一種位姿機械調節式可移動平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于醫療設備技術領域，具體涉及一種位姿機械調節式可移動平臺。
【背景技術】
[0002]心腦血管疾病已成為人類三大死亡病因之一，嚴重威脅人類健康，而導管介入手術是現行針對心腦血管疾病最有效的治療方法，具有創傷小、安全性高、術后恢復快、并發癥少等優點。
[0003]然而，傳統的血管介入手術的一些不足，如醫生因長期受到X光輻射而導致身體損傷、醫生在長時間手術下易因疲勞而產生生理顫抖和誤操作、較長的培訓周期導致高水平專科醫生的匱乏。遙操作主從微創血管介入手術輔助系統能夠有效解決上述問題，醫生可以在一個安全不受X光輻射的環境中操作手術，醫生的生理顫抖和誤操作都可以通過該系統消除，減少了醫生的培訓時間。
[0004]遙操作主從微創血管介入手術輔助系統主要包含如下三部分:
[0005]主端操控作臺:醫生根據術前重建的血管三維圖像和術中DSA影像，通過主端操作器進行手術操作并感受力反饋，同時主端操作器對從端機器人發出手術動作指令。
[0006]手術病床:造影機將造影劑推入患者體內，手術病床根據手術進程而移動以與C臂配合，對患者進行X射線掃描，以獲得DSA影像，實時顯示導管在患者血管內的前進位置；
[0007]從端機器人:根據醫生控制主端操作器發出的指令，實現對醫生手術操作的遠程復現，完成對患者病灶部位的治療。
[0008]由此可見，系統中從端機器人需由一種平臺對其進行支撐，同時在術前根據手術需要調節其空間位置及姿態。然而，目前從端支撐調節平臺多為串聯機械臂，關節部位采用電機驅動，底座固定，其中最具代表性的是發明專利【段星光，黃強，陳悅，趙洪華，王興濤.用于夾持微創血管介入手術推進機構的機械臂.中國，A61B 19/00,CN102462533A,2012.05.23】。串聯結構剛度及穩定性較低，降低了從端系統整體的抗震性，電機等電氣設備降低了系統對外界電磁抗干擾能力，同時對其他醫療設備會產生一定電磁干擾，機械臂底座固定，不便于設備的清潔、消毒及維護。這些因素都對手術的精度、穩定性和安全性產生了不利影響。
【發明內容】
[0009]有鑒于此，本發明的目的是提供一種位姿機械調節式可移動平臺，適用于微創血管介入治療主從手術輔助系統中的從端機器人的支撐固定、空間位姿的調整等方面，通過采用并聯機構，以機械結構實現支撐及調節功能，提高手術的精度、穩定性和安全性，便捷地實現從端系統與病床的固連和分離，便于設備的清潔、消毒和維護。
[0010]本發明是通過下述技術方案實現的:
[0011]—種位姿機械調節式可移動平臺，包括:六連桿機械臂、轉盤、升降機構及底座；
[0012]所述升降機構安裝在底座上，實現安裝在所述可移動平臺上的外圍設備沿豎直方向的移動和自鎖；
[0013]所述六連桿機械臂安裝在升降機構上，實現所述外圍設備在水平面內的平移和繞豎直方向旋轉的調節和鎖緊；
[0014]所述轉盤安裝在六連桿機械臂上，實現所述外圍設備繞轉盤中心線旋轉的調節和自鎖；
[0015]所述底座用于支撐六連桿機械臂、轉盤及升降機構組成的調整機構，并實現所述調整機構在地面的平移和轉向。
[0016]進一步的，所述升降機構包括升降手輪、升降蝸桿、升降渦輪、升降螺桿、導向底柱、上支撐板及下支撐板；
[0017]所述四個導向底柱的一端固定在底座上，另一端固定有下支撐板；四個升降螺桿的一端與下支撐板的四個角螺紋連接，另一端穿過上支撐板的四個角后，分別與四個升降渦輪同軸固定，其中，上支撐板通過升降螺桿外圓周面的環形臺階面進行軸向限位;升降蝸桿安裝在上支撐板上，升降蝸桿的兩端分別與兩個升降渦輪嚙合，其中，位于升降蝸桿同一端的兩個升降渦輪分別位于升降蝸桿外圓周面的兩側;升降手輪用于帶動升降蝸桿轉動。
[0018]進一步的，所述六連桿機械臂包括水平雙六連桿機構、鎖緊機構、支撐板及上端蓋；
[0019]其中，所述支撐板通過支架與所述升降機構固定連接，且支撐板上設有四個鉸接占.V ，
[0020]所述水平雙六連桿機構包括十個連桿和四個鉸接桿;五個連桿順序鉸接組成第一連桿組，第一連桿組的兩端分別與支撐板上的兩個鉸接點鉸接形成六邊形結構，第一連桿組與支撐板形成平面六連桿機構I;另五個連桿順序鉸接組成第二連桿組，第二連桿組的兩端分別與支撐板上的另兩個鉸接點鉸接形成六邊形結構，第二連桿組與支撐板形成平面六連桿機構Π ;且平面六連桿機構I與平面六連桿機構Π上下平行對稱放置;第一連桿組的四個連接點與第二連桿組的四個連接點通過四個鉸接桿對應活動連接；
[0021 ]所述鎖緊機構安裝在支撐板與上端蓋之間，并實現對水平雙六連桿機構的鎖緊。
[0022]進一步的，所述鎖緊機構包括鎖緊連桿、鎖緊滑槽、壓緊滑塊、大齒輪、小齒輪、安裝板及鎖緊手柄；
[0023]安裝板通過支架固定在支撐板上，并與支撐板之間留有設定距離;三個鎖緊滑槽位于安裝板與支撐板之間，并分別鉸接在支撐板上;三個鎖緊連桿的一端分別與第一連桿組的四個連接點中的任意三個連接點鉸接，另一端分別與三個鎖緊滑槽滑動配合;大齒輪和三個小齒輪分別通過各自的轉軸安裝在安裝板上，三個小齒輪均與大齒輪嚙合，且三個小齒輪的轉軸分別固定有鎖緊螺桿;三個壓緊滑塊分別通過滑軌安裝在安裝板上，三個壓緊滑塊的一端分別與三個鎖緊螺桿一一螺紋配合，另一端分別與三個鎖緊滑槽一一相對；鎖緊手柄用于帶動大齒輪轉動。
[0024]進一步的，所述轉盤包括從端夾具和分度轉盤；
[0025]所述分度轉盤包括分度盤、定盤、軸、連接板、轉盤手輪、轉盤蝸桿及轉盤渦輪；
[0026]所述定盤的外圓周面固定有分度刻度環；
[0027]所述分度盤的邊緣處固定有游標；
[0028]連接板固定在六連桿機械臂上，定盤固定在連接板上；軸的一端與分度盤同軸固定，另一端穿過定盤及連接板后，與轉盤渦輪固定連接;轉盤蝸桿通過支架安裝在連接板上，并與轉盤渦輪嚙合;轉盤手輪用于帶動轉盤蝸桿轉動；
[0029]所述從端夾具安裝在分度轉盤上，并連接從端機器人，實現從端機器人相對所述可移動平臺的裝夾和分離。
[0030]進一步的，所述從端夾具包括從端支撐板、定位銷1、定位銷Π及鎖緊螺栓；
[0031 ]從端支撐板固定在分度盤上，且通過分度盤的中心；定位銷1、定位銷Π固定在從端支撐板的設定位置，鎖緊螺栓位于從端支撐板的中心，并與從端支撐板螺紋連接;從端機器人放置于從端支撐板上，由定位銷I和定位銷Π對其定位，鎖緊螺栓將從端機器人與從端支撐板鎖緊。
[0032]進一步的，所述底座包括配重底板和萬向輪，四個萬向輪安裝在配重底板的四個角。
[0033]有益效果:(I)本發明的可移動平臺無電機等電氣設備，功能完全由機械機構實現，降低了裝置對其他醫療設備的電磁干擾，提高了裝置對外界電磁干擾的抗干擾能力，從而提升了裝置的安全性和可靠性。
[0034](2)本發明的可移動平臺采用水平雙六連桿機構，相對串聯結構的機械臂而言，提升了平臺的強度、剛度和穩定性，增強了平臺對外界振動及從端機器人內部振動的抗干擾能力，提高了手術精度和安全性。
[0035](3)本發明的升降機構和轉盤中，通過渦輪蝸桿副和螺旋副，可實現機械式自鎖，六連桿機械臂需手動鎖緊，但采用齒輪組結構，可實現水平雙六連桿機構的快速自鎖，從而使醫生在雙手操作下可以方便快捷地實現從端機器人空間位置和姿態的五自由度調整。
[0036](4)本發明的底座裝有萬向輪，方便在術前和術后根據消毒等需要而移動整個裝置。
【附圖說明】
[0037]圖1為本發明的結構組成圖。
[0038]圖2為本發明的底座的結構圖。
[0039]圖3為本發明的六連桿機械臂結構圖。
[0040]圖4為本發明的六連桿機械臂結構爆炸圖。
[0041]圖5為本發明的轉盤結構圖。
[0042]圖6為本發明的轉盤結構爆炸圖。
[0043]圖7為本發明的升降機構結構圖。
[0044]圖8為本發明的升降機構結構爆炸圖。
[0045]其中，2為六連桿機械臂，3為轉盤，4為升降機構，5為底座，2_1為水平雙六連桿機構，2-2為鎖緊機構，2-3為支撐板，2-4為上端蓋，2-1-1為連桿I，2_1_2為連桿Π，2_2_1為鎖緊連桿，2-2-2為鎖緊滑槽，2-2-3為壓緊滑塊，2-2-4為大齒輪，2_2_