一种机器人辅助骨盆复位系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种机器人辅助骨盆复位系统。
【背景技术】
[0002]骨盆骨折是一种严重的创伤，致死率极高，常见于地震、车祸等灾害。传统的骨盆骨折复位手法是在直视环境下，通过开放式手术治疗，使闭合性骨折人为地变成开放性骨折，对患者的创伤大，增加了感染的机会。在手术操作过程中，容易破坏血运，使骨折端坏死区增大，引起迟愈合或不愈合。同时，医生手术操作强度大，极易造成手术复位不良。在术中需要通过多次X线照射确定复位路径，医生和患者受到大量射线辐射，获得的二维图像无法确定骨折环境的三维信息，存在复位精度不高等问题。
[0003]随着机器人技术、计算机技术及视觉导航等技术的发展，机器人辅助骨盆复位系统为上述问题提供了解决方法。由于骨盆结构的复杂性，以及该类系统涉及多项交叉学科领域的技术，给研宄人员带来很大困难，目前国内外的研宄成果较少。主要为由医生手动操作的被动固定架，如文献 Table - Skeletal Fixat1n as An Adjunct to PelvicRing Reduct1n 提到的骨盆复位架和文献 Minimally Invasive Reduct1n of PelvicFractures Using the Starr Pelvic Reduct1n Frame提到的固定在手术床床上的骨盆骨折复位支架。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种机器人辅助骨盆复位系统，用以解决现有技术中骨折复位不良、医生手术操作强度大、术中医生和病人受到的射线辐射量大的问题。
[0005]本发明提供一种机器人辅助骨盆复位系统，其特征在于，它包括复位执行单元、固定单元、支撑单元、控制单元；它们之间的位置连接关系是:复位执行单元固定于支撑单元的上部，固定单元固定于复位执行单元的前端，控制单元与支撑单元固连；
[0006]所述的复位执行单元包括直线运动机构、旋转运动机构和连接机构，它们之间的位置连接关系是:旋转运动机构固定于直线运动机构底部，连接机构固定于直线运动机构侧面；该直线运动机构包括3个丝杠导轨模块，他们之间的位置连接关系是:第一丝杠导轨模块固定于第二丝杠导轨模块和第三丝杠导轨模块侧面，第二丝杠导轨模块固定于第三丝杠导轨模块上；该丝杠导轨模块包括支撑平板1、2个滑轨2、2个滑块3、丝杠4、单孔挡板5、双孔挡板6、丝杠滑块7、2个齿轮8、电机9、编码器10，它们之间的位置连接关系是'2个滑轨2并行固定于支撑平板I两侧，两个滑块3分别与两个滑轨2连接，丝杠4两端分别连接单孔挡板5和双孔挡板6，其中一端与第一齿轮8固连，丝杠滑块7与丝杠4连接，第一齿轮8与第二齿轮8啮合，第二齿轮8与电机9的输出轴固连，编码器10固定于电机9的末端，第一丝杠导轨模块的2个滑块3和丝杠滑块7与连接机构固连，第二丝杠导轨模块的2个滑块3和丝杠滑块7与第三丝杠导轨模块固连，第三丝杠导轨模块的2个滑块3和丝杠滑块7与旋转运动机构固连；该支撑平板I是一种带有凹槽的平板状结构件，用于支撑丝杠导轨模块的其他结构件，该滑轨2是一种市购普通滑轨，与滑块3配合使用，用于为机构提供直线运动，该滑块3是一种市购普通滑块，与滑轨2配合使用，用于为机构提供直线运动，该丝杠4是一种市购普通丝杠，用于将旋转运动转换为直线运动，该单孔挡板5是一种设置有一个孔的板状结构件，用于支撑和连接丝杠4，该双孔挡板6是一种设置有两个孔的板状结构件，用于支撑和连接丝杠4，该丝杠滑块7是一种带有螺纹孔的块状结构件，用于连接丝杠4与其他结构件，该齿轮8是一种市购普通齿轮，用于传递动力，该电机9是一种市购普通电机，用于输出动力，该编码器10是一种市购普通编码器，用于获得电机9的旋转角度；该旋转运动机构包括框架11、摆动导轨12、摆动滑块13、连接块14、连接套筒15、摆动丝杠16、3个电机9、3个编码器10、2个齿轮8、摆动杆17、L形摆动板18、半齿轮19、摆动齿轮20、滑动套筒21、Y形连杆22、连接丝杠23、联轴器24、2个L形支架25、立方体滑块26、Y形摆动杆27、立方体转动块28、2个法兰29、法兰连接块30、2个圆柱杆31、框架连接块32 ;它们之间的位置连接关系是:摆动导轨12固定于框架11内，摆动滑块13与摆动导轨12连接，连接块14与摆动滑块13固连，连接套筒15与连接块14连接，摆动丝杠16与连接套筒15、框架11和第三齿轮8连接，第三齿轮8与第四齿轮8啮合，第四齿轮8与第三电机9固连，编码器10与第四电机9连接，摆动杆17与连接套筒15、半齿轮19、立方体转动块28和框架连接块32连接，L形摆动板18上安装有2个L形支架25、滑动套筒21，摆动齿轮20与半齿轮19啮合，并与第五电机9及第五编码器10固连，第六电机9通过联轴器24与连接丝杠23连接，Y形连杆22分别与滑动套筒21和连接丝杠23连接，立方体滑块26连接Y形摆动杆27与Y形连接杆22，立方体转动块28连接摆动杆17，并通过2个法兰29连接Y形摆动杆27，法兰连接块30连接法兰29和2个圆柱杆31 ;该框架11是一种三角形结构件，用于固定和连接其他结构件，该摆动导轨12是一种市购普通导轨，与摆动滑块13配合，用于为直线运动提供导向，该摆动滑块13是一种市购普通滑块，与摆动导轨配合，用于为直线运动提供导向，该连接块14是一种块状立方体结构件，用于连接摆动滑块13、摆动丝杠16与连接套筒15，该连接套筒15是一种带有通孔及凸台的结构件，用于连接摆动杆27，该摆动丝杠16是一种市购普通丝杠，用于将旋转运动转换为直线运动，该电机9是一种市购普通电机，用于为系统提供动力，该编码器10是一种市购普通编码器，用于获得电机9的旋转角度，该摆动杆17是一种杆状结构件，用于连接L形摆动板18与连接套筒15，该L形摆动板18是一种L形板状结构件，用于固定连接其他结构件，该半齿轮19是一种半月形齿轮结构，与摆动齿轮配合，用于实现旋转运动，该摆动齿轮20是一种市购普通齿轮，与半齿轮19配合，用于实现旋转运动，该滑动套筒21是一种带通孔的块状结构件，为Y形连接杆22提供限位，该Y形连杆22是一种末端为Y形，本体为柱状结构件，用于连接连接丝杠23与立方体滑块26，该连接丝杠23是一种市购普通丝杠，用于将旋转运动转换为直线运动，该联轴器24是一种市购普通联轴器，用于连接电机9与连接丝杠23，该L形支架25是一种L形板状结构件，用于连接两个电机9与L形摆动板18，该立方体滑块26是一种带有两个通孔的块状结构件，用于连接Y形连杆22与Y形摆动杆27，该Y形摆动杆27是一种Y形结构件，用于实现机构的旋转功能，该立方体转动块28是一种带有两个通孔的块状结构件，用于连接摆动杆17和法兰29，该法兰29是一种由两个直径不等的圆柱组成的结构件，用于连接Y形摆动杆27和立方体转动块28，该法兰连接块30是一种主体为圆盘的板状结构件，用于连接法兰29和两个圆柱杆31，该圆柱杆31是一种杆状结构件，用于连接复位执行单元与固定单元，该框架连接块32是一种带有通孔的块状结构件，用于固定支撑摆动杆17 ;该连接机构包括T形连接板33、燕尾槽连接板34、L形连接板35、2个圆柱导杆3，它们之间的位置关系是:T形连接板33的一侧与第一丝杠导轨模块固连，底部与升降机构