用于外科手术机器人的头颅快速固定装置的制作方法

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本发明涉及一种适用于外科手术机器人的头颅快速固定装置，是外科手术机器人治疗头颅部位骨骼疾病的关键机构，属于医疗器械领域。


背景技术：

[0002]
外科手术机器人在提高治疗精准度、减少病人创伤面、减轻医生工作强度方面优于传统手工操作，已广为应用，但未见针对头部骨骼疾病的手术机器人。在机器人对患者头部实施手术前，必须预先调整头部位置和角度，然后可靠夹紧定位。从国内外资料看，至今未见适用于机器人手术的头部固定装置。
[0003]
目前在一般手术中，固定头颅主要有两种方法：
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一，在颅骨上钻浅孔（不穿透骨头），用特殊螺钉固定。这种方法使颅骨受到损伤。
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二，用数个螺柱顶紧头颅。由于全部行程都由螺纹传动，操作过程较长，螺柱端部接触到骨骼时，难以立刻察觉，很可能继续旋转施力，而且螺纹机构能将力放大几十倍，这就可能造成骨骼受伤。


技术实现要素：

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本发明是适用于外科机器人手术固定头部，由三个部件组成：伸缩夹持部件、支架部件和支承锁紧部件。
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伸缩夹持部件包括夹板（1）、螺钉（2）、内套管（3）、短槽（4）、上圆销（5）、外套管（6）、中套管（7）、螺钉（8）、滑套（9）、滑套盖（10）、螺杆（11）、螺杆的凸起挡肩（12）、开口销（13）、固定手轮（14）、螺钉（15）、下圆销（16）、长槽（17）、内螺纹（18）和滚花螺钉a（19）。夹板（1）是接触病人头部的零件。夹板（1）用螺钉（2）固定在内套管（3）的端部，内套管（3）的另一端有内螺纹（18）。内套管（3）置于中套管（7）中，能够相对滑动。上圆销（5）穿过中套管（7）管壁上的孔，伸入内套管（3）的短槽（4）中，而不接触短槽（4）的底部。由于上圆销（5）和短槽（4）的限制，内套管（3）和中套管（7）不能相互转动。中套管（7）的一端用螺钉（8）固定了滑套（9），并通过螺钉（15）装有滑套盖（10）。螺杆（11）的凸起挡肩（12）位于滑套（9）和滑套盖（10）之间，能够在其间自由转动，但不能轴向移动。螺杆（11）的端部通过开口销（13），固定手轮（14）。螺杆（11）另一端的螺纹旋入内套管的内螺纹（18）中。中套管（7）位于外套管（6）中，能够相对滑动。下圆销（16）穿过外套管（6）管壁的孔，伸入中套管（7）上的长槽（17）中而不接触槽底。由于下圆销（16）和长槽（17）的限制，中套管（7）和外套管（6）只能沿轴线方向滑动而不能相互转动。中套管（7）和外套管（6）的轴向位置由滚花螺钉a（19）顶紧锁定。中套管（7）中的螺杆（11）的一端连接着手轮（14）。以上零件组成伸缩夹持部件，该部件在整个装置中可有2至6个，协同工作。
[0008]
在支架部件包括螺钉（20）、支架（21）、螺钉a（22）、支撑座（23）、球面轴承a（24）、球面轴承座（25）、螺钉（26）、底板（27）。螺钉（20）把外套管（6）固定在支架（21）上。支架（21）底部用螺钉a（22）装有支撑座（23）。支撑座中连接着球面轴承a（24）。球面轴承a（24）的另一端
固定在球面轴承座（25）上。球面轴承座（25）用螺钉（26）固定在底板（27）上。整个支架部件能够以球面轴承a（24）为中心自由摆动。
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支承锁紧部件包括螺钉c（28）、球面轴承c（29）、轴端轴承座（30）、短销（31）、滚花螺钉b（32）、穿孔轴承座（33）、撑杆（34）、球面轴承b（35）和螺钉b（36）。螺钉c（28）把球面轴承c（29）固定在底板（27）上。该球面轴承的球部置于轴端轴承座（30）中，能够自由转动。在轴端轴承座（30）上通过短销（31）连接撑杆（34）。撑杆（34）上套有穿孔轴承座（33）。穿孔轴承座（33）包含了球面轴承b（35）的球部。穿孔轴承座（33）上的孔让撑杆（34）从中穿过。穿孔轴承座（33）的顶部装有滚花螺钉b（32），滚花螺钉b（32）能接触到撑杆（34），当滚花螺钉b（32）拧紧时，撑杆（34）即被锁定。球面轴承b（35）通过螺钉b（36）固定在支架（21）上。支承锁紧部件有相同的2套，分别位于支架部件的两侧，见图2。拧动滚花螺钉b（32）顶紧撑杆（34），撑杆（34）就处于锁紧状态，起到限制支架部件摆动的作用。当2套支承锁紧部件都作相同的操作，整个支架部件就被锁定。
附图说明
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图1：装置正视图。
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图2：装置左视图。
具体实施方式
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本发明的目的在于用机器人做外科手术时方便地调整和固定患者头部。手术开始前，患者的头部搁在支架（21）上。支架（21）的唯一支点在球面轴承a（24）处，能够以球面轴承a（24）为中心活动。球面轴承a（24）通过球面轴承座（25）和螺钉（26）安装在底板（27）上。因此患者头部能在底板（27）上方变换位置，由医生调整到便于手术的位置和角度。
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当支架（21）作姿态调整的过程中，未被锁紧的撑杆（34）在穿孔轴承座（33）的孔中滑动。当调整完成，拧紧两套支承锁紧部件的滚花螺钉b（32），从而锁定支架部件的空间位置。然后用手移动中套管（7），带动内套管（3）和夹板（1）向患者头部滑动。当夹板（1）接触到患者的头部时，将滚花螺钉a（19）拧紧，使中套管（7）不能在外套管（6）中移动，此时中套管（7）相对支架（21）的位置是固定的。当手轮（14）被转动，开口销（13）带动螺杆（11）同时转动，螺杆（11）一端的螺纹与内螺纹（18）相对转动，推动内套管（3）在中套管（7）中向患者头部滑动，连接在内套管（3）上的夹板（1）就顶紧患者的头部。2-6套伸缩夹持部件协同工作，患者头部就被可靠固定在支架（21）上。
[0014]
由于支架部件（21）已经由支承锁紧部件锁定在底板（27）上，患者的头部就以合适的体位固定于底板（27）上。