截骨摆据装置

本发明的至少一种实施例涉及手术器械，具体涉及一种截骨摆据装置。

背景技术：

1、医用摆锯通常应用于骨科和创伤外科手术，包括人工关节置换、关节镜手术、关节切除和重建手术、滑膜切除术、骨科整形手术以及其他关节手术和肿瘤手术等。医用摆锯具有广泛的应用场景以及复杂的应用方式，医用摆锯的性能在手术切割的过程中具有重要意义。

2、传统骨科手术过程中，在目标骨组织暴露后，医生手持截骨摆据对骨组织进行切除。但是，现有的截骨摆据在截骨过程中存在易损伤截骨平面周围的软组织，以及高频振动的锯片在某些需要精细化操作的区域，受视觉、操作的双重影响，危险系数较高的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的实施例提供了一种截骨摆据装置，通过设置伸缩机构以及位置识别部，在刀具超出截骨平面的边界时，控制伸缩机构向主体部收缩，以停止截骨手术。

2、根据本发明的实施例，提供了一种截骨摆据装置，包括：主体部；伸缩机构，可伸缩地安装在所述主体部上；截骨机构，安装在所述伸缩机构上，并包括通过摆动实现对病人截骨的刀具；机械臂，所述主体部安装在所述机械臂上，以驱动所述刀具移动；位置识别部，被构造成识别所述病人的截骨部位和所述刀具所处的位置；以及上位机，根据所述位置识别部识别的截骨部位，控制所述机械臂驱动所述刀具移动至所述截骨部位所处的截骨平面，并在所述位置识别部识别到所述刀具超出所述截骨平面的边界时，控制所述伸缩机构向所述主体部收缩，以停止截骨手术。

3、根据本发明的实施例，所述位置识别部包括：第一示踪器，安装在病人的截骨部位；第二示踪器，安装在所述主体部上，适用于识别所述第一示踪器的位置；以及光学追踪器；其中，所述上位机在所述第二示踪器识别到所述第一示踪器的情况下根据所述光学追踪器识别的所述第一示踪器的位置信号，控制所述机械臂带动所述刀具移动至病人的截骨部位所处的截骨平面，以及根据所述光学追踪器识别的所述第二示踪器的位置，获得所述刀具在所述截骨平面上的位置，在所述刀具超出所述截骨平面的边界时，控制所述伸缩机构向所述主体部收缩。

4、根据本发明的实施例，所述主体部包括：壳体，所述壳体包括在第一方向上延伸的固定筒体；以及基座，安装在所述壳体上；所述伸缩机构包括：第一电机，安装在所述基座上，所述第一电机的输出轴沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸；伸缩筒体，可移动地部分安装在所述固定筒体内，所述截骨机构部分地安装在所述伸缩筒体内；以及第一传动组件，设置在所述壳体内部，并被构造成将所述第一电机的输出轴的转动转换成所述伸缩筒体在所述第一方向上的直线移动。

5、根据本发明的实施例，所述第一传动组件包括：支撑架，安装在所述壳体上；第一锥齿轮，与所述第一电机的输出轴连接；第二锥齿轮，与所述第一锥齿轮啮合，以绕在所述第一方向上延伸并安装在所述支撑架上的齿轮轴转动；齿轮组，安装在所述支撑架上，以在所述第二锥齿轮的驱动下转动；以及两个丝杠，每个所述丝杠沿所述伸缩筒体的轴向方向延伸，且每个所述丝杠与所述伸缩筒体的传动柱螺纹结合，两个所述丝杠分别在所述齿轮组的驱动下转动，以驱动所述伸缩筒体沿轴向方向往复直线移动。

6、根据本发明的实施例，所述齿轮组包括：主齿轮，安装在所述齿轮轴上；以及两组从动齿轮组，分别与所述主齿轮啮合，每组所述从动齿轮组包括两个相互啮合的从动齿轮；其中，每组所述从动齿轮组中的远离所述主齿轮的从动齿轮连接有一个所述丝杠。

7、根据本发明的实施例，所述支撑架包括：顶盖，安装在所述伸缩筒体的靠近所述第一传动组件的一端；以及齿轮座，与所述顶盖相对设置，所述齿轮座的两侧分别安装所述齿轮组以及所述第二锥齿轮，并且每个所述丝杠穿过所述顶盖和所述从动齿轮可转动地安装在所述齿轮座上。

8、根据本发明的实施例，所述伸缩筒体的外壁上设置有多个沿所述伸缩筒体的轴向方向延伸的导向柱，所述固定筒体的内部设置有分别与多个所述导向柱相适配的多个导向槽，使得所述导向柱沿所述导向槽滑动；并且/或者，所述固定筒体的内部还设置有两个分别用于容纳两个所述传动柱的第一容纳槽，使得每个所述传动柱在所述丝杠的驱动下，沿所述第一容纳槽往复直线移动，优选地，每个所述导向槽的底部和所述导向柱之间设有力传感器，以感应所述刀具在截骨过程中的切削力。

9、根据本发明的实施例，所述截骨机构包括：第二电机，安装在所述伸缩筒体的内部；第二传动组件，与所述第二电机的输出端连接；以及锁紧组件，与所述第二传动组件连接，被构造成锁紧所述刀具；其中，所述第二传动组件被构造成驱动所述刀具绕所述锁紧组件的轴线摆动。

10、根据本发明的实施例，所述第二传动组件包括：偏心凸轮，与所述第二电机的输出轴连接，在所述第二电机的驱动下转动；以及摆动叉杆，一端与所述偏心凸轮连接，另一端与所述锁紧组件连接，使得在所述偏心凸轮的转动下，所述摆动叉杆带动所述锁紧组件绕所述锁紧组件的轴线摆动。

11、根据本发明的实施例，所述锁紧组件包括：基台，所述摆动叉杆的所述另一端与所述基台连接，所述基台的内部形成有下侧直径大于上侧直径的阶梯孔；转轴，包括端面以及延伸杆，所述端面与所述基台的顶部抵接，所述延伸杆沿所述第二方向伸入所述基台，所述延伸杆上设置有沿周向方向延伸的凸起，所述延伸杆在所述凸起的两侧分别套设有第一轴套以及第二轴套；压紧块，安装在所述基台的下侧且一端伸入所述基台，以与所述转轴结合；以及弹簧，套设在所述第二轴套的外部，所述弹簧一端与所述压紧块连接，另一端与所述基台内部的阶梯孔的端面连接；其中，所述刀具套设在所述第一轴套的外部，在所述弹簧的作用下，所述转轴的端面能够靠近或者远离所述基台。

12、根据本发明的上述实施例的截骨摆据装置，通过设置伸缩机构、机械臂以及位置识别部，使得上位机根据位置识别部识别的病人的截骨部位，控制机械臂驱动刀具移动至该截骨部位所处的截骨平面。并在位置识别部识别到刀具超出该截骨平面的边界时，控制伸缩机构向主体部收缩，以停止截骨手术。

技术特征：

1.一种截骨摆据装置，包括：

2.根据权利要求1所述的截骨摆据装置，其中，所述位置识别部(6)包括：

3.根据权利要求1所述的截骨摆据装置，其中，所述主体部(1)包括：

4.根据权利要求3所述的截骨摆据装置，其中，所述第一传动组件(23)包括：

5.根据权利要求4所述的截骨摆据装置，其中，所述齿轮组(235)包括：

6.根据权利要求4所述的截骨摆据装置，其中，所述支撑架(231)包括：

7.根据权利要求4所述的截骨摆据装置，所述伸缩筒体(22)的外壁上设置有多个沿所述伸缩筒体(22)的轴向方向延伸的导向柱(222)，所述固定筒体(111)的内部设置有分别与多个所述导向柱(222)相适配的多个导向槽(1111)，使得所述导向柱(222)沿所述导向槽(1111)滑动；并且/或者，

8.根据权利要求3所述的截骨摆据装置，所述截骨机构(3)包括：

9.根据权利要求8所述的截骨摆据装置，所述第二传动组件(32)包括：

10.根据权利要求9所述的截骨摆据装置，所述锁紧组件(33)包括：

技术总结
本发明公开了一种截骨摆据装置，包括：主体部；伸缩机构，可伸缩地安装在主体部上；截骨机构，安装在伸缩机构上，并包括通过摆动实现对病人截骨的刀具；机械臂，主体部安装在机械臂上，以驱动刀具移动；位置识别部，被构造成识别病人的截骨部位和刀具所处的位置；以及上位机，根据位置识别部识别的截骨部位，控制机械臂驱动刀具移动至截骨部位所处的截骨平面，并在位置识别部识别到刀具超出截骨平面的边界时，控制伸缩机构向主体部收缩，以停止截骨手术。

技术研发人员：马信龙,韩佳奇,王树新,张鑫鹏
受保护的技术使用者：天津大学医疗机器人与智能系统研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15