[发明专利]一种解耦式正骨机器人

说明书

本发明涉及一种解耦式正骨机器人，其包括Y轴旋转模块、Z轴移动模块、X轴旋转模块、Z轴旋转模块、X轴移动模块和Y轴移动模块，Z轴移动模块设于底座的第一端，且Y轴旋转模块通过近端支座设于Z轴移动模块上，X轴移动模块设于底座的第二端，且Y轴移动模块滑动设于X轴移动模块上，Z轴旋转模块通过第一固定支座设于Y轴移动模块上，X轴旋转模块设于Z轴旋转模块中的旋转支架中。本发明在正骨手术过程中，先将胫骨近端用克氏针与近端固定环连接，胫骨远端用克氏针与远端固定环连接，然后通过医生确定生物力线，电脑模拟正骨手术手法确定正骨复位路径，并通过六个模块协调实时调节折断的胫骨的位置，使得机器人完成正骨手术。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种解耦式正骨机器人。

背景技术

目前，由于正骨手术过程中肉眼无法直接看到患者的骨折部位，X光图像就成为手术过程中唯一的导引方式。但是，利用二维图像来引导三维空间内的正骨操作，由于缺少深度信息，为了达到良好的固定效果，需要反复调整固定装置的位置，增加X光片的拍摄数量，甚至重新固定。因此，手术时间和效果在很大程度上取决于操作者的技术和经验。这就要求有一种能够提高手术准确性、可重复性并减少辐射危害的新方法、新装置引入到实际手术中。因此，有必要根据现有的医学技术，研制辅助正骨医疗的机器人，利用机器人的精确操作，避免射线对医生身体的损伤并提高手术精度，避免二次整复。

发明内容

针对以上情况，本发明提供了一种解耦式正骨机器人，解决了现有技术中正骨手术后设备不可拆卸，手术时需要克氏针贯穿髓腔，手术时占用过多手术空间的问题，通过该机器人电脑解算控制完成正骨手术的对接，有利于提高正骨手术对接的精度、效率，降低医生、患者多频次暴露在X光下辐射的风险等。

本发明采用的技术方案是一种解耦式正骨机器人，其包括Y轴旋转模块、Z轴移动模块、X轴旋转模块、Z轴旋转模块、X轴移动模块和Y轴移动模块，所述Z轴移动模块设于底座的第一端，且所述Y轴旋转模块通过近端支座设于所述Z轴移动模块上，所述Y轴旋转模块包括近端支座、第一固定机构、第二固定机构、第一克氏针、第二克氏针、近端固定环和伺服电机，所述近端支座内设有半圆导槽和用于支撑蜗杆的支撑机构，且所述半圆导槽的圆弧面上设有滑动导轨，所述近端固定环的外侧弧面上设有蜗轮，且所述近端固定环的内侧弧面上设有近端支撑架，所述近端固定环设于所述近端支座中，且所述近端固定环两侧的导向块与所述滑动导轨滑动连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合传动，所述第一克氏针和第二克氏针分别通过所述第一固定机构和第二固定机构设于所述近端固定环上，且所述第一克氏针和第二克氏针分别位于所述近端固定环的第一侧面和第二侧面，所述伺服电机设于所述近端支座的一侧，且所述伺服电机的输出轴通过联轴器与所述蜗杆连接；所述X轴移动模块设于所述底座的第二端，且所述Y轴移动模块滑动设于所述X轴移动模块上，所述Z轴旋转模块通过第一固定支座设于所述Y轴移动模块上，所述X轴旋转模块设于所述Z轴旋转模块中的旋转支架中，且所述X轴旋转模块包括第三克氏针、第三固定机构、远端固定环、第一转台、第二转台、第四固定机构和第四克氏针，所述第一转台和第二转台分别设于所述旋转支架的第一侧面和第二侧面，所述远端固定环设于所述第一转台和第二转台之间且分别与所述第一转台及第二转台转动连接，且所述远端固定环的内侧弧面上设有远端支撑架，所述第三克氏针和第四克氏针分别通过所述第三固定机构和第四固定机构设于所述远端固定环上，且所述第三克氏针和第四克氏针分别位于所述远端固定环的第一侧面和第二侧面。