[发明专利]连杆式五自由度穿刺机器人

说明书

本申请公开了一种连杆式五自由度穿刺机器人，包括两组驱动组件；每组驱动组件包括第一直线运动机构、第二直线运动机构、第一驱动连杆、第二驱动连杆和连接关节；第一驱动连杆的第一端与第一直线运动机构竖直轴铰接，第二端与连接关节的第一端通过Y方向水平轴铰接；第二驱动连杆的第一端和第二端分别与第二直线运动机构和第一驱动连杆通过竖直轴铰接；第一固定部通过X方向水平轴铰接在其中一个连接关节上，第二固定部通过X方向水平轴铰接在另一个连接关节上；=由升降电机与气动夹爪组成的送针机构。本申请通过驱动两层驱动组件的第一直线运动机构与第二直线运动机构，来引导穿刺针的入针位置和姿态，通过送针机构实现穿刺针在其轴向的运动。

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，具体而言，涉及一种穿刺机器人。

背景技术

在现代临床实践中应用的许多常规治疗涉及用于活组织检查、药物输送和其他诊断和治疗程序的医疗工具(例如针和导管)的经皮插入。插入程序的目标是将合适的医疗工具的尖端安全精确地放置在靶区域，靶区域可能是病灶、肿瘤、器官或血管。需要这样的医疗工具的插入的治疗的实例包括疫苗接种、血液/液体取样、局部麻醉、组织活检、导管插入、低温消融、电解消融、近距离放射治疗、神经外科手术、深部脑刺激和各种微创手术。

近些年，小型化的穿刺机器人已经被引入。这些装置的一部分是帮助选择插入点并帮助将针和插入点以及靶对准的引导装置，然后自动或者医师遥控完成穿刺。这些装置可以安装在患者的身体上自动补偿呼吸，因此要求装置的体积要足够小，重量足够轻巧，并且针的穿刺方向由装置的引导方向确定。因为该装置可以由医生完成遥控穿刺，同时也避免了医生遭受辐射。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种连杆式五自由度穿刺机器人，以解决相关技术中的穿刺机器人体积较大，工作空间较小，能够穿刺的姿态类型较少，以及可调整的姿态角度较小的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种连杆式五自由度穿刺机器人，该连杆式五自由度穿刺机器人包括：驱动组件、送针机构、第一固定部和第二固定部；其中，

所述驱动组件至少设置为两组；

每组所述驱动组件均包括第一直线运动机构、第二直线运动机构、第一驱动连杆、第二驱动连杆和连接关节；

所述第一直线运动机构和所述第二直线运动机构沿横向布置；所述第一驱动连杆的第一端与所述第一直线运动机构的输出端通过竖直轴铰接，第二端与所述连接关节的第一端通过Y方向水平轴铰接；

所述第二驱动连杆的第一端与所述第二直线运动机构的输出端通过竖直轴铰接，第二端与所述第一驱动连杆通过竖直轴铰接；

所述第一固定部通过X方向水平轴铰接在其中一个所述驱动组件的连接关节上，所述第二固定部通过X方向水平轴铰接在另一个所述驱动组件的连接关节上；

所述第二固定部用于安装穿刺针，所述第二固定部上固设有直线导轨，所述直线导轨的轴线与穿刺针的轴线位于同一平面并保持平行，所述直线导轨的上端滑动贯穿所述第一固定部；

所述送针机构用于驱动穿刺针沿其轴向进针或退针。

进一步的，第一驱动连杆包括水平部和竖直部，所述水平部设置为拐臂结构；

所述水平部的第一端与所述第一直线运动机构的输出端通过竖直轴铰接，第二端与所述竖直部连接；

所述第二驱动连杆的第二端与所述水平部的弯曲处通过竖直轴铰接；

所述水平部与所述连接关节的第一端通过Y方向水平轴铰接。

进一步的，第一固定部和第二固定部分别设置为第一安装套和第二安装套；

所述第一安装套与其中一个驱动组件上的所述连接关节的第二端通过X方向水平轴铰接；

所述第二安装套与另一个驱动组件上的所述连接关节的第二端通过X方向水平轴铰接；

所述第一安装套和所述第二安装套之间滑动连接有直线导轨；

所述第二安装套上开设有用于固定穿刺针的安装孔。