[發(fā)明專利]一種高精度的帶有負(fù)反饋的三維智能平移臺

在審

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• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107807674A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李婷;王鵬波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12209
• 代理人: 王利文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高精度的帶有負(fù)反饋的三維智能平移臺。

背景技術(shù)

隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，精準(zhǔn)醫(yī)療得到了國家和社會的廣泛關(guān)注。光遺傳技術(shù)是新興的一種神經(jīng)干預(yù)技術(shù)，其將重組DNA技術(shù)與光學(xué)技術(shù)結(jié)合起來，向生物體內(nèi)注射一種特定植物基因，這種基因能夠?qū)Σ煌伾獾拇碳ぷ鞒雒舾械姆磻?yīng)，例如：Channerlhodopsin2(ChR2)蛋白和Halorhodopsin(NpHR)蛋白，Channerlhodopsin2蛋白可以感應(yīng)藍(lán)光，使細(xì)胞去極化，打開通道釋放Na+，使細(xì)胞處于興奮的狀態(tài)；Halorhodopsin(NpHR)蛋白可以感應(yīng)紅光刺激(～690nm)，使細(xì)胞超極化，Cl－通道開放，使細(xì)胞處于抑制的狀態(tài)，這兩種不同的光敏蛋白可以同時在細(xì)胞中表達(dá)，通過這種方法控制大腦的神經(jīng)元鏈路處于興奮或者抑制的狀態(tài)，已經(jīng)有資料顯示，該方法對帕金森癥等神經(jīng)性疾病有很好的療效。這種方法需要移動光纖到特定的神經(jīng)細(xì)胞元處，實(shí)施干預(yù)治療，這種方法需要一種高精度的三維平移臺。穿刺是一種常用的診療或治療方法，其對準(zhǔn)確度要求很高，尤其是骨髓穿刺、關(guān)節(jié)腔穿刺，這種穿刺風(fēng)險(xiǎn)性較大，一旦失敗，會給患者造成巨大的痛苦和心里負(fù)擔(dān)，因此，醫(yī)療單位亟需一種可以精確控制穿刺針頭的位置的和推進(jìn)深度的儀器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種高精度的帶有負(fù)反饋的三維智能平移臺，滿足精確控制穿刺針頭的位置的和推進(jìn)深度的要求。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高精度的帶有負(fù)反饋的三維智能平移臺，包括主機(jī)部分和機(jī)械部分，所述機(jī)械部分包括傳動模塊和三維平移模塊，所述主機(jī)部分包括控制模塊、人機(jī)交互模塊、電源模塊、驅(qū)動模塊、電機(jī)模塊和反饋模塊，所述電源模塊與控制模塊、驅(qū)動模塊相連接為其供電，所述人機(jī)交互模塊與控制模塊相連接實(shí)現(xiàn)交互功能，所述控制模塊經(jīng)驅(qū)動模塊連接電機(jī)模塊，所述電機(jī)模塊連接傳動模塊并驅(qū)動三維平移模塊的三維空間位置和角度移動；所述反饋模塊實(shí)時檢測三維平移模塊在X軸、Y軸、Z軸的移動距離和角度偏轉(zhuǎn)并將數(shù)據(jù)信息實(shí)時地傳輸給控制模塊，所述控制模塊對反饋信號進(jìn)行分析處理并進(jìn)一步控制電機(jī)模塊工作，并通過人機(jī)交互模塊實(shí)時顯示出三維平移模塊的信息。

進(jìn)一步的，所述人機(jī)交互模塊為上位機(jī)模塊或顯示模塊，上位機(jī)模塊采用有線或無線方式與控制模塊相連接，所述顯示模塊通過有線方式與控制模塊相連接。

進(jìn)一步的，所述傳輸模塊的傳動結(jié)構(gòu)為齒輪結(jié)構(gòu)或皮帶傳送輪結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，通過調(diào)整傳動結(jié)構(gòu)中齒輪或傳動輪的齒輪比來控制三維智能平移臺的移動精度。

進(jìn)一步的，所述反饋模塊為由激光發(fā)射頭和電傳感器組合構(gòu)成的光電測速模塊；所述反饋模塊的安裝位置為：在電機(jī)模塊、傳動模塊和三維平移模塊中的任何一個模塊，或同時安裝在上述幾個模塊中；

所述反饋模塊在電機(jī)模塊上的安裝結(jié)構(gòu)為：在電機(jī)模塊的齒輪或傳動輪上制有多個均勻的圓形通孔，圓形通孔大小與反饋模塊中光電傳感器模塊相適應(yīng)，反饋模塊安裝在圓形通孔的兩側(cè)；

所述反饋模塊在傳動模塊上的安裝結(jié)構(gòu)為：在傳動模塊的齒輪或傳動輪上制有多個均勻的圓形通孔，圓形通孔大小與反饋模塊中光電傳感器模塊相適應(yīng)，反饋模塊安裝在圓形通孔的兩側(cè)；

所述反饋模塊在三維平移模塊上的安裝結(jié)構(gòu)為：在三維平移模塊的齒輪或傳動輪上制有多個均勻的圓形通孔，圓形通孔大小與反饋模塊中光電傳感器模塊相適應(yīng)，反饋模塊安裝在圓形通孔的兩側(cè)。

進(jìn)一步的，所述圓形通孔大于2mm。

進(jìn)一步的，通過增加齒輪或傳動輪上圓形通孔的數(shù)量來增加儀器的移動精度。

進(jìn)一步的，所述三維平移模塊的主體為高精度的三維平臺，在三維平臺頂部安裝一個移動平臺，移動平臺通過一側(cè)的固定柱相連并可沿固定柱旋轉(zhuǎn)，在移動平臺表面上制有多個用于安裝所需部件的固定孔；在移動平臺下方設(shè)有一個突出的部分并連接一個可旋轉(zhuǎn)的偏心橢圓，該偏心橢圓設(shè)置在三維平臺上并與齒輪或傳送輪相連接，當(dāng)偏心橢圓隨齒輪或傳動輪帶動旋轉(zhuǎn)時，會帶動移動平臺的角度變化。

進(jìn)一步的，所述移動平臺是一塊金屬板，金屬板的厚度在1mm以上；所述移動平臺上的固定孔直徑在0.8mm～5mm之間，固定孔的間距在2mm～5mm之間，在固定孔的內(nèi)部制有螺紋。

進(jìn)一步的，所述控制模塊采用STC90C51芯片；所述電機(jī)模塊采用ASLONG-JGB37-520減速馬達(dá)；所述驅(qū)動模塊采用L298模塊或LMD18200模塊。