而可以保证重复定位精度，将手术工具的安装误差控制在合理的范围之内。

下面根据第一连接部件和第二连接部件之间固定方式的不同，分成几个不同的实施例对本申请的磁力精确重复定位机构进行说明。

实施例一

请参见图1和图2，本实施例一中的第一连接部件为安装基座1，并且在安装基座1上形成有导向安装孔2；第二连接部件包括有安装杆4和连接杆5，其中连接杆5的第一端连接安装杆4，第二端用于和手术工具连接。将第二连接部的安装杆4插入导向安装孔2，此时连接杆5连接手术工具的一端位于所述导向安装孔2外。其中，安装基座1固定于机器人本体操作终端，连接杆5和手术工具连接，从而当安装杆4插入导向安装孔2中，就实现了手术工具在机器人本体上的预安装。又由于在导向安装孔2和安装杆4之间设置有互相吸引的第一磁体7和第二磁体8，从而一旦安装杆4进入到导向安装孔2中，磁力作用会保证安装杆4在导向安装孔2中精确定位，使得安装杆4自动抵接到导向安装孔2底部，避免人为失误导致的安装杆4在导向安装孔2中安装深浅不一致。

其中，导向安装孔2也可以形成在第二连接部件上，此时第一连接部件上包括有安装杆4。当第一连接部件是安装基座1的时候，也即在安装基座1上形成有安装杆4。

并且，本实施例一中，第一连接部件也可以是机器人本体的组成部分，从而在机器人本体上形成有以上导向安装孔2或者安装杆4。

需要说明的是，连接杆5的设置可以为手术工具提供足够的安全安装距离和操作空间。在手术工具自身的结构或者借助其它的结构能够满足“全安装距离和操作空间”需求的基础上，连接杆5并非是第二连接部件的必须结构。从而，安装杆4在某些情况下也可以直接连接手术工具，或者安装杆4也可以借助除连接杆5以外的其它结构连接手术工具，也即第二连接部件的结构不受附图的限制。

此外，第二连接部件和手术工具也可以一体成型。此时，相当于在手术工具上形成有以上安装杆4。

本实施例一中，第一磁体7和第二磁体8优选但是不必须为磁铁，从而将第一磁铁设置在安装基座1的导向安装孔2底部，将第二磁铁设置在安装杆4的端部。当然，第一磁体7和/或第二磁体8还可以是通电线圈，从而在通电状态下在自身周围产生磁场。或者，第一磁体7和/或第二磁体8还可以是其它任何能够产生磁场的物质。

请参见图1，磁力精确重复定位机构的第一连接部件还包括压紧件3。压紧件3穿过所述导向安装孔2的侧壁后将所述安装杆4压紧在所述导向安装孔2中。图1中的压紧件3包括垂直于所述导向安装孔2轴向的螺套301，以及安装在所述螺套301中的螺栓302。螺套301和螺栓302上的螺纹互相配合，将螺栓302朝着导向安装孔2旋紧的时候，螺栓302抵接在安装杆4上并将安装杆4压紧；将螺栓302朝着远离导向安装孔2的方向松开的时候，安装杆4则可以在导向安装孔2内轴向移动。

当然，在能够将安装杆4压紧在导向安装孔2内的前提下，压紧件3的数量、结构和分布均不受附图的限制。

为了便于导向安装杆4和安装孔之间的配合，请参见图1和图2，安装杆4和导向安装孔2分别包括互相配合的“V”形压紧面，在所述压紧件3的作用下，安装杆4和导向安装孔2的压紧面紧密接触。其中，“V”形压紧面的角度α优选但是不必须为90°。

为了保证安装杆4和导向安装孔2之间的压紧，安装杆4和导向安装孔2的“V”形压紧面的角度应当相等或者至少近似相等。其中，“V”形压紧面的角度指的是图1和图2中的角度α。在安装杆4和导向安装孔2的“V”形压紧面的角度相同时，安装杆4与导向安装孔2之间可以设置成间隙配合，从而便于导向柱的安装。在此基础上，借助压紧件3可以实现安装杆4在导向安装孔2内的固定。由此，本实施例一中，通过给安装杆4和导向安装孔2设置“V”形压紧面，其在保证安装杆4和导向安装孔2之间压紧的同时，能够便于安装杆4与导向安装孔2之间的安装。

进一步的，请参见图1和图2，所述安装杆4和导向安装孔2的横截面均呈五边形，且所述安装杆4和导向安装孔2均关于自身“V”形压紧面的角平分面对称。也即，安装杆4包括第一“V”形压紧面，且安装杆4关于该第一“V”形压紧面的第一角平分面对称；导向安装孔2包括第二“V”形压紧面，且导向安装孔2关于该第二“V”形压紧面的第二角平分面对称。所述压紧件3压紧在与安装杆4的受力平面上，该受力平面与安装杆4的第一“V”形压紧面相对设置。该种安装杆4受力均衡且结构强度有保证。

当然，本实施例一当中的安装杆4和导向安装孔2，其横截面还可以呈矩形、椭圆形、圆形甚至异形等。并且，安装杆4既可以呈柱状，还可以呈锥形，只要保证安装杆4可以伸入导向安装孔2内部即可。

并且，从图2至图4可以发现，在第二连接部件上还设置有用于和导向安装孔2孔口密封的密封板6，通过该密封板6的设置可以防止异物进入导向安装孔2，进而保护导向安装孔2和安装杆4结构之间的配合。尤其在安装杆4和导向安装孔2的“V”形压紧面之间，一旦进入异物将导致安装杆4和导向安装孔2之间无法压紧。

本实施例一中的第一连接部件和第二连接部件不受附图的限制，只要在第一连接部件和第二连接部件上分别形成有导向安装孔和安装杆即可。

实施例二

和实施例一中通过压紧件将安装杆固定在导向安装孔中不同，本实施例二中通过定位销和销孔之间的配合将安装杆固定在导向安装孔中。

具体的，所述磁力精确重复定位机构还包定位销，在所述安装杆上开设有销孔，定位销穿过所述导向安装孔的侧壁后插入所述销孔中。

本实施例二中，定位销的数量、结构和分布均不受限制。同样的，销孔的数量、结构和分布与定位销对应。

实施例三

在实施例一中通过压紧件将安装杆固定在导向安装孔中的基础上，本实施例三中额外增加了定位销和销孔的配合。

具体的，所述磁力精确重复定位机构还包定位销，在所述安装杆上开设有销孔，定位销穿过所述导向安装孔的侧壁后插入所述销孔中。通过定位销和销孔之间的配合，可以进一步保证安装杆在导向安装孔中的固定。

本实施例三中，压紧件和定位销的数量、结构和分布均不受限制。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。