[发明专利]夹持骨钻的机械臂末端管状夹持器

说明书

技术领域

本发明涉及一种骨科微创手术辅助机械臂的夹持机构，具体地说是一种夹持骨钻的机械臂末端管状夹持器。

背景技术

骨科手术中，经常需要在骨头上钻孔以植入螺钉。微创手术是目前外科手术领域的重要发展方向，具有手术创伤小、术后并发症少等优势。近年来随着各种微创手术器械及技术的发展，手术适应症不断扩大。在微创骨科手术过程中，尤其是脊柱微创骨科手术过程中，常常需要通过术中CT(或X光)获取钻孔部位的实时图像，利用图像引导的计算机辅助技术，实现对钻头位置和角度的调整和确认。对于经常从事该类手术的医生来说，长期暴露在X光辐射下，会严重影响其身体健康。如果采用机器人进行X光下的钻孔操作，辅助医生完成手术，将从根本上解决了医生长期辐射暴露导致的健康损害问题，同时也将机器人的精确性、稳定性、一致性与手术医生的临床经验和手术技巧紧密结合。

骨科微创手术中常用的钻孔工具是一种高速气钻，在手术中医生以一种类似于握笔的姿势，抓持骨钻的圆柱杆形的马达部位，执行钻孔操作。若以机械臂代替人工进行钻孔操作，其末端的骨钻夹持器将是一个重要的部件。

目前尚没有专门用于该类医用骨钻的夹持器，类似的现有管状器件的夹持器不具备较高的定位精度、方便的装拆性、夹持的可靠性及简单小巧的外形和尺寸。

发明内容

针对现有技术中医用骨钻的夹持器存在的不具备较高的定位精度、方便的装拆性等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种拆装操作简单、定位精度高、外形简单、尺寸较小、夹持可靠的夹持骨钻的机械臂末端管状夹持器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明夹持骨钻的机械臂末端管状夹持器包括主夹持管、开口卡环、锁紧套和多个锥形卡块，其中主夹持管安装于机械臂末端；开口卡环位于主夹持管外部中间位置，锁紧套套于主夹持管外部尾端，多个锥形卡块分别位于主夹持管外部尾端的卡块孔中，并设置于锁紧套内。

所述的主夹持管具有前端定位环形台阶、限位台阶、外螺纹以及多个卡块孔，其中定位环形台阶与骨钻马达的前端锥面相抵接；限位台阶设于主夹持管外侧与开口卡环配合；外螺纹位于主夹持管外侧中部，与锁紧套内螺纹相配合；多个卡块孔位于主夹持管尾部，其前、后两端分别设有用于约束锥形卡块的内台阶和外台阶，卡块孔为方形，孔壁两侧面相互平行且与管体轴线等距；主夹持管通过连接法兰和连接杆与机械臂末端机械接口相连接。

所述的锁紧套设有内螺纹和内锥面，内螺纹设于锁紧套的前端，与主夹持管的外螺纹相配合；内锥面与多个锥形卡块的外锥面相接触。

所述锁紧套外部设有用于手动旋转的滚花。

所述的锥形卡块设有前端台阶、外锥面、后端卡槽和内柱面；外锥面与锁紧套的内锥面采用相同的锥角，以锥面接触；锥形卡块的两侧面相互平行且与内柱面的轴线等距。

所述锥形卡块为3～4个。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.定位准确。本发明不仅具有沿管状夹持器轴线方向的定位功能，而且能保证骨钻轴线与夹持器轴线始终保持一致，从而实现了骨钻每次拆装后的准确重复定位；

2.操作简单。本发明通过旋转夹持器外部的螺纹套即可实现骨钻的装拆，而且仅需手动即可完成，不需要辅助工具；

3.结构紧凑。本发明部件较少、外观简单、尺寸较小，极大降低了与病人身体或其他器具设备干涉的概率；

4.夹持力小，夹持可靠。本发明采用在圆柱管两端设置定位和夹持点，受力点间隔和接触面积较大，可以较小的夹持力实现可靠夹持。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中主夹持管结构示意图；

图3为本发明中锁紧套结构示意图；

图4A为本发明中锥形卡块结构示意图；

图4B为本发明中锥形卡块装配关系示意图；

图5A为本发明的工作原理示意图；

图5B为本发明中骨钻的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。