[發(fā)明專利]一種定點穿刺裝置及使用該裝置的機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911069932.0
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110623714A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙洪華;公續(xù)銀;趙建;曹樹坤;孫殿珉;魯守銀;曹寶璐;劉百峰
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南大學(xué)
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34;A61B34/30;A61B90/00
• 代理公司: 37240 濟南譽豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè))
• 代理人: 周春鳳

本發(fā)明專利公開了一種定點穿刺裝置及使用該裝置的機器人，涉及醫(yī)療機器人領(lǐng)域。主要包括定點穿刺裝置、SCARA型機械臂、驅(qū)動電機、底座。所述SCARA型機械臂可以滿足醫(yī)療機器人定位精度高和工作范圍大的要求，所述定點穿刺裝置可以實現(xiàn)穿刺針的定點變角度運動，所述定點穿刺裝置及SCARA型機械臂可以實現(xiàn)穿刺針姿態(tài)調(diào)整控制。所述定點穿刺裝置驅(qū)動力由驅(qū)動電機提供，所述機器人每個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)由驅(qū)動電機驅(qū)動和制動，方便機器人調(diào)整姿態(tài)以及保持當(dāng)前狀態(tài)。本發(fā)明專利設(shè)計了一種定點穿刺裝置及使用該裝置的機器人用于輔助醫(yī)生進行定點穿刺診斷，彌補手工穿刺的不足，提高穿刺的穩(wěn)定性和診斷的成功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于醫(yī)療機器人領(lǐng)域，具體涉及一種定點穿刺裝置及使用該裝置的機器人。

背景技術(shù)

在臨床醫(yī)療工作中，穿刺是一種比較普遍的治療方式，但是醫(yī)生純手工穿刺依然存在許多的缺陷，例如：在三維空間里進行二維穿刺準(zhǔn)確率得不到保障，且需要醫(yī)生隨時觀察針尖位置，一旦出現(xiàn)手部顫抖或穿刺用力不均勻的現(xiàn)象，容易造成術(shù)后并發(fā)癥甚至嚴(yán)重威脅到病人的生命安全。

在穿刺手術(shù)過程中，醫(yī)生在手工進給穿刺針時可能需要多次回撤針，才能準(zhǔn)確穿刺到目標(biāo)靶點，在這種情況下，會增加手術(shù)過程中病人的痛苦，對醫(yī)生和病人造成緊張心理，延長手術(shù)時間，降低手術(shù)效率，而且手工穿刺時無法使穿刺針達(dá)到穿刺的任意姿態(tài)，穿刺針的工作范圍受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利針對上述問題提供了一種定點穿刺裝置及使用該裝置的機器人來進行問題的解決。該機器人主要包括穿刺針、穿刺針推進裝置、電磁鐵裝置、圓環(huán)板軌道、驅(qū)動電機、定點穿刺機構(gòu)、連接固定支架、SCARA型機械臂、滾珠絲杠、驅(qū)動電機、空心開槽立柱、底座。所述SCARA型機械臂為機器人定位機械臂，包括三個關(guān)節(jié)，且每個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)由所述驅(qū)動電機提供轉(zhuǎn)動動力，所述SCARA型機械臂整體與所述滾珠絲杠的螺母連接，整體可以實現(xiàn)上下移動；所述滾珠絲杠安裝在所述空心開槽立柱內(nèi)部；所述定點穿刺機構(gòu)由連桿和運動副構(gòu)成，實現(xiàn)穿刺針的定點轉(zhuǎn)動；所述穿刺針推進裝置實現(xiàn)穿刺針的進給運動，達(dá)到穿刺的目的；所述驅(qū)動電機驅(qū)動定點穿刺機構(gòu)的驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動；所述驅(qū)動電機驅(qū)動定點穿刺裝置的整體轉(zhuǎn)動；所述驅(qū)動電機用來驅(qū)動滾珠絲杠。

進一步的，所述空心開槽立柱安裝在所述底座上，所述驅(qū)動電機與所述滾珠絲杠的螺桿通過聯(lián)軸器連接，所述驅(qū)動電機驅(qū)動螺桿轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)驅(qū)動所述SCARA型機械臂整體在豎直方向上的上下移動。

進一步的，所述SCARA型機械臂大臂與所述滾珠絲杠螺母連接處安裝所述驅(qū)動電機，驅(qū)動SCARA型機械臂大臂在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，機械臂大臂與機械臂小臂連接處安裝所述驅(qū)動電機，驅(qū)動SCARA型機械臂小臂在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動電機安裝于機械臂小臂末端，以驅(qū)動所述定點穿刺裝置整體轉(zhuǎn)動。

進一步的，所述圓環(huán)板軌道與所述連接固定支架相連接，所述驅(qū)動電機安裝在所述連接固定支架上，所述定點穿刺機構(gòu)的第一連桿通過聯(lián)軸器與所述驅(qū)動電機連接，第二連桿與第一連桿鉸接，第三連桿與第二連桿鉸接，第四連桿與第三連桿及所述穿刺針推進裝置同時剛接。

進一步的，所述穿刺針安裝于所述定點穿刺裝置內(nèi)，且穿刺針針尖位置固定為所述圓環(huán)板內(nèi)壁圓心處。

進一步的，所述圓環(huán)板軌道特征為沿其兩側(cè)分別設(shè)有L型限制板，以限制所述穿刺針沿垂直于所述電磁鐵裝置與L型限制板接觸面的移動。

進一步的，所述電磁鐵裝置安裝有與L型限制板相切的永久磁鐵卡板，以限制所述穿刺針沿其軸線方向的移動，同時可以控制所述穿刺針在無外力作用下能夠保持在當(dāng)前位置。

進一步的，所述圓環(huán)板軌道裝置為模塊化設(shè)計，其角度、位置可以自行調(diào)整、更改，以不發(fā)生干涉為原則。其最大實際工作區(qū)域為四分之一圓環(huán)板，可實現(xiàn)所述穿刺針在豎直面內(nèi)做往復(fù)運動。

進一步的，所述驅(qū)動電機驅(qū)動所述定點穿刺機構(gòu)的第一連桿轉(zhuǎn)動，進而通過第二、三連桿驅(qū)動第四連桿控制所述穿刺針沿圓環(huán)板軌道做往復(fù)運動。