[发明专利]一种被动式手术机器人导航定位系统

权利要求书

1.一种被动式手术机器人导航定位系统，其特征在于，组成包含光学跟踪器、机械臂、主控制系统；

光学跟踪器，所述光学跟踪器用于在手术中实时跟踪患者患病部位、机械臂等部位的光学标志点，获取标志点位置；

机械臂，所述机械臂包含机械本体、控制器和导航定位部件，能手动精确定位末端导航工具的位置和姿态；

主控制系统，所述主控制系统包含计算机控制中心、显示装置和输入输出设备；

所述光学跟踪器及所述机械臂与所述主控制系统连接，所述主控制系统为主要操作设备，用于处理拍摄图像及实时图像之间的空间坐标转换，进行医学图像采集处理、规划、注册导航和术后数据分析。

2.根据权利要求1所述的一种被动式手术机器人导航定位系统，其特征在于，所述一种机械臂共有四个关节，基座、腰座、大臂、小臂组成的前三个关节为旋转关节，关节处安装有编码器，小臂和导航定位部件组成的最后一个关节为球关节；

所述旋转关节两端有机械接口，通过连接模块分别连接两个杆件，电磁离合器断开时，根据所述旋转关节受到的外力所述两个杆件绕所述旋转关节的轴线做同轴转动，所述编码器检测所述旋转关节转动的角度；

所述另一种机械臂共有两个球关节；

所述球关节在所述电磁离合器断开时，根据受到的外力所述杆件绕所述球关节球心做任意方向的转动；

所述两种机械臂各关节均为被动关节，均安装有机械限位装置、电磁离合器，所述机械臂本体上安装有光学标志点；

所述机械限位装置用来限制各关节运动范围；

所述电磁离合器合上时各关节锁紧，所述导航定位部件的位置和姿态相对所述机械臂基座固定；

所述机械臂本体上的光学标志点用来标定所述机械臂本体结构参数。

3.根据权利要求1所述的一种被动式手术机器人导航定位系统，其特征在于，所述导航定位部件上安装有至少三个不在一条直线上的光学标志点，所述机械臂末端导航工具与所述导航定位部件上的光学标志点之间的相对位置和姿态确定已知，所述导航定位部件上有电磁离合器开关，手术时供医生把持操作。

4.根据权利要求1所述的一种被动式手术机器人导航定位系统，其特征在于，所述导航定位部件上安装有连接所述机械臂末端的导向架，滑轨架可以沿着所述导向架滑动，两个V型滑块和弹簧组成夹持装置，可以夹持手术器械，夹持装置可以沿着所述滑轨架上下滑动调节位置，调节完毕用紧固螺钉固定，保证手术时植入物轴线与手术器械工作轴线一致；

所述导向架上带有刻度尺，所述滑轨架上安装有光学标志点，根据手术开始和结束时光学标志点的距离，估计植入物置入人体的深度。

5.根据权利要求1所述的一种被动式手术机器人导航定位系统，其特征在于，所述机械臂和光学跟踪器可以安装在手术床上或者床旁装置上，所述机械臂、光学跟踪器、主控制系统可以单独安装也可以集成到一个装置上。

6.根据权利要求1所述的一种被动式手术机器人导航定位系统，其特征在于，术中所述光学跟踪器可以实时跟踪所述导航定位部件上的光学标志点，若光学标志点偏离规划目标，系统会发出警示。