[发明专利]冗余并联长骨骨折复位机器人

说明书

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种冗余并联长骨骨折复位机器人，旨在缓解相关技术中手术机器人复位操作不够精确、有些断骨的位置难以达到以及复位操作中可能造成医源性损伤的技术问题。该冗余并联长骨骨折复位机器人包括移动平台以及依次设置于移动平台上的冗余驱动基座、并联执行机构和夹持机构，其中，设置于冗余驱动基座的并联执行机构可实现冗余驱动，从而增大了机器人的位置与姿态工作空间，提高了机构的灵活度，规避了机构的奇异点，使其位姿更加容易控制。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种冗余并联长骨骨折复位机器人。

背景技术

传统的长骨骨折复位手术中，需要多次利用X光影像技术获得实时的骨折两端的位置，然后医生根据得到的位置信息直接手动复位，或者借助简易的牵引机构辅助复位，但这两种操作方式均高度依赖医生的临床手术经验，且对医生体能有较高要求。另外，由于用到了X光影像技术，医生在手术过程中暴露在X射线中的时间较长，长此以往，医生受到的伤害逐渐累积，将严重影响身体健康。

随着机器人技术以及医学影像导航技术的发展，采用机器人进行骨折复位手术获得了越来越多的关注，相比传统的骨折复位手术，利用手术机器人进行手术具有显著的优势：

一是手术机器人具有优秀的术前规划能力，能在进入手术室之前先行制定好手术方案，按制定路径进行复位操作；二是利用手术机器人进行远程操作，能大量减少医生暴露在X射线中的时间，有效地保护医护人员的健康；三是手术机器人的操作力可控，且定位精度高，能有效完成精确定位的同时，减少了对医生经验和体能的依赖。

现阶段使用的长骨骨折复位机器人大多采用Stewart并联机构，该机构具有刚度大、精确度高、承载能力强等特点，但与此同时，我们也知道，受限于结构，Stewart并联机构的动平台只有6自由度，工作空间相对较小，且在有限空间内存在低操作性区域和奇异位形，从而导致基于该机构的手术机器人复位操作不够精确，有些断骨的位置难以达到，复位操作中可能造成医源性损伤等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冗余并联长骨骨折复位机器人，以缓解相关技术中手术机器人复位操作不够精确、有些断骨的位置难以达到以及复位操作中可能造成医源性损伤的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

本发明提供的冗余并联长骨骨折复位机器人，包括：移动平台以及依次设置于所述移动平台上的冗余驱动基座、并联执行机构和夹持机构；

所述冗余驱动基座包括安装盘、水平驱动组件和倾斜驱动组件，其中，所述水平驱动组件和所述倾斜驱动组件二者均具有方向相反的第一端和第二端；

所述安装盘与所述移动平台连接；

多个所述水平驱动组件绕所述安装盘的轴线间隔分布，并与所述安装盘转动连接，用以绕所述安装盘的轴线转动；

所述倾斜驱动组件与所述水平驱动组件一一对应，且二者呈角度设置，所述倾斜驱动组件的第一端与所述水平驱动组件的移动部铰接，并能够于所述水平驱动组件的带动下，在所述水平驱动组件的第一端和第二端之间做垂直于所述安装盘轴线方向的直线运动；

所述并联执行机构包括动平台、第一驱动支链和第二驱动支链；

所述动平台与所述安装盘间隔分布；

所述第一驱动支链设有多组，并对应铰接于所述水平驱动组件远离所述安装盘轴线的第一端与所述倾斜驱动组件的第二端之间；

所述第二驱动支链与所述倾斜驱动组件一一对应，所述第二驱动支链的一端与所述倾斜驱动组件的移动部铰接，并能够于所述倾斜驱动组件的带动下，在所述倾斜驱动组件的第一端和第二端之间做直线运动，另一端铰接于所述动平台；

所述夹持机构设置于所述动平台，用于夹持长骨以及穿设克氏针。