[發(fā)明專利]一種全新的種植牙科機器人構(gòu)型

在審

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• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113100951A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳同;陳昊淼;邢元;婁潔堯
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: A61B34/32
• 分類號: A61B34/32;A61C19/06;A61C3/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

本發(fā)明公開了一種全新的種植牙科機器人構(gòu)型，包括雙直線導(dǎo)軌、絲杠模組A、引導(dǎo)構(gòu)件、限位構(gòu)件、絲杠模組B和牙鉆手機；絲杠模組A的絲杠A由電機A驅(qū)動，絲杠螺母A上通過電機座上安裝有電機B；引導(dǎo)構(gòu)件包括弧形導(dǎo)軌，弧形導(dǎo)軌與電機B的輸出端轉(zhuǎn)動連接，弧形導(dǎo)軌上配合有滑塊；限位構(gòu)件包括與弧形導(dǎo)軌固連的內(nèi)齒圈，內(nèi)齒圈嚙合有由電機C驅(qū)動的齒輪，電機C的固定座與滑塊固連；絲杠模組B固定在滑塊上，絲杠模組B的絲杠B由電機D驅(qū)動，牙鉆手機通過末端連接件固定在絲杠螺母B上；牙鉆手機具有四個自由度。本發(fā)明采用串聯(lián)RCM機構(gòu)，在運動時具有固定的運動軌跡，極大的降低了牙科機器人在移動過程中的不確定性，提高了安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于醫(yī)療機器人領(lǐng)域，具體涉及一種種植牙科機器人。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)在人們對牙齒質(zhì)量和美觀更高的追求，種植牙手術(shù)機器人的輔助口腔導(dǎo)航系統(tǒng)能為口腔醫(yī)生提供很大的幫助，從而提高手術(shù)精度，降低手術(shù)操作難度，提高成功率和可靠性

現(xiàn)有的牙科手術(shù)機器人系統(tǒng)，多采用通用性的UR5工業(yè)機械臂，該機械臂為六軸，六自由度的機械臂，其對于位姿的正解和反解只是通過幾個特定的位置進行計算，同時，該構(gòu)型只是通過幾根連桿構(gòu)成，沒有固定的引導(dǎo)構(gòu)件，導(dǎo)致機構(gòu)的運動軌跡無法確定，為避免誤傷到患者，就需要給予該機構(gòu)更大的空間。從而導(dǎo)致空間利用率低。UR5機構(gòu)的限位是通過限定電機轉(zhuǎn)動的角度實現(xiàn)的，單純依靠電機來進行限位，其定位精度還有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提出一種全新的種植牙科機器人構(gòu)型，針對人類口腔的結(jié)構(gòu)，專門設(shè)計了一種弧形結(jié)構(gòu)，充分利用空間，用以提高做手術(shù)時的方便性和提高患者的舒適性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種全新的種植牙科機器人構(gòu)型，該種植牙科機器人構(gòu)型包括雙直線導(dǎo)軌、絲杠模組A、引導(dǎo)構(gòu)件、限位構(gòu)件、絲杠模組B和牙鉆手機；所述絲杠模組A包括絲杠A和絲杠螺母A，所述絲杠A由電機A驅(qū)動，所述絲杠螺母A上固定有電機座，所述電機座上安裝有電機B；所述引導(dǎo)構(gòu)件包括弧形導(dǎo)軌，所述弧形導(dǎo)軌的一端與所述電機B的輸出端轉(zhuǎn)動連接，所述弧形導(dǎo)軌上配合有滑塊；所述限位構(gòu)件包括與所述弧形導(dǎo)軌固連的內(nèi)齒圈，所述內(nèi)齒圈的弧度和徑向尺寸與弧形導(dǎo)軌一致，所述內(nèi)齒圈嚙合有由電機C驅(qū)動的齒輪，所述電機C的固定座與所述滑塊固連；所述絲杠模組B固定在所述滑塊上，所述絲杠模組B包括的絲杠B和絲杠螺母B，所述絲杠B由電機D驅(qū)動，所述牙鉆手機通過末端連接件固定在所述絲杠螺母B上；所述牙鉆手機具有四個自由度。

進一步講，本發(fā)明所述的種植牙科機器人構(gòu)型，其中：

所述弧形導(dǎo)軌的一端通過轉(zhuǎn)動連接件與所述電機B的輸出端連接。

所述內(nèi)齒圈通過連接限位件與所述弧形導(dǎo)軌固連。

所述滑塊為箱式結(jié)構(gòu)，所述滑塊的兩內(nèi)側(cè)壁設(shè)有分別與所述弧形導(dǎo)軌兩弧形側(cè)面摩擦接觸的滾輪組。

所述電機C驅(qū)動所述齒輪，所述齒輪帶動與固定座固定的滑塊沿所述弧形導(dǎo)軌滑動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明構(gòu)型采用串聯(lián)RCM(remot center of motion)機構(gòu)(主要由弧形導(dǎo)軌7和滑塊8組成)，在運動時具有固定的運動軌跡，極大的降低了牙科機器人在移動過程中的不確定性，提高了安全性。每個電機接連控制，實現(xiàn)種植牙機能繞空間一定點進行運動。

本發(fā)明中的機械臂的引導(dǎo)構(gòu)件和限位構(gòu)件是兩個分別有各自的電機帶動的兩個構(gòu)件組成。本發(fā)明的引導(dǎo)構(gòu)件是通過雙直行導(dǎo)軌和弧形導(dǎo)軌實現(xiàn)的，具有摩檫力小，具有確定的運動軌跡等優(yōu)點。本發(fā)明的限位構(gòu)件是通過絲杠，齒輪嚙合，鋁件限位實現(xiàn)的，絲杠限位具有定位精度高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點，齒輪嚙合限位具有穩(wěn)定性好等特點，鋁件限位能防止電機超過其行程，帶來不必要的損傷，提高機構(gòu)的安全性，可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明牙科手術(shù)機器人構(gòu)型的視角一的立體圖；