一种骨科机器人的制作方法

1.本发明涉及骨科治疗设备的技术领域，具体而言，涉及一种骨科机器人。


背景技术：

2.现有对骨折患者的治疗，通常需要进行石膏固定，而在进行石膏固定时需要对骨头进行对位拼接，而现有技术中对骨头的拼接多依靠经验丰富的已经进行接骨，其弊端在于，接骨时经常无法一次性接好，需要多次接骨，且即使接好了现有的夹板也需要进行固定，而现有固定夹板存在固定不牢固，需要反复固定以及复位，对患者的骨头造成了一定的损伤，故需要一种装置可以精确的进行定位和接骨，从而减小对患者骨头的损伤。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种骨科机器人，其提高接骨的准确度，减少接骨的次数，避免多次接骨对患者造成二次伤害。
4.本发明的实施例是这样实现的：
5.本申请实施例提供一种骨科机器人，其包括第一夹持机构、第二夹持机构、连接于第一夹持机构和第二夹持机构之间的伸缩组件，以及与第二夹持机构转动连接的套筒。
6.在本发明的一些实施例中，第一夹持机构包括第一限位件、第一支撑板和设置于第一支撑板上的多个第一电机，第一支撑板上设有第一通孔，多个第一电机绕第一通孔圆周分布，任一第一限位件与其对应的第一电机连接。
7.在本发明的一些实施例中，第一限位件呈弧形，第一限位件凸起面与第一电机的输出轴连接。
8.在本发明的一些实施例中，第二夹持机构包括第二限位件、第二支撑板和设置于第二支撑板上的多个第二电机，第二支撑板上设有第二通孔，多个第二电机绕第二通孔圆周分布，限位件与第二电机连接，套筒与第二支撑板转动连接。
9.在本发明的一些实施例中，第二限位件呈弧形，第二限位件凸起面与第二电机的输出轴连接。
10.在本发明的一些实施例中，还包括电力转动机构，电力转动机构包括、驱动电机、蜗轮和与蜗轮啮合的蜗杆，蜗轮套设于套筒上，驱动电机与蜗杆连接。
11.在本发明的一些实施例中，还包括万向轴，驱动电机通过万向轴与蜗杆连接。
12.在本发明的一些实施例中，伸缩组件为直线执行器。
13.在本发明的一些实施例中，还包括万向节，伸缩组件通过万向节与第二夹持机构连接。
14.在本发明的一些实施例中，还包括转向机构，转向机构包括第一转向板以及与第一转向板铰接的第二转向板，第一转向板与套筒连接，第一转向板与第二转向板上设有第三通孔，第一转向板上的第三通孔与套筒同轴设置。
15.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
16.一种骨科机器人，包括第一夹持机构、第二夹持机构、连接于第一夹持机构和第二夹持机构之间的伸缩组件，以及与第二夹持机构转动连接的套筒。
17.在现有技术对骨头进行对位以及接骨时，多数依旧是靠医生根据自身的经验对患者进行手动接骨，其弊端在于经常无法一次性正确接骨，需要进行多次接骨操作，这样的反复操作，会造成患者疼痛难忍，心理压力极大，且对骨组织容易造成再次创伤，甚至损伤血管和神经以及皮肤软组织。故为解决上述问题，本设计利用机械装置对患者骨折的部位进行固定，再利用超声波或x线的引导性，细微调节骨头位置，从而进行对位，使得骨头能过精确的进行复原，由此极大的提高了接骨的精确度，减少了接骨次数，减轻了患者的痛苦和损伤。其具体实施方式为，利用第一夹持机构和第二夹持机构对需要进行接骨的部位进行固定，而后再利用转动套筒对需要进行接骨的部位进行转动，调节其垂直方向上的角度，从而使得骨头在对位时，对其的更为精确，提高了接骨的准确度，提高了接骨的安全性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
19.图1为本发明一种骨科机器人的结构示意；
20.图2为本发明一种骨科机器人的结构示意；
21.图3为图2中a处的局部放大图；
22.图4为本发明一种骨科机器人增加第三夹持机构后的结构示意图。
23.图标：1、第一夹持机构；11、第一支撑板；111、第一通孔；12、第一电机；13、第一限位件；2、伸缩组件；21、万向节；3、第二夹持机构；31、第二支撑板；311、第二通孔；32、第二电机；33、第二限位件；4、第一转向板；5、第二转向板；51、第三通孔；6、套筒；7、万向轴；8、蜗杆；9、蜗轮；10、第三夹持机构；101、第三支撑板；102、第三电机；103、第三限位件。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
27.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“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，或
者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.此外，若出现术语“水平”、等术语并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
29.在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
30.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.实施例1
32.请参照图1和图2，图1所示为本实施例提供一种骨科机器人，其包括第一夹持机构1、第二夹持机构3、连接于第一夹持机构1和第二夹持机构3之间的伸缩组件2，以及与第二夹持机构3转动连接的套筒6。
33.在本发明的一些实施例中，在现有技术对骨头进行对位以及接骨时，多数依旧是靠医生根据自身的经验对患者进行手动接骨，其弊端在于经常无法一次性正确接骨，需要进行多次接骨操作，这样的反复操作，会造成患者疼痛难忍，心理压力极大，且对骨组织容易造成再次创伤，甚至损伤血管和神经以及皮肤软组织。故为解决上述问题，本设计利用机械装置对患者骨折的部位进行固定，再利用超声波或x线的引导性，细微调节骨头位置，从而进行对位，使得骨头能过精确的进行复原，由此极大的提高了接骨的精确度，减少了接骨次数，减轻了患者的痛苦和损伤。其具体实施方式为，利用第一夹持机构1和第二夹持机构3对需要进行接骨的部位进行固定，而后再利用转动套筒6对需要进行接骨的部位进行转动，调节其垂直方向上的角度，从而使得骨头在对位时，对其的更为精确，提高了接骨的准确度，提高了接骨的安全性。
34.实施例2
35.请参照图1和图2，本实施例基于实施例1的技术方案提出，第一夹持机构1包括第一限位件13、第一支撑板11和设置于第一支撑板11上的多个第一电机12，第一支撑板11上设有第一通孔111，多个第一电机12绕第一通孔111圆周分布，任一第一限位件13与其对应的第一电机12连接。
36.在本发明的一些实施例中，对于需要进行接骨的部位，其主要是固定两个断开的骨头进行连接，而在连接时，如果两个断开的骨头不在同一水平面上时，光对垂直方向角度的调节是不够的。故本实施例设置可以调节的夹持机构，其具体的实施方式为，采用多个第一电机12对断开的骨头进行推动，从而调节断开骨头垂直方向和水平方向的位移。本实施例以四个第一电机12为例，为保证本设计电控的精确度，本实施例中电机采用伺服电机或步进电机，其中四个第一电机12绕第一通孔111均匀圆周分布，当断开的骨头需要进行上下位置的调校时，位于上方和下方的电机同时推动断开骨头进行上下移动，而当断开的骨头
需要进行左右位置的调校时，位于左方和右方的电机同时推动断开骨头进行左右移动，由此达到对断开骨头进行位置的调校，从而增加断开骨头对位的准确性，提高了安全性。
37.在本发明的一些实施例中，当直接采用第一电机12的输出轴对患者骨头断开的部位进行推动时，由于电机的输出轴与患者的接触面积较小，故在推动时，患者皮肤受到的单位面积压强较大，故会使得患者在电机推动时产生疼痛感，且由于电机输出轴与患者的接触面积较小还会使得电机输出轴对患者骨折部位固定不牢固。由此本实施例设置弧形的第一限位件13，在提高固定稳定性的同时，避免伤害到患者的皮肤。
38.实施例3
39.请参照图1和图2，本实施例基于实施例2的技术方案提出，第一限位件13呈弧形，第一限位件13凸起面与第一电机12的输出轴连接。
40.在本发明的一些实施例中，其中第一限位件13的材质可以是塑料或硬质橡胶，其利用增加接触面的方式，使得患者皮肤在接触到弧形的第一限位件13后，单位接触面上压力较小，且由于接触面积的增大，固定也更为牢固，故而根据人体工程学，采用弧形的第一限位件13，提高了患者的舒适性和接骨的准确性。
41.在本发明的一些实施例中，为了进一步加强限位件对待患者骨头断开的部位的固定，还可以在限位件凹面上设置多个防滑凸台，且为了避免对患者皮肤因挤压而受到伤害，防滑凸台的材质采用可以采用海绵或橡胶或，同时为了提高防滑凸台的使用寿命，本实施例优选橡胶。同时防滑腿的形状可以是圆柱形、三棱柱或三棱锥，但考虑到加工成本的因素，本实施例采用圆柱形。
42.实施例4
43.请参照图1和图2，本实施例基于实施例2的技术方案提出，第二夹持机构3包括第二限位件33、第二支撑板31和设置于第二支撑板31上的多个第二电机32，第二支撑板上31设有第二通孔311，多个第二电机32绕第二通孔311圆周分布，第二限位件33与第二电机32连接，套筒6与第二支撑板31转动连接。
44.在本发明的一些实施例中，第二夹持机构3与第一夹持机构1结构相似，其主要作用是固定另一个断开的骨头，为了方便进行两端同时进行连接。故本实施例设置可以调节的夹持机构，其具体的实施方式为，采用多个第二电机32对断开的骨头进行推动，从而调节断开骨头垂直方向和水平方向的位移。本实施例以四个第二电机32为例，且四个第二电机32绕第二通孔311均匀圆周分布，当断开的骨头需要进行上下位置的调校时，位于上方和下方的电机的输出轴同时推动断开骨头进行上下移动，而当断开的骨头需要进行左右位置的调校时，位于左方和右方的电机同时推动断开骨头进行左右移动，由此达到对断开骨头进行位置的调校，从而增加断开骨头对位的准确性，提高了安全性。与实施例3中第一限位件13相同原因，设置第二限位件33，从而提高患者损伤部位的舒适性和稳定性。
45.在本发明的一些实施例中，如图4所示，为了进一步将对骨折进行准确定位，还可以在第一夹持机构1和第二夹持机构3之间再设置一个或多个第三夹持机构10，第三夹持机构10的原理与第一夹持机构1、第二夹持机构3相同，利用第三支撑板101连接相邻的伸缩件2，从而由此形成一个固定件，起到对第三电机102固定的作用，而后第三电机102驱动第三限位件103对骨头进行夹持，从而带动靠近骨折部位的骨头进行移动，从而使得骨头的对位更加准确。
46.实施例5
47.请参照图1和图2，本实施例基于实施例4的技术方案提出，第二限位件33呈弧形，第二限位件33凸起面与第二电机32的输出轴连接。
48.在本发明的一些实施例中，与第一电机12遇到的问题类似，当直接采用第二电机32的输出轴对患者断开的部分进行推动时，由于电机的输出轴与患者的接触面积较小，故在推动时，患者皮肤受到的单位面积压强较大，故会使得患者在电机推动时产生疼痛感，且由于电机输出轴与患者的接触面积较小还会使得电机输出轴对患者骨折部位固定不牢固。由此本实施例设置弧形的第二限位件33，利用增加接触面的方式，使得患者皮肤在接触到弧形的第二限位件33后，单位接触面上压力较小，且由于接触面积的增大，固定也更为牢固，由此采用弧形第二限位件33，提高了患者的舒适性和接骨的准确性。
49.实施例6
50.请参照图3，本实施例基于实施例1的技术方案提出，还包括电力转动机构，电力转动机构包括、驱动电机、蜗轮9和与蜗轮9啮合的蜗杆8，蜗轮9套设于套筒6上，驱动电机与蜗杆8连接。
51.在本发明的一些实施例中，由于使用手动的方式对骨折部位进行调校时，由于不同的人不同的力度，很容易对患者骨骼部位转动角度过大，使得患者受到二次伤害。故本实施例为了避免上述情况，利用步进电机或伺服电机控制套筒6进行转动，从而达到对患者骨折部位进行更为精确的调校。其具体实施方式为，驱动电机对蜗杆8进行驱动，又因为蜗杆8与蜗轮9进行啮合，蜗轮9又套设于套筒6上，故由此带动套筒6转动，提高了接骨的准确性。
52.实施例7
53.请参照图1和图2，本实施例基于实施例6的技术方案提出，还包括万向轴7，驱动电机通过万向轴7与蜗杆8连接。
54.在本发明的一些实施例中，在驱动电机对套筒6旋转后，当转动到指定位置时，需要对该位置进行固定，从而进行接骨，由此避免套筒6的转动使得位置调校不准确，从而影响接骨的精度。其具体的实施方式为，利用驱动电机通过万向轴7驱动蜗杆8，且万向轴7向某个方向进行一定交底的倾斜，由此当驱动电机停下后，由于万向轴7和蜗杆8之间具有一定的自锁功能，蜗轮9蜗杆8之间也具有自锁功能，由此保持套筒6的旋转角度不变，将骨折部位固定在需要的角度上，提高了接骨的准确性。
55.在本发明的一些实施例中，还可以利用驱动电机对电机齿轮进行驱动，从而利用电机齿轮与蜗轮9进行传动，并且驱动电机采用伺服电机或步进电机，利用伺服电机或步进电机对转角的控制进行锁定。
56.实施例8
57.本实施例基于实施例1的技术方案提出，伸缩组件2为直线执行器。
58.在本发明的一些实施例中，对于不同的患者或不同骨折部位，接骨时，使用的力度不同，而采用现有技术中医生直接用手对接地方式，力度过大容易对患者造成二次损伤，力度过小又无法将患者的骨折部位接上，从而需要多次进行接骨，费时费力，还使得患者遭受疼痛的折磨。故为解决上述问题，本实施例采用将伸缩组件2设置为直线执行器，其原理为利用电机驱动伸缩杆进行伸缩，该电机本实施例采用伺服电机或步进电机。
59.在本发明的一些实施例中，伸缩杆还可以是液压伸缩杆或气动伸缩杆。
60.实施例9
61.请参照图1和图2，本实施例基于实施例1的技术方案提出，还包括万向节21，伸缩组件2通过万向节21与第二夹持机构3连接。
62.在本发明的一些实施例中，在对患者骨折部分进行对位时，由于骨折的位置不一定是水平的，故需要对具有一定倾角进行对其，故本实施例设置伸缩组件2通过万向节21与第二夹持机构3连接，其中万向节21的种类可以球叉式万向节21或球笼式万向节21，其主要是利用不同伸缩组件2在不同的伸长或缩短使得第二夹持机构3产生一定的倾斜角度，由此进行准确对位，提高了准确性。
63.实施例10
64.请参照图1和图2，本实施例基于实施例1的技术方案提出，还包括转向机构，转向机构包括第一转向板4以及与第一转向板4铰接的第二转向板5，第一转向板4与套筒6连接，第一转向板4与第二转向板5上设有第三通孔51，第一转向板4上的第三通孔51与套筒6同轴设置。
65.在本发明的一些实施例中，在患者进行接骨时，特别是关节处的接骨时，需要对关节处进行一定弯曲，从而使得更好的进行对位，其具体的实施方式为，设置第一转向板4与套筒6连接，再设置第二转向板5与第一转向板4铰接，患者臂膀或腿可以直接穿过第三通孔51，利用第一夹持机构1和第二夹持机构3进行固定，而后再第二转向板5的约束下，将患者待接骨的臂膀或腿进行需要角度的弯曲，从而达到治疗要求，使得治疗更为方便，接骨更为准确，提高了安全性。
66.在本发明的一些实施例中，对于第二转向板5的转动还可以设置电动伸缩杆或直线执行器，利用电动伸缩杆或直线执行器的两端分别于第一转向板4、第二转向板5铰接，从而将第二转向板5转动。
67.在本发明的一些实施例中，在第一转向上设置转动电机，并设置驱动齿轮与第二转向板5转动连接，转动电机带动驱动齿轮从而带动第二转向板5进行转动。
68.综上，本发明的实施例提供一种骨科机器人，其包括第一夹持机构1、第二夹持机构3、连接于第一夹持机构1和第二夹持机构3之间的伸缩组件2，以及与第二夹持机构3转动连接的套筒6。
69.在本发明的一些实施例中，在现有技术对骨头进行对位以及接骨时，多数依旧是靠医生根据自身的经验对患者进行手动接骨，其弊端在于经常无法一次性正确接骨，需要进行多次接骨操作，这样的反复操作，会造成患者疼痛难忍，心理压力极大，且对骨组织容易造成再次创伤，甚至损伤血管和神经以及皮肤软组织。故为解决上述问题，本设计利用机械装置对患者骨折的部位进行固定，再利用超声波或x线的引导性，细微调节骨头位置，从而进行对位，使得骨头能过精确的进行复原，由此极大的提高了接骨的精确度，减少了接骨次数，减轻了患者的痛苦和损伤。其具体实施方式为，利用第一夹持机构1和第二夹持机构3对需要进行接骨的部位进行固定，而后再利用转动套筒6对需要进行接骨的部位进行转动，调节其垂直方向上的角度，从而使得骨头在对位时，对其的更为精确，提高了接骨的准确度，提高了接骨的安全性。
70.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、
等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。