[发明专利]一种定点穿刺装置及使用该装置的机器人

说明书

本发明专利公开了一种定点穿刺装置及使用该装置的机器人，涉及医疗机器人领域。主要包括定点穿刺装置、SCARA型机械臂、驱动电机、底座。所述SCARA型机械臂可以满足医疗机器人定位精度高和工作范围大的要求，所述定点穿刺装置可以实现穿刺针的定点变角度运动，所述定点穿刺装置及SCARA型机械臂可以实现穿刺针姿态调整控制。所述定点穿刺装置驱动力由驱动电机提供，所述机器人每个旋转关节由驱动电机驱动和制动，方便机器人调整姿态以及保持当前状态。本发明专利设计了一种定点穿刺装置及使用该装置的机器人用于辅助医生进行定点穿刺诊断，弥补手工穿刺的不足，提高穿刺的稳定性和诊断的成功率。

技术领域

本发明专利属于医疗机器人领域，具体涉及一种定点穿刺装置及使用该装置的机器人。

背景技术

在临床医疗工作中，穿刺是一种比较普遍的治疗方式，但是医生纯手工穿刺依然存在许多的缺陷，例如：在三维空间里进行二维穿刺准确率得不到保障，且需要医生随时观察针尖位置，一旦出现手部颤抖或穿刺用力不均匀的现象，容易造成术后并发症甚至严重威胁到病人的生命安全。

在穿刺手术过程中，医生在手工进给穿刺针时可能需要多次回撤针，才能准确穿刺到目标靶点，在这种情况下，会增加手术过程中病人的痛苦，对医生和病人造成紧张心理，延长手术时间，降低手术效率，而且手工穿刺时无法使穿刺针达到穿刺的任意姿态，穿刺针的工作范围受限。

发明内容

本发明专利针对上述问题提供了一种定点穿刺装置及使用该装置的机器人来进行问题的解决。该机器人主要包括穿刺针、穿刺针推进装置、电磁铁装置、圆环板轨道、驱动电机、定点穿刺机构、连接固定支架、SCARA型机械臂、滚珠丝杠、驱动电机、空心开槽立柱、底座。所述SCARA型机械臂为机器人定位机械臂，包括三个关节，且每个旋转关节由所述驱动电机提供转动动力，所述SCARA型机械臂整体与所述滚珠丝杠的螺母连接，整体可以实现上下移动；所述滚珠丝杠安装在所述空心开槽立柱内部；所述定点穿刺机构由连杆和运动副构成，实现穿刺针的定点转动；所述穿刺针推进装置实现穿刺针的进给运动，达到穿刺的目的；所述驱动电机驱动定点穿刺机构的驱动轴转动；所述驱动电机驱动定点穿刺装置的整体转动；所述驱动电机用来驱动滚珠丝杠。

进一步的，所述空心开槽立柱安装在所述底座上，所述驱动电机与所述滚珠丝杠的螺杆通过联轴器连接，所述驱动电机驱动螺杆转动，以实现驱动所述SCARA型机械臂整体在竖直方向上的上下移动。

进一步的，所述SCARA型机械臂大臂与所述滚珠丝杠螺母连接处安装所述驱动电机，驱动SCARA型机械臂大臂在水平面内转动，机械臂大臂与机械臂小臂连接处安装所述驱动电机，驱动SCARA型机械臂小臂在水平面内转动，所述驱动电机安装于机械臂小臂末端，以驱动所述定点穿刺装置整体转动。

进一步的，所述圆环板轨道与所述连接固定支架相连接，所述驱动电机安装在所述连接固定支架上，所述定点穿刺机构的第一连杆通过联轴器与所述驱动电机连接，第二连杆与第一连杆铰接，第三连杆与第二连杆铰接，第四连杆与第三连杆及所述穿刺针推进装置同时刚接。

进一步的，所述穿刺针安装于所述定点穿刺装置内，且穿刺针针尖位置固定为所述圆环板内壁圆心处。

进一步的，所述圆环板轨道特征为沿其两侧分别设有L型限制板，以限制所述穿刺针沿垂直于所述电磁铁装置与L型限制板接触面的移动。

进一步的，所述电磁铁装置安装有与L型限制板相切的永久磁铁卡板，以限制所述穿刺针沿其轴线方向的移动，同时可以控制所述穿刺针在无外力作用下能够保持在当前位置。

进一步的，所述圆环板轨道装置为模块化设计，其角度、位置可以自行调整、更改，以不发生干涉为原则。其最大实际工作区域为四分之一圆环板，可实现所述穿刺针在竖直面内做往复运动。

进一步的，所述驱动电机驱动所述定点穿刺机构的第一连杆转动，进而通过第二、三连杆驱动第四连杆控制所述穿刺针沿圆环板轨道做往复运动。