一种骨科手术执行器的制作方法

本申请属于医疗器械领域，特别涉及一种骨科手术执行器。

背景技术：

骨科手术机器人的使用越来越普遍，骨科手术机器人一般包括执行器和位置传感器，目前，骨科手术机器人中的执行器与位置传感器是分离的，其作业方案为，首先，位置传感器对待手术的患处以及执行器进行定位，然后移除位置传感器，再启动执行器，执行器按照预设程序行进，从而完成手术。但是，骨科手术过程中，执行器的姿态不断变化，这种手术方式时常导致执行器末端位置的准确性降低，进而导致手术效果不理想。

技术实现要素：

为解决骨科手术机器人的执行器在手术过程中末端位置准确性降低的问题是，本申请提供一种能够在手术过程中实时校准执行器末端位置的骨科手术执行器。

本申请的目的在于提供一种骨科手术执行器，所述执行器包括刀具组件1、位置信号第一通信装置2和位置信号第二通信装置3，其中，位置信号第一通信装置2与所述刀具组件1固定连接。

本申请提供的骨科手术机器人的执行器能够在手术过程中实时校准刀具组件的位姿，从而提高所述执行器在手术过程中末端位置的准确性。

进一步地，所述刀具组件1与位置信号第一通信装置2具有预设位置关系。

更进一步地，所述位置信号包括光波信号和声波信号。从而，本申请提供的执行器可以根据光波信号或者声波信号来实时获取刀具组件1的位姿。

在一种可实现的方式中，所述位置信号第一通信装置2可以包括参考架21和至少一个定位子22，所述参考架21固定设置于所述刀具组件1上，所述定位子22固定设置于所述参考架21上，从而，所述位置信号第二通信装置3可以根据所述定位子22反射出来的反射信号来确定所述刀具组件1的位姿。

在一种可实现的方式中，所述位置信号第二通信装置3设置于所述刀具组件1外部，并与所述刀具组件1相分离。

在一种可实现的方式中，所述刀具组件1包括刀架11和刀头12，所述刀头12可拆卸地安装于所述刀架11上。

进一步地，所述刀头12包括锯片、磨头和钻头，从而执行各种不同目的的手术操作。

在一种可实现的方式中，所述刀架11内部设置有用于驱动刀头12运行的动力组件。

与现有技术相比，本申请提供的骨科手术执行器刀具组件与位置信号第一通信装置固定连接，并且，所述位置信号第一通信装置与刀具组件具有预设的位置关系，因此，所述执行器可以利用位置信号第一通信装置实时校正所述刀具组件的位姿，从而提高刀具末端位置的准确性。

附图说明

图1示出本申请提供一种骨科手术执行器的结构示意图。

附图标记说明

1-刀具组件，11-刀架，12-刀头，2-位置信号第一通信装置，21-参考架，22-定位子，3-位置信号第二通信装置。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致方法的例子。

下面通过具体的实施例对本申请提供的骨科手术执行器进行详细阐述。

图1示出本申请提供一种骨科手术执行器的结构示意图，如图1所示，所述执行器包括：刀具组件1、位置信号第一通信装置2和位置信号第二通信装置3。

在本实例中，所述位置信号第一通信装置2与所述刀具组件1固定连接。

进一步地，所述刀具组件1与位置信号第一通信装置2具有预设位置关系，从而，所述执行器可以根据位置信号第一通信装置2的位姿来确定所述刀具组件1的位姿。

在本实例中，所述位置信号第一通信装置2与位置信号第二通信装置3分别为位置信号发射装置和位置信号接收装置，其中，所述位置信号第一通信装置2可以位置信号发射装置，也可以为位置信号接收装置，相应地，所述位置信号第二通信装置3为信号接收装置或者位置信号发射装置，从而，所述位置信号第一通信装置2与位置信号第二通信装置3通过位置信号互相通信来确定刀具组件1的位姿。

进一步地，所述信号发射装置可以自身发射位置信号，也可以反射其它装置发射而来的位置信号。

在本实例中，所述位置信号包括光波信号、声波信号或者电磁波，还可以是其它形式的位置信号，从而，本申请提供的执行器可以根据上述形式的信号来实时获取刀具组件1的位姿。

例如，很多骨科手术机器人采用光学追踪系统作为位置信号第一通信装置，其中所用位置信号为光波信号，所述光学追踪系统的工作原理一般为：使位置信号第一通信装置附着于待检测对象上，位置信号第二通信装置可以基于位置信号第一通信装置发射来的位置信号来计算位置信号第一通信装置的位置和方向，从而，在预设坐标系内计算待检测对象的位置和方向。

在本实例中，所述位置信号第一通信装置2可以包括参考架21和至少一个定位子22，所述参考架21固定设置于所述刀具组件1上，所述定位子22固定设置于所述参考架21上，从而，所述位置信号第二通信装置3可以根据所述定位子22反射出来的反射信号来确定所述刀具组件1的位姿。

在本实例中，所述位置信号第二通信装置3可以与所述刀具组件1相分离。

在本实例中，所述参考架21可以是任意形状，以安装于所述刀具组件1上之后便于执行器操作为优选。

在本实例中对所述定位子22的数量不做特别限定，以能够满足位置信号通信并且便于执行器操作为优选。

在本实例中，所述刀具组件1包括刀架11和刀头12，所述刀头12可拆卸地安装于所述刀架11上。

进一步地，所述刀头12包括锯片、磨头和钻头，从而执行各种不同目的的手术操作。

在本实例中，所述刀架11为执行器的躯干部分，用作其余各个分部件的安装基体，同时，在所述刀架11内部设置有用于驱动刀头12运行的动力组件。所述动力组件为现有技术中任意一种可用于驱动手术刀头运行的动力组件。

进一步地，所述刀架11可以为任意形态，以能够容纳动力组件并且便于安装驱动刀头12为优选。

在本实例中，所述刀架11可以设置把手，也可以不设置把手，所述把手用于方便人手操。

在本实例中，所述骨科手术机器人可以是人机协作机器人，也可以为全自动手术机器人，即，本实例所提供的执行器可以用于多种不同场景，对于不同手术类型刀架11可以设置不同形态，具体地，可以设置把手，也可以不设置把手，例如，对于人机协作机器人，在所述骨科手术机器人找准截骨面后，首先人工推动所述执行器来开启截骨，对于全自动手术机器人，可以不设置把手。

本申请提供的骨科手术机器人的执行器将刀具组件与位置信号第一通信装置结合为一体，在手术过程中，使得所述执行器能够在执行器姿态不断变化的情况下，实时校准刀具组件的位姿，从而提高所述执行器在手术过程中末端位置的准确性，

以下结合图1所示执行器简要说明本实例所提供骨科手术执行器的工作原理：

所述手术执行器将刀具组件与位置信号第一通信装置2结合为一体，位置信号第二通信装置3固定设置于所述刀具组件外部，并与所述刀具组件相分离。所述位置信号第一通信装置2可以包括参考架21和至少一个定位子22，所述参考架21固定设置于所述刀具组件1上，所述定位子22固定设置于所述参考架21上，所述手术执行器可以由机械臂牵引，在位置信号第二通信装置3与位置信号第一通信装置2的有效通信范围内移动。如图1所示，在所述参考架21上设置有4个定位子22，所述定位子22可以为反光球，根据光学追踪系统的工作原理，每个反光球的圆心在数据处理系统预设的世界坐标系内生成一个点坐标，因此，4个反光球可以生成4个点坐标，进一步地，由于刀具、参考架与反光球三者具有确定的位置关系，并且，三者的装配精度高，因此，可以根据所述4个点坐标生成刀具组件1的位姿。

相应地，在待操作目标物体，例如，比如架好的腿骨也有类似的参考架和反光球，其位置可以根据前述原理获知，在此情况下，数据处理系统就可以根据刀具组件的位姿以及待操作目标物体的位姿来操纵刀具组件在待操作目标物体上动作，从而实现手术导航。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。