一种可自动换针的连续粒子植入末端执行器

本发明设计一种可自动换针的连续粒子植入末端执行器，属于医疗器械领域。

背景技术：

1、恶性肿瘤是当今威胁人类生命安全的主要疾病之一，恶性肿瘤通常在中晚期才会被诊断发现，此时采用手术切除达到根治的目的往往难以实现，通过系统化疗、放射治疗和介入治疗等技术逐渐减小人体内的恶性肿瘤，已成为治疗恶性肿瘤的重要手段。放射性粒子植入技术通过在恶性肿瘤内植入放射性粒子，可局部、定量、精准杀死恶行肿瘤细胞，同时减少放射线对人体正常组织细胞的伤害。

2、放射性粒子植入手术过程中，肿瘤需要进行多次穿刺，并同时植入多颗粒子，而每次植入粒子均需要一根穿刺针，手术过程中需要多次更换穿刺针。目前，粒子植入机器人设计无法做到自动更换穿刺针，需要术中由医护人员手动更换穿刺针，极大地增加了手术时间，进而加剧了医护人员的疲劳程度，同时手动更换穿刺针时，医护人员会接触到已经使用过的穿刺针，既增加了医护人员被感染的风险又增加了医护人员操作的复杂程度。

技术实现思路

1、本发明本发明的目的是提供一种可自动换针的连续粒子植入末端执行器，用来实现自动更换穿刺针、缩短手术时间、减少医生劳动强度。

2、通过以下技术方案实现本发明的发明目的：

3、1.一种可自动换针的连续粒子植入末端执行器，包括主体机构、穿刺针夹持机构、多针收纳机构和换针机构，其特征在于：所述穿刺针夹持机构设置在所述主体机构最前端，所述多针收纳机构设置于所述主体装置中后端，所述换针机构设置于所述主体装置最后端。

4、2.所述主体机构包括前端轴承座组件、穿刺针连接块、植入针连接块、传动板电机基座、传动板电机、法兰连接零件、机架、电机锥齿轮、滚珠丝杠固定零件、后传动板、前传动板、滚珠丝杠、丝杠螺母、轴套，后端轴承座组件、丝杠锥齿轮，所述轴承座组件设置于所述机架最前端，所述传动板电机基座设置于所述机架最后端，所述法兰连接零件设置于所述机架最上端，所述电机设置于所述传动板电机基座最上端，所述传动板电机的输出轴穿过所述传动板电机基座并与电机锥齿轮相连接，所述滚珠丝杠依次穿过所述前端轴承座组件和传动板电机基座并由所述滚珠丝杠固定零件固定于所述后端轴承座组件上面，所述滚珠丝杠上分别设置有后传动板和前传动板，所述后传动板和前传动板上各设置有一个所述丝杠螺母和一个所述轴套，所述滚珠丝杠后端设置有丝杠锥齿轮，所述丝杠锥齿轮与所述电机锥齿轮啮合，使用时需要将法兰连接零件与机械臂末端法兰相连接。

5、3.所述穿刺针连接零件包括粒子弹夹连接零件和穿刺针基座，所述粒子弹夹连接零件左右两侧各设置有一个键槽，上侧设置一个矩形盲孔，前后两侧设置有一个圆形通孔，所述穿刺针基座为l型零件，长边上侧设置有一个矩形通孔，长边左右两侧分别设置有两个同心圆形通孔，圆形通孔内设置有圆柱销，长边前侧设置有一个圆形通孔，圆形通孔下侧设置有关于圆形通孔竖直轴线对称的矩形槽，高于长边上表面的短边处设置有两个螺纹孔，短边处设置有一个与长边圆形通孔同心的圆形通孔。

6、4.所述植入针连接块包括植入针、植入针基座和球头柱塞，所述植入针前端为圆角针尖，后端设置有异形套筒，异形套筒一端为圆柱形，圆柱形周面设置有半圆槽，另一端为带有楔形通孔的矩形块，矩形块下端设置有螺纹孔，矩形块与圆柱形套筒中间为直角梯形块，所述球头柱塞插入螺纹孔内且所述球头柱塞的球头高于楔形通孔下表面。

7、5.所述穿刺针夹持机构包括长杆、夹爪、钩簧、短杆、联轴器、夹持电机、夹持电机基座、楔形滑块、夹爪机架和夹爪连接柱，所述长杆由双头螺柱和关节轴承组成，所述长杆两端分别插有所述短杆和所述楔形滑块，所述夹爪机架前侧设置有左右对称的两个所述夹爪，所述夹爪机架前端设置有左右对称的两个键形通孔和一个竖直方向的燕尾槽，所述夹爪连接柱穿过所述夹爪并插入所述夹爪机架的键形通孔内，所述夹爪连接柱前端为腰鼓形，所述钩簧两端分别设置在所述夹爪连接柱腰鼓形小圆端，所述短杆另一端插入所述联轴器一端的圆孔内，所述联轴器另一端的圆孔内插入所述夹持电机输出轴，所述夹持电机通过螺栓固定在所述夹持电机基座上，所述楔形滑块前端设置有能够插入所述长杆的阶梯圆柱，所述楔形滑块后端设置有可以插入所述夹爪机架上燕尾槽的燕尾形滑块。

8、6.所述多针收纳机构包括穿刺针、收纳盘、矩形立柱、快换柱、转针电机基座、转针电机和连接板，所述穿刺针插入所述收纳盘前端设置的圆孔内，所述收纳盘的后端设置有圆柱插销，插销周面设置有圆柱形凸台，所述收纳盘插入快换柱前端，所述转针电机通过螺栓固定在所述转针电机基座上，所述转针电机输出轴插入所述快换柱的后端，所述矩形立柱和所述转针电机基座设置在所述连接板同侧。

9、7.所述穿刺针包括穿刺外针、穿刺内针和球头柱塞，所述穿刺外针为薄壁空心金属管，所述穿刺针前端为斜角针尖，后端设置有圆柱形套筒，所述穿刺内针前端为三棱针尖，后端设置有异形套筒，异形套筒一端为圆柱形，另一端为带有等腰梯形通孔的矩形块，矩形块下端设置有螺纹孔，矩形块与圆柱形套筒中间为侧视图是直角梯形的直角梯形块，所述球头柱塞插入螺纹孔内且所述球头柱塞的球头高于等腰梯形通孔的下表面。

10、8.所述快换柱包括快换柱套筒、顶块、快换柱快换柱弹簧、快换柱基座，所述快换柱套筒前端周面设置有异性孔，另一端设置有内螺纹，所述收纳盘后端插销插入所述快换柱套筒内，所述收纳盘后端插销周面凸台与所述快换柱套筒前端周面的异性孔卡接，所述顶块插入所述快换柱套筒内，所述快换柱快换柱弹簧插入所述快换柱套筒内并且同所述顶块相接触，所述快换柱基座前端设置为阶梯圆台，最前端圆台用于所述快换柱弹簧的限位，次前端圆台设置有外螺纹，后端设置有用于和所述转针电机配合的盲孔，所述快换柱基座前端与快换柱套筒后端通过螺纹连接。

11、9.所述换针机构包括推针头、推针连杆、推针曲柄、推针机架、推针电机基座、推针电机和推针移动导杆，所述推针连杆上端设置矩形通孔，后端下表面设置有圆柱形导杆，所述推针连杆上导杆靠近连杆下表面处设置有弹簧，所述推针头设置于所述推针连杆无导杆端，所述推针连杆后端的导杆插入所述推针曲柄上的矩形通孔内，所述推针电机的驱动轴插入所述推针曲柄的圆形套筒内，所述推针电机通过螺栓固定在所述推针电机基座下表面，所述推针电机基座设置在所述推针机架上，所述推针电机基座上表面设置有移动凸轮，移动凸轮的路径为一个空间矩形，所述推针基座上移动凸轮外表面与所述推针机架上矩形凸台的内表面组成矩形滑道，所述推针连杆上的导杆插入矩形滑道，所述推针移动导杆一端插入所述推针连杆上的矩形通孔内，另一端插入所述推针机架上的t形槽内，所述推针导杆露出所述推针连杆上表面处设置有弹簧。

12、本发明的有益效果是：

13、与现有技术相比，本发明一种可自动换针的连续粒子植入末端执行器所采用的技术手段中，穿刺针收纳装置能够同时搭载多根穿刺针，术前医护人员将多根穿刺针和一根植入针安装在穿刺针收纳盘上，术中穿刺针收纳机构与推针机构、夹持机构和主体机构实现自动换针协同工作，通过控制各机构电机状态，自动完成穿刺针和植入针的传送、转移、夹取和复位，无需术中人工换针，缩短手术时间、提高手术效率，降低医护人员被感染的风险。