[发明专利]一种具有切口分离功能的软组织切割机器人系统

摘要

本发明公开了一种具有切口分离功能的软组织切割机器人系统，包括：外框架、下水平轨道、下水平轨道电机、下水平轨道滑块、下水平轨道滚珠丝杆、上水平轨道、上水平轨道滑块、上水平轨道丝杆、上水平轨道电机、垂直轨道连接板、垂直轨道电机、垂直轨道、垂直轨道滚珠丝杆、垂直轨道滑块、垂直导轨、垂直导轨滑块、切口分离机构电机支座、切口分离蜗杆、切口分离涡轮、切口分离电机、齿条、连杆机构、吸盘支座、立式轴支座、水平导轨、水平导轨滑块、吸盘、手术刀夹持机构外框架、手术刀角度控制蜗杆、手术刀角度控制涡轮、手术刀夹具、手术刀角度控制电机、手术刀、计算机、电磁阀、气泵；本发明的系统能够应用于手术中软组织切割的场景，解决切割时软组织变形的问题，可以精确控制切割长度与深度从而调控切口形状，具有切口分离功能，受计算机给定参数控制。

主权项

1.一种具有切口分离功能的软组织切割机器人系统，其特征在于，包括外框架(1)、下水平轨道(2)、下水平轨道电机(3)、下水平轨道滑块(4)、下水平轨道滚珠丝杆(5)、上水平轨道(6)、上水平轨道滑块(7)、上水平轨道丝杆(8)、上水平轨道电机(9)、垂直轨道连接板(10)、垂直轨道电机(11)、垂直轨道(12)、垂直轨道滚珠丝杆(13)、垂直轨道滑块(14)、垂直导轨(15)、垂直导轨滑块(16)、切口分离机构电机支座(17)、切口分离涡轮(18)、切口分离蜗杆(19)、切口分离电机(20)、齿条(21)、连杆机构(22)、立式轴支座(23)、吸盘支座(24)、水平导轨(25)、水平导轨滑块(26)、吸盘(27)、手术刀夹持机构外框架(28)、手术刀角度控制蜗杆(29)、手术刀角度控制涡轮(30)、手术刀夹具(31)、手术刀角度控制电机(32)、手术刀(33)、计算机(34)、电磁阀(35)、气泵(36)。被切割软组织由切割机器人的切口分离机构的吸盘支座(24)上的吸盘(27)固定，吸盘(27)固定在吸盘支座(24)上，经过电磁阀(35)与气泵(36)连接，受计算机控制，可以调整吸盘与软组织间的气压。通过计算机控制切口分离机构两侧的电机(20)转动，电机带动切口分离蜗杆(19)转动，蜗杆带动切口分离涡轮(18)转动，涡轮带动固定在垂直导轨滑块(16)上的齿条(21)上下移动。齿条的上下移动改变连杆机构(22)左右连杆所成的夹角。连杆机构的左右连杆一端固定在齿条同一点，另一端分边固定在两侧吸盘支座(24)相连的两个立式轴支座(23)上，连杆机构夹角的改变带动固定在水平导轨滑块(26)的两吸盘支座沿水平导轨(25)向相反方向运动，实现了软组织的切口分离。手术刀在空间的移动与上水平轨道(6)、下水平轨道(2)、垂直轨道(12)绑定，进而控制软组织切割时的切口定位、切口长度与切口深度。三轨道的电机(3)(9)(11)由计算机给出的信号控制，电机控制轨道上滚珠丝杆(5)(8)(13)的转动，使滚珠丝杆与电机同步转动，以控制滚珠丝杆上的滑块(4)(7)(14)在轨道方向上的运动。滑块的运动使得与滑块配合的部件在轨道方向上同步移动，三个轨道上的三个滑块联动控制手术刀夹持机构外框架(28)在空间中三个方向的位移，实现手术刀(33)在三个轨道所划定空间中的任意点的运动，控制手术刀的定位以及切割的深度和长度。上水平轨道(6)与下水平轨道(2)由上轨道的滑块与下轨道的底板相连接，两轨道划定平面区域内的移动，上轨道底板与外框架(1)连接实现固定。控制切割深度的垂直轨道(15)通过底板与垂直轨道连接板(10)相连，连接板与下水平轨道滑块(4)相连，将两水平定位轨道上的平面运动传递给垂直轨道，垂直轨道滑块(14)与手术刀夹持机构外框架(28)连接实现手术刀部分的固定，并控制手术刀部分的垂直方向位移。手术刀夹持机构通过计算机控制固定在手术刀夹持机构外框架(28)的手术刀角度控制电机(32)转动、电机带动手术刀角度控制蜗杆(29)转动、蜗杆带动手术刀角度控制涡轮(30)转动，从而带动固定手术刀(33)的手术刀夹具(31)同轴同步转动，实现手术刀的固定与角度的控制。