一种新型骨科手术机器人结构及使用方法

    公开(公告)号:CN114617638A

    公开(公告)日:2022-06-14

    申请号:CN202210284880.4

    申请日:2022-03-23

    IPC分类号: A61B34/30 A61B34/00

    摘要: 本发明涉及一种新型骨科手术机器人结构及其使用方法,包括机械臂、吸能装置、末端器械、标定装置。所述吸能装置固定在所述机械臂末端,能够吸收安装髋臼杯时传递到机械臂的力,从而缓解机械臂锁死的问题;所述末端器械通过定位孔安装到所述吸能装置上,且末端器械上存在两个对称的用于安装所述标定装置的快接接口,以解决病人病灶位置存在有左右两侧的问题;所述标定装置通过快接接口固定在所述末端器械上,为所述末端器械提供精准定位,不需要进行现有的TCP+机械臂注册,既节省了医生时间,又可以保证最终结果的准确性和可信度。

    一种髋臼杯螺钉安装位置评估及仿真方法

    公开(公告)号:CN113796957A

    公开(公告)日:2021-12-17

    申请号:CN202111361757.X

    申请日:2021-11-17

    IPC分类号: A61B34/10

    摘要: 本发明为一种髋臼杯螺钉安装位置评估及仿真方法,包括以下步骤:S1.病人手术方案加载:病人术前拍摄ct,将电子ct导入生成病人髋骨的点云数据,用于髋骨注册以及髋臼杯的安装;S2.髋骨注册:首先需要外科医生在患者髋骨上固定一个追踪器,使用探针在患者髋骨表面采集特定数量的特征点,采集的数据经过计算验证满足设定的误差阈值才允许进行下一步操作;S3.髋骨打磨:计算打磨后的髋臼点云数据,删去已经被打磨的部分数据,生成新的点云数据;S4.髋臼杯安装:通过厚度测量探测臼底骨骼的厚度;S5.厚度测量:当厚度测量模块会实时计算探针虚拟延长线穿入骨表面并从另一面穿出这两个点之间的距离,得到骨厚度。实时评估任意角度和位置的螺钉安装效果。

    一种骨科手术用定位及其锁紧装置

    公开(公告)号:CN112075996B

    公开(公告)日:2021-08-06

    申请号:CN202010962881.0

    申请日:2020-09-14

    IPC分类号: A61B90/11 A61B17/56

    摘要: 本发明涉及一种骨科手术用定位及其锁紧装置,包括定位壳体和骨针夹具;定位壳体内设有定位腔,定位壳体的一侧开设有多个与定位腔相连通的骨针插孔。骨针夹具设置于定位腔内,其用于对骨针进行定位;骨针夹具包括:夹紧块、夹具主体和的夹紧驱动部件。夹具主体开设有贯穿于上端面和下端面的方形槽,且方形槽固设于定位腔内,方形槽的中心设有通孔,通孔用于与夹紧驱动部件相配合连接,以使夹紧驱动部件驱动夹紧块向上顶起夹紧骨针。其在安装时,首先将骨针通过夹紧块进行夹紧。以使多个骨针在使用时效果稳定,同时快速夹紧定位。然后锁紧装置上的锁紧主体可对支杆上的转动结构转动方向确定好角度和位置后进行锁紧。大大提高骨科手术的效率。

    一种机器人辅助髋关节置换手术导航系统

    公开(公告)号:CN113069207A

    公开(公告)日:2021-07-06

    申请号:CN202110311233.3

    申请日:2021-03-24

    IPC分类号: A61B34/20 A61B34/30

    摘要: 本发明公开了一种机器人辅助髋关节置换手术导航系统,包括手术方案加载模块,用于支持手术方案管理、手术方案预览以及手术方案微调;机器人准备模块,所述机器人准备模块包括设备连接状态监测、安装末端工具、末端工具自动标定、安装连杆及追踪器、机械臂自动标定等机器人准备操作;股骨注册模块,用于进行股骨注册,实现点云数据与患者股骨的配准;髋骨注册模块,用于进行髋骨注册,实现点云数据与患者髋骨的配准;髋臼打磨模块,按照术前计划进行髋臼窝打磨。该机器人辅助髋关节置换手术导航系统操作简单,减轻手术繁琐度并节省手术时间,提高了手术的精度和手术实际操作与手术计划的契合度。

    匹配关节置换手术机器人的末端执行机构

    公开(公告)号:CN109646113B

    公开(公告)日:2021-04-30

    申请号:CN201910090927.1

    申请日:2019-01-30

    IPC分类号: A61B34/30 A61B17/16

    摘要: 本发明提出了一种使用方便的匹配关节置换手术机器人的末端执行机构。本发明的匹配关节置换手术机器人的末端执行机构由套筒、把手和连杆构成,把手的一端与套筒外壁固定连接,把手的另一端设有用于与手术机器人的机械臂连接的底座;连杆可拆卸地安装于套筒内,连杆的两端分别露出于套筒的两端;所述连杆的一端设有驱动器连接的驱动器连接结构,另一端设有用于安装执行件的执行件连接结构。操作者通过把手施加外力,可移动机械臂及执行机构;驱动器通过连杆将扭矩或者冲击力施加到执行件上,驱动执行件工作;套筒用于锁定和更换手术器械,例如适用不同手术的连杆,通过末端执行机构,就能够快速且容易的安装和卸载不同功能的附件,缩短手术时间。

    一种对于静止或低速工况下机械臂高精度力反馈的方法

    公开(公告)号:CN111618859B

    公开(公告)日:2021-04-13

    申请号:CN202010494425.8

    申请日:2020-06-03

    IPC分类号: B25J9/16

    摘要: 本发明公开了一种对于静止或低速工况下机械臂高精度力反馈的方法,包括以下步骤:S100,构建机械臂的各个关节坐标系,并计算关节的雅可比矩阵;S200,根据上述的关节坐标系,构建原点位于机械臂的每一段质心位置的坐标系,并计算质心位置的雅可比矩阵;S300,构建动力学方程中重力项的矩阵;S400,在机械臂运动过程中采集得到关节位置和力矩数据;S500,将S400的数据代入到S300中,计算出结果;S600,得到施加外力导致的额外关节扭矩;S700,结合S100中得到的关节雅可比矩阵和S600中得到的额外关节扭矩,计算得到机械臂末端外力的大小和方向。本发明提供的一种对于静止或低速工况下机械臂高精度力反馈的方法,简化计算步骤,提高力反馈精确性。

    一种用于髋关节置换手术的术后关节活动度评估方法

    公开(公告)号:CN114668390A

    公开(公告)日:2022-06-28

    申请号:CN202210298681.9

    申请日:2022-03-25

    IPC分类号: A61B5/11 A61B5/107

    摘要: 本发明涉及医疗技术领域,具体涉及一种用于髋关节置换手术的术后关节活动度评估方法,该方法包括:完成髋关节置换手术,将患者髋骨、股骨注册到相机坐标系下;计算股骨在外旋内旋、外展内收、前屈后伸三个方向上的活动度;评估术后患者的股骨可活动情况。本发明在手术完成后第一时间即可计算出当前股骨的活动度,并且根据计算过程中欧拉角转换的二义性分析了所有可能的结果,筛选出符合医学上人体生理极限的活动度,避免了常规测量方法引起的误差。另外,通过摆动患者关节,手术电脑上会实时显示当前股骨在三个方向上的数值,医生可以根据实时显示的活动度将患者股骨调整到想要测试的指定位姿,从而更好地评估患者在术后的股骨活动能力。

    骨科Z字型切割导向装置及包括该导向装置的骨科手术机器人

    公开(公告)号:CN110840517B

    公开(公告)日:2021-03-12

    申请号:CN201911139075.7

    申请日:2019-11-20

    IPC分类号: A61B17/17 A61B34/30

    摘要: 本申请设计一种骨科手术机器人Z字型切割导向装置和应用该导向装置的骨科手术机器人,该导向装置包括快速安装法兰、安装底座、Z型扩展柄、限位器,所述快速安装法兰一端安装于机械臂末端,并通过定位结构进行快速定位,所述快速安装法兰另一端搭载安装底座,所述安装底座上固定连接有Z型扩展柄,所述Z型扩展柄末端固定连接有限位器,所述限位器中央开有比摆锯刀片略宽并容许刀片通过的导向槽,应用该导向装置的骨科手术机器人针对目前骨科手术截取骨头时存在的位置偏差问题,通过切换机械臂的主动和被动模式,实现该装置快速的定位和导向,从而为操作者提供更加优良的操作模式,结构简单,可靠性强。

    一种中空管状工具的TCP标定方法

    公开(公告)号:CN111633651B

    公开(公告)日:2021-01-29

    申请号:CN202010466105.1

    申请日:2020-05-28

    IPC分类号: B25J9/16

    摘要: 本发明公开了一种中空管状工具的TCP标定方法,其特征在于,包括以下步骤:S100,在机器人坐标系中固定一个半径为rb的标定刚性球体,刚性球体的直径大于中空管状工具的内壁半价rs;S200,将中空管状工具安装于机器人的机械臂法兰;S300,控制机器人的机械臂移动,使中空管状工具的顶面扣合在刚性球体表面,通过机器人系统确定当前机械臂法兰的位置t1和姿态R1;S400,重复S300步骤3次,获得对应的位置t1、t2、t3、t4和姿态R1、R2、R3、R4;S500,中空管状工具的TCP点位置在中空管状工具内部的轴线上,距离中空管状工具的顶面距离为本发明提供的一种中空管状工具的TCP标定方法,快速并准确地确定中空管状结构的TCP。

    骨科手术机器人末端标定装置

    公开(公告)号:CN111631818B

    公开(公告)日:2021-01-29

    申请号:CN202010496844.5

    申请日:2020-06-03

    IPC分类号: A61B34/30

    摘要: 本发明公开了骨科手术机器人末端标定装置,本发明涉及骨科医疗器械技术领域。通过标定反光球基座构件包括标定反光球基座主体,标定反光球基座主体的内部位于标定反光球基座上沉槽的圆心处开设有标定反光球基座球体限位槽,标定反光球基座主体的内部位于标定反光球基座球体限位槽的圆心处底部开设有标定反光球基座快装半球部,标定反光球基座快装半球部的最大直径小于标定反光球基座球体限位槽的直径大小,标定反光球基座主体的底部安装有标定反光球基座固定块。现在的标定装置只需要标定一次,这样就可以避开操作者手术过程中,由于矩阵固定所产生的干扰,进而整个手术的时间能够充分节约。