[發明專利]夾持骨鉆的機械臂末端管狀夾持器

有效

• 申請號: 201110005876.1
• 申請日: 2011-01-12
• 公開（公告）號: CN102579105A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 隋春平;趙憶文;韓建達;吳鎮煒;高英麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: A61B17/16
• 分類號: A61B17/16;B25J15/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李曉光

技術領域

本發明涉及一種骨科微創手術輔助機械臂的夾持機構，具體地說是一種夾持骨鉆的機械臂末端管狀夾持器。

背景技術

骨科手術中，經常需要在骨頭上鉆孔以植入螺釘。微創手術是目前外科手術領域的重要發展方向，具有手術創傷小、術后并發癥少等優勢。近年來隨著各種微創手術器械及技術的發展，手術適應癥不斷擴大。在微創骨科手術過程中，尤其是脊柱微創骨科手術過程中，常常需要通過術中CT(或X光)獲取鉆孔部位的實時圖像，利用圖像引導的計算機輔助技術，實現對鉆頭位置和角度的調整和確認。對于經常從事該類手術的醫生來說，長期暴露在X光輻射下，會嚴重影響其身體健康。如果采用機器人進行X光下的鉆孔操作，輔助醫生完成手術，將從根本上解決了醫生長期輻射暴露導致的健康損害問題，同時也將機器人的精確性、穩定性、一致性與手術醫生的臨床經驗和手術技巧緊密結合。

骨科微創手術中常用的鉆孔工具是一種高速氣鉆，在手術中醫生以一種類似于握筆的姿勢，抓持骨鉆的圓柱桿形的馬達部位，執行鉆孔操作。若以機械臂代替人工進行鉆孔操作，其末端的骨鉆夾持器將是一個重要的部件。

目前尚沒有專門用于該類醫用骨鉆的夾持器，類似的現有管狀器件的夾持器不具備較高的定位精度、方便的裝拆性、夾持的可靠性及簡單小巧的外形和尺寸。

發明內容

針對現有技術中醫用骨鉆的夾持器存在的不具備較高的定位精度、方便的裝拆性等不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種拆裝操作簡單、定位精度高、外形簡單、尺寸較小、夾持可靠的夾持骨鉆的機械臂末端管狀夾持器。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明夾持骨鉆的機械臂末端管狀夾持器包括主夾持管、開口卡環、鎖緊套和多個錐形卡塊，其中主夾持管安裝于機械臂末端；開口卡環位于主夾持管外部中間位置，鎖緊套套于主夾持管外部尾端，多個錐形卡塊分別位于主夾持管外部尾端的卡塊孔中，并設置于鎖緊套內。

所述的主夾持管具有前端定位環形臺階、限位臺階、外螺紋以及多個卡塊孔，其中定位環形臺階與骨鉆馬達的前端錐面相抵接；限位臺階設于主夾持管外側與開口卡環配合；外螺紋位于主夾持管外側中部，與鎖緊套內螺紋相配合；多個卡塊孔位于主夾持管尾部，其前、后兩端分別設有用于約束錐形卡塊的內臺階和外臺階，卡塊孔為方形，孔壁兩側面相互平行且與管體軸線等距；主夾持管通過連接法蘭和連接桿與機械臂末端機械接口相連接。

所述的鎖緊套設有內螺紋和內錐面，內螺紋設于鎖緊套的前端，與主夾持管的外螺紋相配合；內錐面與多個錐形卡塊的外錐面相接觸。

所述鎖緊套外部設有用于手動旋轉的滾花。

所述的錐形卡塊設有前端臺階、外錐面、后端卡槽和內柱面；外錐面與鎖緊套的內錐面采用相同的錐角，以錐面接觸；錐形卡塊的兩側面相互平行且與內柱面的軸線等距。

所述錐形卡塊為3～4個。

本發明具有以下有益效果及優點：

1.定位準確。本發明不僅具有沿管狀夾持器軸線方向的定位功能，而且能保證骨鉆軸線與夾持器軸線始終保持一致，從而實現了骨鉆每次拆裝后的準確重復定位；

2.操作簡單。本發明通過旋轉夾持器外部的螺紋套即可實現骨鉆的裝拆，而且僅需手動即可完成，不需要輔助工具；

3.結構緊湊。本發明部件較少、外觀簡單、尺寸較小，極大降低了與病人身體或其他器具設備干涉的概率；

4.夾持力小，夾持可靠。本發明采用在圓柱管兩端設置定位和夾持點，受力點間隔和接觸面積較大，可以較小的夾持力實現可靠夾持。

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖；

圖2為本發明中主夾持管結構示意圖；

圖3為本發明中鎖緊套結構示意圖；

圖4A為本發明中錐形卡塊結構示意圖；

圖4B為本發明中錐形卡塊裝配關系示意圖；

圖5A為本發明的工作原理示意圖；

圖5B為本發明中骨鉆的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。