申请/专利权人：北京邮电大学

申请日：2023-03-14

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN116439838B

主分类号：A61B34/32

分类号：A61B34/32;A61B34/00;A61B34/20;A61B17/34;A61B8/12;A61B8/08;A61B8/00;G06T17/00;G06T7/73

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2023.08.04#实质审查的生效;2023.07.18#公开

摘要：本发明公开一种平面穿刺定位装置及超声引导的手眼一体穿刺机器人，该机器人包括平面穿刺定位装置，以及探头定位装置及超声探头、穿刺器械；平面穿刺定位装置控制穿刺器械进退、上下以及角度调整的平面内三个自由度的运动，探头定位装置控制超声探头进退以及绕自身轴线的旋转，平面穿刺定位装置固定在探头定位装置上其基座位置相对于超声探头不变，并随超声探头一同进退与自旋。本发明能够与超声探头形成一体化的手眼系统，避免了外部光、磁等导航设备，降低成本，减少误差传播环节，降低成本。同时可以解决现有的超声探头和穿刺器械针需要同时操作导致的操作难度高、进针角度少、精度差的问题。

主权项：1.一种超声引导的手眼一体穿刺机器人，其特征在于：该穿刺机器人包括平面穿刺定位装置，以及探头定位装置及超声探头、穿刺器械；平面穿刺定位装置、超声探头安装在探头定位装置上，穿刺器械安装在平面穿刺定位装置上；平面穿刺定位装置控制穿刺器械所形成的工作空间始终与超声探头的矢状面重合，并可随探头定位装置自旋；平面穿刺定位装置控制穿刺器械实现进退、上下以及角度调整的平面内三个自由度的运动，探头定位装置控制超声探头进退以及绕自身轴线的旋转，平面穿刺定位装置固定在探头定位装置上其基座位置相对于超声探头不变，并随超声探头一同进退与自旋；其中，所述探头定位装置，包括平台驱动块、旋转超声架、传动平台、穿刺机构安装板；穿刺机构安装板为L型板件，固定连接在旋转超声架上；平台驱动块安装在传动平台上；平台驱动块上与旋转超声架固定连接；传动平台具有传动丝杠、传动杆，两者轴线平行；传动平台具备两个电机，一个输出动力驱动传动丝杠旋转，带动平台驱动块沿着传动杆直线运动；传动平台另一个电机输出动力驱动传动杆旋转，传动杆与平台驱动块配合；该传动杆旋转运动不会驱动平台驱动块旋转，但传动杆的旋转会通过齿轮系传动并驱动旋转超声架的超声安装底壳绕自身轴心的旋转，从而驱动超声探头的旋转；所述超声安装底壳的直线运动与旋转运动为相互独立的运动；其中，所述的平面穿刺定位装置，包括位姿控制单元、深度控制单元；所述的位姿控制单元用来调整固定于平面穿刺定位装置上的穿刺器械所在的位置和位姿，所述的深度控制单元推进或拉回穿刺器械，使穿刺器械在工作空间平面内具备3个自由度，即平面位置和穿刺角度的调整；所述的位姿控制单元，包括：两个基座位置固定的、输出运动方向平行的直线作动驱动器与一个插销轴组成的两个球铰-直线机构；具体为：一个带外球面的球铰杆可以沿连接的插销轴滑动改变间距h1，该带外球面的球铰杆与一个U型架连接；U型架在两个球铰的中点处，通过一个轴承、一个支撑块连接到一个滑块，所述滑块沿着一个导轨做直线运动；一个插销轴及该U型架通过一个旋转轴与该滑块上的轴承配合，可绕通过两个球铰中点且垂直工作空间平面的旋转轴线旋转，同时旋转轴可在U型架的滑槽中直线滑动形成移动副；该导轨与一个底板相对位置固定；通过所述的两个直线作动驱动器的同时伸长或者缩短控制轴向的位置，通过两直线作动驱动器的伸长量差异Δl＝l1-l2使深度控制单元绕旋转轴线转动，进而控制深度控制单元在平面内的偏转角度；两个平行的直线作动驱动器之间的垂直距离Δh与两者之间的伸缩差Δl决定平面内旋转角度

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京邮电大学 平面穿刺定位装置及超声引导的手眼一体穿刺机器人

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