申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2022-02-17

公开（公告）日：2023-03-21

公开（公告）号：CN114533219B

主分类号：A61B17/34

分类号：A61B17/34;A61B34/30;A61B90/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.21#授权;2022.06.14#实质审查的生效;2022.05.27#公开

摘要：协作医疗机器人的穿刺执行器及其穿刺系统和方法，涉及医疗机器人穿刺领域。解决了现有的穿刺针需依医生经验进行旋捻等操作对针尖轨迹进行纠偏，存在经验依赖性强、且穿刺精度低的问题。本发明穿刺执行器包括基板、手动进给机构、可开合导向机构和针头旋捻机构；可开合导向机构设置在基板的一端，用于对穿刺针头进行导向；手动进给机构设置在基板的上方，用于控制穿刺针头进给深度和速度；针头旋捻机构设置在手动进给机构的上方，且针头旋捻机构用于感知穿刺针头所受阻力，并根据其穿刺针头所受阻力、进给深度和进给速度对穿刺针头的旋捻速度和旋捻角度进行控制。本发明主要用于医疗机器人穿刺领域。

主权项：1.协作医疗机器人的穿刺执行器，包括基板100、手动进给机构200，其特征在于，还包括可开合导向机构300和针头旋捻机构400；可开合导向机构300设置在基板100的一端，用于对穿刺针头700进行导向；手动进给机构200设置在基板100的上方，用于控制穿刺针头700进给深度和速度；针头旋捻机构400设置在手动进给机构200的上方，且针头旋捻机构400用于感知穿刺针头700所受阻力，并根据其穿刺针头700所受阻力、进给深度和进给速度对穿刺针头700的旋捻速度和旋捻角度进行控制；可开合导向机构300包括两个1号导向片301和两个支撑柱302；两个1号导向片301通过两个支撑柱302支撑在基板100的上方；每个1号导向片301的两端均存在高度差，且每个1号导向片301的低端与其所对应的支撑柱302的顶端固定连接，该支撑柱302通过轴承固定在基板100上；两个1号导向片301相对设置，且两个1号导向片301的高端贴合后，在两个1号导向片301的高端处，沿两个1号导向片301长度方向上形成导向通道，该导向通道用于对穿刺针头700的本体进行导向；穿刺执行器还包括导向驱动器600；导向驱动器600设置在基板100的下方，用于控制可开合导向机构300中两个1号导向片301高端的张开或闭合；导向驱动器600包括2号导向片601、直线凸轮602、导向棒603、双边齿条604、两个复位弹簧605、左齿轮606和右齿轮607；基板100的下表面设有沿其长度方向上的1号凹槽和垂直于其长度方向上的2号凹槽，且1号凹槽和2号凹槽相互连通；其中，垂直于基板100长度方向上的凹槽贯穿基板100的宽度，且2号导向片601存放于2号凹槽内，且与2号凹槽滑动连接；2号导向片601上开设有楔形槽601-1，且该楔形槽601-1的底面为斜面，其纵向截面为楔形；导向棒603位于1号凹槽内，且导向棒603的底端通过一个复位弹簧605与直线凸轮602的固定端连接，直线凸轮602的滑动端位于2号导向片601上的楔形槽601-1内；导向棒603的顶端与双边齿条604的一端连接，双边齿条604的另一端与另一个复位弹簧605的一端固定连接，另一个复位弹簧605的另一端固定在1号凹槽的顶端固定连接；双边齿条604的左、右齿条分别与左齿轮606和右齿轮607啮合，且左齿轮606和右齿轮607分别套固在两个支撑柱302的底端；通过推拉2号导向片601使直线凸轮602沿楔形槽601-1底面的坡度方向上滑动，驱动左齿轮606和右齿轮607转动，从而对可开合导向机构300中两个1号导向片301高端的张开或闭合进行控制，其中，左齿轮606和右齿轮607的转动方向相反。

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