[发明专利]一种头部手术可变式夹持装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种头部手术可变式夹持装置。

背景技术

头部方面的疾病是全球患者最普遍常见的恶性疾病之一，尤其是近年来，头部疾病的发病率以及病症多样性日渐呈现年轻化的趋势，已严重影响全球人民的身心健康及生命安全。根据中国标准化与信息分类研究所调查研究的结果显示，现今人类成年人的头部尺寸大小大体分为A、B、C三类等级。具体的调研结果为：一般成年女性的头围大约在56CM或57CM左右，头围偏大一些的人大约在58CM到60CM左右，头围偏小的成年人大约在55CM到53CM之间。一般成年男性的头围大约在57CM或58CM左右，头围偏大一些的人大约在59CM到61CM左右，头围偏小的成年人大约在56CM到54CM之间。由于不同患者头部尺寸差异以及头部手术空间相对狭小等原因，往往造成手术时末端执行器与头部病灶点的姿态位置存在偏差，因此在进行患者头部手术前采用可变式夹持装置对头部进行夹紧定位。国内外研究设计的相关夹持机构多为刚性结构，柔顺性不足，缺乏力觉、滑觉等信息的感知能力，极易造成人体的不舒适感。

手术腔内空间结构局限，导致柔性夹持机构设计上较为复杂，自动控制较难实现，需要人工辅助操作。复杂环境适应能力差，由于不同患者头部尺寸差异以及视觉系统的误差等原因，往往造成手术时末端执行器与病灶点的姿态位置存在偏差。此头部柔性夹持机构是通过计算机视觉图像技术识别病灶点的位置，然后控制柔性夹持系统对病灶点周围组织夹紧、固定，最终服务于头部手术机器人的手术工作。在头部进行实施手术过程中，手术机器人需要对所夹持的人体头部进行位置定位和姿态定位，因此头部夹持机构的柔顺性、定位精度问题的解决方法显得极为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔顺性好、定位精度高、设计人性化、应用范围广泛、技术方案合理，结构简单易行、拆装方便的头部手术可变式夹持装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

头部手术可变式夹持装置，包括第一步进电机1、导轨座3、导轨滑台4、第一导轨9、第二导轨20、左轴承座25、右轴承座10、双向丝杠19、第二步进电机17、滚珠丝杠螺母11、滚珠丝杠12、左夹板24和右夹板22；

导轨座3上端面沿导轨座3的长度方向设有导轨脊，导轨滑台4下端面沿导轨滑台4的长度方向设有导轨槽，导轨滑台4布置在导轨座3上，导轨滑台4的导轨槽与导轨座3的导轨脊相配合；

左轴承座25固接在导轨滑台4的左端，右轴承座10固接在导轨滑台4的右端；左轴承座25和右轴承座10之间平行固接有第一导轨9和第二导轨20；

左陶瓷轴承26采用过渡配合方式安装在左轴承座25上，右陶瓷轴承18采用过渡配合方式安装在右轴承座10上；

双向丝杠19设置在左陶瓷轴承26和右陶瓷轴承座18之间，其两端分别与左陶瓷轴承26和右陶瓷轴承18过渡配合；

滚珠丝杠螺母11固定在导轨滑台4右端，滚珠丝杠12的左端与滚珠丝杠螺母11相配合安装，构成滚珠丝杠副，滚珠丝杠12与固接在导轨座3上的轴承13过渡配合安装，第一同步带轮14安装在滚珠丝杠12的右端，第二步进电机17固接在导轨座3上，第二同步带轮15安装在第二步进电机17上，第一同步带轮14与第二同步带轮15之间布置同步带16，第二同步带轮15的转轴与第二步进电机17的动力输出轴连接；

第一步进电机1安装在导轨滑台4上，第一步进电机1的动力输出轴与双向丝杠19通过联轴器27相连；

左夹板24和右夹板22为圆弧状，均包括夹板和底座，左夹板24和右夹板22构成容纳人体头部的空间；

第一导轨9、第二导轨20分别过渡配合地嵌入左夹板24、右夹板22的底座，第一导轨9与左夹板24之间、第二导轨2与右夹板22之间均设有滑套6；

左丝杠螺母5和右丝杠螺母21分别嵌入左夹板24和右夹板22的底座中；左丝杠螺母5和右丝杠螺母21具有旋向不同的螺纹；

双向丝杠19具有两段旋向不同的螺纹：左旋螺纹和右旋螺纹，双向丝杠19穿过左夹板24的底座中的左丝杠螺母5和右夹板22的底座中的右丝杠螺母21，左丝杠螺母5和右丝杠螺母21分别与双向丝杠19无变位啮合传动；

左夹板24和右夹板22的内侧开有多个凹槽，每个凹槽内镶嵌气囊23；

每个气囊23都连接一根气管36，气管36上配置有电磁阀，电磁阀与上位机连接。