[發明專利]基于多視角融合軟骨修復手術機器人平臺系統

在審

• 申請號: 202110474281.4
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113274172A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 唐倩;郭伏雨;馮琪翔;曹糧玉;張志豪
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: A61F2/30
• 分類號: A61F2/30;A61B34/30
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張子飛

本發明公開了一種基于多視角融合軟骨修復手術機器人平臺系統，包括工作臺、安裝于工作臺上的多自由度機械臂以及安裝于機械臂末端的噴頭，所述噴頭用于噴射原材料并在工作臺上沉積形成產品。本發明中使用多自由度關節式機械臂進行材料沉積可以顯著擴展增材制造工藝的能力，利于在復雜的非平面層上沉積材料，可形成具有曲率的復雜幾何形狀的結構；相比于傳統平面層材料沉積工藝，通過六自由度關節式機械臂配合噴頭可獲得正確的打印纖維取向，可以明顯的提高骨骼的結構強度；利于打印的骨骼能夠沿著三維曲線定位纖維。

技術領域

本發明涉及軟骨修復技術領域，特別涉及一種基于多視角融合軟骨修復手術機器人平臺系統。

背景技術

現有的軟骨修復通常采用增材制造設備，其逐層的水平鋪設粉末并燒結以實現軟骨的修復；由于骨骼形狀相比一般零件更為復雜，表面由許多復雜的曲面組成，使用傳統打印方法很難保證打印骨骼的表面的質量，僅使用平面水平層構造部件限制了基于材料沉積的增材制造工藝的能力，無法適用于對自由度要求較高的復雜工況。

因此，為解決以上問題，需要一種基于多視角融合軟骨修復手術機器人平臺系統，該裝置采用多自由度機械臂實現多自由度的軟骨修復，可適用于復雜的修復工況。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種基于多視角融合軟骨修復手術機器人平臺系統，該裝置采用多自由度機械臂實現多自由度的軟骨修復，可適用于復雜的修復工況。

本發明的基于多視角融合軟骨修復手術機器人平臺系統，包括工作臺、安裝于工作臺上的多自由度機械臂以及安裝于多自由度機械臂末端的噴頭，所述噴頭用于噴射原材料并在工作臺上沉積形成產品。

進一步，還包括直線驅動裝置，所述噴頭包括噴射筒、安裝于噴射筒底部的噴射針以及滑動配合安裝于噴射筒內的活塞，所述直線驅動裝置安裝于多自由度機械臂末端并用于驅動活塞在噴射筒內滑動。

進一步，所述多自由度機械臂的末端安裝有3D工業相機。

進一步，所述工作臺上安裝有深度相機，所述深度相機朝向噴頭拍攝。

進一步，所述工作臺上安裝有相機支架，所述深度相機安裝于相機支架上并斜向下朝向噴頭。

進一步，所述多自由度機械臂末端安裝有槽鋼狀的夾板，所述夾板側向開口，所述直線驅動裝置安裝于夾板內腔中，所述直線驅動裝置的驅動端穿過夾板的底部與活塞驅動配合。

進一步，所述夾板側部連接有側擋板，所述噴射筒固定連接于側擋板上。

進一步，所述工作臺下方設置有儲物箱。

進一步，所述儲物箱底部安裝有滾輪。

進一步，所述直線驅動裝置的驅動端連接有用于檢測驅動力的壓力傳感器。

本發明的有益效果：

本發明中使用多自由度機械臂進行材料沉積可以顯著擴展增材制造工藝的能力，利于在復雜的非平面層上沉積材料，可形成具有曲率的復雜幾何形狀的結構；相比于傳統平面層材料沉積工藝，通過多自由度機械臂配合噴頭可獲得正確的打印纖維取向，可以明顯的提高骨骼的結構強度；使得打印的骨骼能夠沿著三維曲線定位纖維；另外噴頭采用擠壓式噴頭，大大簡化了噴頭的結構，利于控制噴頭的運行軌跡。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為局部結構示意圖；

具體實施方式