一种基于X光导航的手术机器人定位精度测量工装的制作方法

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一种基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装
技术领域
1.本实用新型涉及手术机器人性能检测技术领域，具体为一种基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装。

背景技术：

2.在骨科技术领域，在机器人辅助的骨科手术过程中，术中机器人执行机构的末端手术器械在导航设备的引导下运动到术前规划的位置和姿态，实现三维空间下的机器人辅助定位或切削的手术操作。基于x光导航的手术机器人执行机构的定位精度直接影响机器人辅助骨科手术的成败，通过检测基于x光导航的手术机器人的末端手术器械的定位精度，可以保证机器人定位的准确性。
3.目前在现有技术或公开的机器人定位精度检测技术中，存在需要x射线机设备配合检测的情况，对人体有一定的影响。
4.因此，需要设计基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装来解决上述背景技术中的问题。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装，包括工装机架、工装主体和工业相机摄像头，所述工装机架靠近前侧面固定安装有工装主体，且工装主体的顶部正上方固定安装有工业相机摄像头，同时工装主体包括有手术路径定位架，在手术路径定位架的内部底面通过安装螺丝固定安装有下误差盖，且下误差盖圆心处贯穿开设有下测试靶点，在手术路径定位架的顶面通过安装螺丝固定安装有上误差盖，且上误差盖圆心处贯穿开设有上测试靶点，在手术路径定位架的顶部设置有末端定位标尺，且末端定位标尺的内部贯穿设置有导向针，同时末端定位标尺的顶面靠近导向针处嵌入安装有导向套筒。
8.作为本实用新型优选的方案，所述工装机架主要由支撑力臂、检测平台、安装吊座和安装角架组合而成，且检测平台位于支撑力臂的底端，同时安装吊座位于支撑力臂靠近顶端处，与此同时支撑力臂和检测平台、安装吊座均通过安装角架和螺栓固定连接。
9.作为本实用新型优选的方案，所述工装主体、工业相机摄像头分别位于检测平台的顶面、安装吊座的底面，且工业相机摄像头和安装吊座通过螺丝固定连接，同时工业相机摄像头和手术机器人电性连接。
10.作为本实用新型优选的方案，所述上测试靶点的孔直径为四点六毫米，可满足半径为三毫米的导向针的针尖落点范围直径一点六好毫米的圆内。
11.作为本实用新型优选的方案，所述导向针的针尖直径零点五毫米。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.1.本实用新型中，在末端定位标尺中心孔中插入导向套筒，并将导向针插入到导向套筒中，缓慢向下插入，目测观察导向针针尖能否进入上测试靶点内；若顺利插入，则缓慢将导向针向下插入，目测观察导向针针尖能否进入下测试靶点内，若顺利进入，机器人定位符合预定要求，说明此时针管与上误差盖的圆柱孔垂直夹角＜1.6
°
，则说明此时的植入路径是安全、正确的，若导向针不能顺利插入上误差盖或下误差盖，则判定该手术机器人定位精度不合格，从而可以在不产生辐射的情况下测量基于x射线导航的手术机器人定位精度，同时通过两个同心圆建立一条虚拟检测通道，可以一次性检测角度误差与位置误差是否满足设计要求，进而解决了现有装置测量不能准确测量机器人定位精度的问题。
附图说明
14.图1为本实用新型的整体立体结构示意图；
15.图2为本实用新型中的工装机架立体放大结构示意图；
16.图3为本实用新型中的工装主体立体放大结构示意图；
17.图4为本实用新型中的上误差盖局部横截面立体放大结构示意图；
18.图5为本实用新型中的极限角度计算公式示意图。
19.图中：
20.1、工装机架；
21.11、支撑力臂；12、检测平台；13、安装吊座；14、安装角架；
22.2、工装主体；
23.21、手术路径定位架；22、下误差盖；221、下测试靶点；23、上误差盖；231、上测试靶点；24、末端定位标尺；25、导向针；26、导向套筒；3、工业相机摄像头。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1-5本实用新型提供一种技术方案：
26.基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装，包括工装机架1、工装主体2和工业相机摄像头3，工装机架1靠近前侧面固定安装有工装主体2，且工装主体2的顶部正上方固定安装有工业相机摄像头3，同时工装主体2包括有手术路径定位架21，在手术路径定位架21的内部底面通过安装螺丝固定安装有下误差盖22，且下误差盖22圆心处贯穿开设有下测试靶点221，在手术路径定位架21的顶面通过安装螺丝固定安装有上误差盖23，且上误差盖23圆心处贯穿开设有上测试靶点231，在手术路径定位架21的顶部设置有末端定位标尺24，且末端定位标尺24的内部贯穿设置有导向针25，同时末端定位标尺24的顶面靠近导向针25处嵌入安装有导向套筒26，首先松动上下误差盖的安装螺丝，调节上下误差盖到摄像头采集图片正中心与上下误差盖同心，然后启动机器人，将工业相机摄像头3与手术机器人的usb端口连接，确保摄像头信息能够显示在手术机器人软件上，将末端定位标尺24安装在手术机器人末端，启动手术机器人导航定位软件，按照制造商要求的软件操作说明进行定位
导航与规划，完成定位后在末端定位标尺24中心孔中插入导向套筒26，并将导向针25插入到导向套筒26中，缓慢向下插入，目测观察导向针25针尖能否进入上测试靶点231内；若顺利插入，则缓慢将导向针25向下插入，目测观察导向针针尖能否进入下测试靶点221内，若顺利进入，机器人定位符合预定要求，说明此时针管与上误差盖的圆柱孔垂直夹角＜1.6
°
，则说明此时的植入路径是安全、正确的，若导向针不能顺利插入上误差盖或下误差盖，则判定该手术机器人定位精度不合格，从而可以在不产生辐射的情况下测量基于x射线导航的手术机器人定位精度，同时通过两个同心圆建立一条虚拟检测通道，可以一次性检测角度误差与位置误差是否满足设计要求，进而解决了现有装置测量不能准确测量机器人定位精度的问题。
27.在该实施例中，请参照图2、图3和图4，工装机架1主要由支撑力臂11、检测平台12、安装吊座13和安装角架14组合而成，且检测平台12位于支撑力臂11的底端，同时安装吊座13位于支撑力臂11靠近顶端处，与此同时支撑力臂11和检测平台12、安装吊座13均通过安装角架14和螺栓固定连接；工装主体2、工业相机摄像头3分别位于检测平台12的顶面、安装吊座13的底面，且工业相机摄像头3和安装吊座13通过螺丝固定连接，同时工业相机摄像头3和手术机器人电性连接；上测试靶点231的孔直径为四点六毫米，可满足半径为三毫米的导向针25的针尖落点范围直径一点六好毫米的圆内；导向针25的针尖直径零点五毫米，其中，工业相机摄像头用于模拟x射线机，用于拍摄图片代替x射线影像，上下误差盖中间的位置各有一个圆柱孔，导向针用于仿照克氏针，其针尖直径零点五毫米，与实际手术克氏针相同，在检测平台安装时，通过调节安装螺钉的位置，保证摄像头采集的照片图像正中心和上下误差盖的圆柱孔中心同心。
28.工作原理：首先松动上下误差盖的安装螺丝，调节上下误差盖到摄像头采集图片正中心与上下误差盖同心，然后启动机器人，将工业相机摄像头3与手术机器人的usb端口连接，确保摄像头信息能够显示在手术机器人软件上，将末端定位标尺24安装在手术机器人末端，启动手术机器人导航定位软件，按照制造商要求的软件操作说明进行定位导航与规划，完成定位后在末端定位标尺24中心孔中插入导向套筒26，并将导向针25插入到导向套筒26中，缓慢向下插入，目测观察导向针25针尖能否进入上测试靶点231内；若顺利插入，则缓慢将导向针25向下插入，目测观察导向针针尖能否进入下测试靶点221内，若顺利进入，机器人定位符合预定要求，若导向针不能顺利插入上误差盖或下误差盖，则判定该手术机器人定位精度不合格，有一定的推广价值。
29.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装，包括工装机架(1)、工装主体(2)和工业相机摄像头(3)，其特征在于：所述工装机架(1)靠近前侧面固定安装有工装主体(2)，且工装主体(2)的顶部正上方固定安装有工业相机摄像头(3)，同时工装主体(2)包括有手术路径定位架(21)，在手术路径定位架(21)的内部底面通过安装螺丝固定安装有下误差盖(22)，且下误差盖(22)圆心处贯穿开设有下测试靶点(221)，在手术路径定位架(21)的顶面通过安装螺丝固定安装有上误差盖(23)，且上误差盖(23)圆心处贯穿开设有上测试靶点(231)，在手术路径定位架(21)的顶部设置有末端定位标尺(24)，且末端定位标尺(24)的内部贯穿设置有导向针(25)，同时末端定位标尺(24)的顶面靠近导向针(25)处嵌入安装有导向套筒(26)。2.根据权利要求1所述的基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装，其特征在于：所述工装机架(1)主要由支撑力臂(11)、检测平台(12)、安装吊座(13)和安装角架(14)组合而成，且检测平台(12)位于支撑力臂(11)的底端，同时安装吊座(13)位于支撑力臂(11)靠近顶端处，与此同时支撑力臂(11)和检测平台(12)、安装吊座(13)均通过安装角架(14)和螺栓固定连接。3.根据权利要求1所述的基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装，其特征在于：所述工装主体(2)、工业相机摄像头(3)分别位于检测平台(12)的顶面、安装吊座(13)的底面，且工业相机摄像头(3)和安装吊座(13)通过螺丝固定连接，同时工业相机摄像头(3)和手术机器人电性连接。4.根据权利要求1所述的基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装，其特征在于：所述上测试靶点(231)的孔直径为四点六毫米，可满足半径为三毫米的导向针(25)的针尖落点范围直径一点六好毫米的圆内。5.根据权利要求1所述的基于x光导航的手术机器人定位精度测量工装，其特征在于：所述导向针(25)的针尖直径零点五毫米。

技术总结

本实用新型涉及手术机器人性能检测技术领域，具体为基于X光导航的手术机器人定位精度测量工装，包括工装机架、工装主体和工业相机摄像头，所述工装机架靠近前侧面固定安装有工装主体，且工装主体的顶部正上方固定安装有工业相机摄像头，同时工装主体包括有手术路径定位架，在手术路径定位架的内部底面通过安装螺丝固定安装有下误差盖，且下误差盖圆心处贯穿开设有下测试靶点，整体测量工装可以在不产生辐射的情况下测量基于X射线导航的手术机器人定位精度，同时通过两个同心圆建立一条虚拟检测通道，可以一次性检测角度误差与位置误差是否满足设计要求，进而解决了现有装置测量不能准确测量机器人定位精度的问题。能准确测量机器人定位精度的问题。能准确测量机器人定位精度的问题。