医用电动运动平台的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，更具体地说，它涉及一种医用电动运动平台。


背景技术：

2.现有公开号为cn113576592a是本技术人早期产品所申请的中国专利，公开了一种骨科手术装置及骨科手术机器人系统，骨科手术装置包括底座以及安装在底座上的深度移动机构和横向移动机构，还包括安装于移动机构上的解耦机构和手术工具装夹机构。
3.横向移动机构包括安装在底座上的直线电机和交叉滚柱导轨，直线电机的动子安装在横向移动平台上，带动横向移动平台沿着交叉滚柱导轨做直线往复运动。
4.深度移动机构包括安装在底座上的直线电机和直线导轨，直线电机的动子安装在深度移动平台上，带动深度移动平台沿着直线导轨做直线往复运动。
5.解耦机构包括安装板、解耦导轨、解耦连接座以及安装在横向移动平台上的交叉滚柱导轨；解耦导轨固定于安装板上，解耦导轨上设置有滑块，滑块不脱离导轨地滑动配合；解耦连接座一端固定在深度移动平台上，一端固定在解耦导轨的滑块上，由滑块带动解耦连接座在导轨上横向滑动，且滑块不脱离导轨，从而通过解耦连接座固定于深度移动平台而实现将解耦机构连接于座板上。
6.手术工具装夹机构包括工具夹套、工具夹座、导向柱、传感器接口座以及六轴传感器；工具夹套与工具夹座通过导向柱连接并内部夹持手术工具；工具夹座、传感器接口座以及六轴传感器依次安装于解耦机构的安装板上。
7.但是，上述专利中的骨科手术装置还存在以下问题：1、结构较为复杂， 不利于组装，导致生产成本较高，且影响生产效率；2、工具夹座安装于解耦机构的安装板上，导致手术工具的安装和更换不方便，而且安装时施加的外力容易影响六轴传感器和解耦机构的精度。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种医用电动运动平台，其结构简单，方便组装，能够降低生产成本，并提高生产效率，同时方便安装及更换手术工具。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
10.一种医用电动运动平台，包括：
11.安装板，所述安装板上分别设置有x轴驱动机构和y轴驱动机构；
12.解耦机构，所述解耦机构包括与所述x轴驱动机构连接的y轴导轨组件、与所述y轴驱动机构连接的x轴导轨组件以及滑移平板；
13.与所述滑移平板连接的手术工具装夹机构；
14.所述x轴导轨组件和y轴导轨组件安装于所述滑移平板的同一侧。
15.进一步地，所述滑移平板上设置有与所述手术工具装夹机构连接的z轴驱动机构。
16.进一步地，所述医用电动运动平台还包括机械臂转接套筒支架，所述机械臂转接套筒支架与安装板之间设置有z轴驱动机构，所述z轴驱动机构与x轴驱动机构分别位于安装板两侧。
17.进一步地，所述医用电动运动平台还包括机械臂转接套筒，所述机械臂转接套筒与安装板之间设置有z轴驱动机构，所述z轴驱动机构与x轴驱动机构分别位于安装板两侧。
18.进一步地，所述手术工具装夹机构包括装夹孔，所述装夹孔的轴线沿z轴方向延伸。
19.进一步地，所述手术工具装夹机构包括固定支座和活动装夹座，所述固定支座与活动装夹座为可拆卸连接；其中，所述活动装夹座用于装夹手术工具。
20.进一步地，所述固定支座连接有六轴传感器，所述六轴传感器与活动装夹座分别位于固定支座两侧。
21.进一步地，所述z轴驱动机构包括第三步进电机，以及与手术工具装夹机构连接的z轴驱动板；所述第三步进电机连接有第三丝杠，所述第三丝杠与z轴驱动板之间设置有滚珠滑块；所述z轴驱动板与滑移平板之间设置有导杆组件；
22.所述滑移平板的朝向所述手术工具装夹机构的端面延伸设置有与第三步进电机配合的固定套。
23.进一步地，所述x轴导轨组件与y轴驱动机构之间设置有第一滑台平板，所述x轴导轨组件包括x轴导轨和x轴滑块；其中，所述x轴导轨与第一滑台平板连接，所述x轴滑块与滑移平板连接；
24.所述y轴导轨组件与x轴驱动机构之间设置有第二滑台平板，所述y轴导轨组件包括y轴导轨和y轴滑块；其中，所述y轴导轨与第二滑台平板连接，所述y轴滑块与滑移平板连接。
25.进一步地，所述x轴驱动机构和/或所述y轴驱动机构采用电机丝杠滑台驱动机构。
26.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
27.1、将x轴导轨组件和y轴导轨组件安装于滑移平板的同一侧，能够简化解耦机构的结构，并且方便组装；
28.2、x轴驱动机构和y轴驱动机构均采用电机丝杠滑台驱动机构，能够方便安装；
29.3、固定支座与活动装夹座为可拆卸连接，能够方便对手术工具进行更换，而且能够有效避免更换时施加的外力对六轴传感器和解耦机构的精度造成影响，同时也便于对手术工具进行消毒。
30.4、机械臂转接套筒、安装板、滑移平板、手术工具装夹机构以及手术工具沿z轴方向依次布置，使得运动平台适用于狭小的手术空间，避免与其它器械干涉，从而提高手术效果。
附图说明
31.图1为实施例1中医用电动运动平台的结构示意图；
32.图2为实施例1中安装板、x轴驱动机构、y轴驱动机构以及解耦机构的结构示意图一；
33.图3为实施例1中安装板、x轴驱动机构、y轴驱动机构以及解耦机构的结构示意图
二；
34.图4为实施例1中安装板、x轴驱动机构以及y轴驱动机构的结构示意图；
35.图5为实施例1中滑移平板与手术工具装夹机构的爆炸示意图；
36.图6为实施例2中医用电动运动平台的结构示意图；
37.图7为实施例2中z轴驱动机构的结构示意图一；
38.图8为实施例2中z轴驱动机构的结构示意图二；
39.图9为实施例2中z轴驱动机构的结构示意图三；
40.图10为实施例3中医用电动运动平台的结构示意图；
41.图11为实施例3中z轴驱动机构的结构示意图；
42.图12为实施例4中医用电动运动平台的结构示意图；
43.图13为实施例4中z轴驱动机构的结构示意图。
44.图中：1、安装板；11、安装块；2、x轴驱动机构；21、第一步进电机；22、第一支座；23、第二支座；24、第一丝杠；25、第一滑台；26、第一导轨组件；3、y轴驱动机构；31、第二步进电机；32、第三支座；33、第四支座；34、第二丝杠；35、第二滑台；36、第二导轨组件；4、解耦机构；41、x轴导轨组件；411、x轴导轨；412、x轴滑块；42、y轴导轨组件；421、y轴导轨；422、y轴滑块；43、滑移平板；431、定位销；432、固定套；44、第一滑台平板；45、第二滑台平板；5、手术工具装夹机构；51、固定支座；52、活动装夹座；521、装夹孔；531、快速锁紧旋钮；532、锁紧座；541、导向柱；542、导向孔；55、六轴传感器；6、手术工具；7、z轴驱动机构；71、第三步进电机；72、第三丝杠；73、滚珠滑块；74、z轴驱动板；751、导杆；752、滑套；81、机械臂转接套筒支架；82、机械臂转接套筒；83、机械臂。
实施方式
45.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
46.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：
47.一种医用电动运动平台，参照图1至图5，其包括安装板1、解耦机构4和手术工具装夹机构5，安装板1上分别设置有x轴驱动机构2和y轴驱动机构3；具体地，x轴驱动机构2和y轴驱动机构3位于安装板1的同一端面；解耦机构4包括与x轴驱动机构2连接的y轴导轨组件42、与y轴驱动机构3连接的x轴导轨组件41以及滑移平板43；手术工具装夹机构5与滑移平板43连接，且手术工具装夹机构5与x轴导轨组件41分别位于滑移平板43的两侧；本实施例中x轴导轨组件41和y轴导轨组件42安装于滑移平板43的同一侧，从而能够简化结构，方便实现平台的组装，提高生产效率，并将降低生产成本。
48.参照图1至图3，优选地，x轴导轨组件41与y轴驱动机构3之间设置有第一滑台平板44，x轴导轨组件41包括x轴导轨411和x轴滑块412；其中，x轴导轨411与第一滑台平板44连接，x轴滑块412与滑移平板43连接；y轴导轨组件42与x轴驱动机构2之间设置有第二滑台平板45， y轴导轨组件42包括y轴导轨421和y轴滑块422；其中，y轴导轨421与第二滑台平板45
连接，y轴滑块422与滑移平板43连接；采用第一滑台平板44，能够方便安装x轴导轨组件41，并提高连接的稳固性；第一滑台平板44沿x轴导轨411的长度方向延伸，即第一滑台平板44的长度大于或者等于x轴导轨411的长度，且第一滑台平板44上开设有与x轴导轨411配合的安装槽，从而能够方便安装，并提高连接的稳固性；采用第二滑台平板45，能够方便安装y轴导轨组件42，并提高连接的稳固性；第二滑台平板45沿y轴导轨421的长度方向延伸，即第二滑台平板45的长度大于或者等于y轴导轨421的长度，且第二滑台平板45上开设有与y轴导轨421配合的安装槽，从而能够方便安装，并提高连接的稳固性；滑移平板43端面分别开设有与x轴滑块412配合的第一限位沉槽，以及与y轴滑块422配合的第二限位沉槽，从而方便安装，并提高连接的稳固性；当然，在其他可选的实施例中，x轴导轨组件41或者y轴导轨组件42也可以采用其它结构的导轨组件，例如交叉滚柱导轨组件，在此不作限制。
49.参照图1至图4，优选地，本实施例中x轴驱动机构2和y轴驱动机构3均采用电机丝杠滑台驱动机构，电机丝杠滑台驱动机构具有方便安装的优势，而且能够保证位移精度；当然，在其他可选的实施例中，x轴驱动机构2和y轴驱动机构3也可以采用其它直线式往复驱动机构，在此不作限制；本实施例中的平台进行组装时，先分别将x轴驱动机构2和y轴驱动机构3安装在安装板1上，接着在y轴驱动机构3上依次安装第一滑台平板44和x轴导轨411，在x轴驱动机构2上依次安装第二滑台平板45和y轴导轨421，然后将滑移平板43安装在x轴滑块412和y轴滑块422上，即可实现安装板1、x轴驱动机构2、y轴驱动机构3以及解耦机构4的组装，操作方便，从而能够提高生产效率，降低生产成本。
50.参照图1至图4，具体地，本实施例中安装板1端面分别开设有与x轴驱动机构2配合的第一定位槽，以及与y轴驱动机构3配合的第二定位槽，从而方便安装，并提高连接的稳固性；本实施例中定义安装板的长度方向为x轴方向，安装板的宽度方向为y轴方向，则滑移平板43能够实现二维复合运动。
51.参照图1至图4，具体地，x轴驱动机构2包括设置于安装板上的第一支座22和第二支座23，第一支座22上设置有第一步进电机21，第一步进电机21连接有穿过第一支座22和第二支座23的第一丝杠24，第一丝杠24沿x轴方向布置，第一丝杠24与第二支座23之间设置有轴承；第一丝杠24上设置有与第二滑台平板45连接的第一滑台25，且第一滑台25与安装板之间设置有第一导轨组件26；y轴驱动机构3包括设置于安装板上的第三支座32和第四支座33，第三支座32上设置有第二步进电机31，第二步进电机31连接有穿过第三支座32和第四支座33的第二丝杠34，第二丝杠34沿y轴方向布置，第二丝杠34与第四支座33之间设置有轴承；第二丝杠34上设置有与第一滑台平板44连接的第二滑台35，且第二滑台35与安装板之间设置有第二导轨组件36；本实施例中第一定位槽和第二定位槽均呈h型，从而能够提高连接的稳固性；第一支座22与第二支座23的分离设置，以及第三支座32和第四支座33的分离设置，能够简化结构，方便安装，并减少在安装板上占用的安装面积。
52.参照图1至图5，优选地，本实施例中手术工具装夹机构5包括固定支座51和活动装夹座52，固定支座51与活动装夹座52为可拆卸连接；其中，固定支座51安装至滑移平板43上，活动装夹座52用于装夹手术工具6；将活动装夹座52拆下后，即可方便安装或者更换手术工具6，同时也方便将活动装夹座52与手术工具6整体进行消毒；具体地，活动装夹座52上设置有装夹孔521，装夹孔521包括侧面槽口，使得装夹孔521具有弹性活动量，侧面槽口处设置有紧固螺栓，将手术工具6安装至装夹孔521内，然后拧紧紧固螺栓，即可将手术工具6
夹紧；优选地，固定支座51与滑移平板43之间设置有六轴传感器55，从而可以精确测量出截骨过程中的各个方向的力和力矩，感测各个维度的移动变量，避免手术事故的发生，提高控制精确度；具体地，滑移平板43、六轴传感器55以及固定支座51固定连接为整体，优选地，滑移平板43上设置有嵌入六轴传感器55内的定位销431，从而能够方便安装，并提高安装精度；本实施例中将活动装夹座52取下后，对手术工具6进行安装，能够避免安装时施加的外力对六轴传感器55和解耦机构的精度造成影响。
53.参照图1至图5，具体地，本实施例中固定支座51与活动装夹座52之间设置有锁紧组件，锁紧组件包括设置于活动装夹座52上的快速锁紧旋钮531，以及设置于固定支座51上的锁紧座532；快速锁紧旋钮531与锁紧座532配合来实现可拆卸连接，能够快速锁紧或者释放，操作方便；具体地，本实施例中固定支座51与活动装夹座52之间设置有两个对称布置的锁紧组件，从而能够提高连接的稳固性；快速锁紧旋钮531与锁紧座532之间采用螺纹连接或者卡接；本实施例中快速锁紧旋钮531与锁紧座532形成的快速锁紧器，其属于现有技术，故具体结构在此不做赘述，而且快速锁紧器的结构形式有多种，可以根据需要进行选择和替换；当然，为了实现固定支座51与活动装夹座52的可拆卸连接，还可以采用其它连接方式，在此不做限制；优选地，固定支座51与活动装夹座52之间设置有导向组件，从而方便安装，并提高安装精度；具体地，导向组件包括设置于固定支座51上的导向柱541，以及开设于活动装夹座52上的导向孔542，本实施例中固定支座51上对称设置有两个导向柱541，安装时将导向柱541嵌入导向孔542内。
54.参照图1至图6，具体地，本实施例中安装板1端面设置有机械臂转接套筒支架81，机械臂转接套筒支架81上设置有机械臂转接套筒82，机械臂转接套筒82用于连接机械臂83；机械臂转接套筒支架81与x轴驱动机构2分别位于安装板1两侧；相比于由机械臂直接控制手术工具6的移动，本实施例中采用x轴驱动机构2和y轴驱动机构3来控制手术工具6的移动，有利于提高手术工具6的位移精度，从而提高手术效果。
实施例2：
55.一种医用电动运动平台，参照图1至图9，以实施例1为基础，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中滑移平板43上设置有与手术工具装夹机构5连接的z轴驱动机构7；z轴驱动机构7可以独立地控制手术工具6沿z轴方向移动，能够扩大手术工具6的活动范围，提高手术效果；本实施例中将z轴驱动机构7设置于滑移平板43与手术工具装夹机构5支架，能够降低z轴驱动机构7的负载，有利于提高精度；具体地， z轴驱动机构7包括第三步进电机71，以及与手术工具装夹机构5连接的z轴驱动板74；第三步进电机71连接有第三丝杠72，第三丝杠72与z轴驱动板74之间设置有滚珠滑块73； z轴驱动板74与滑移平板43之间设置有导杆组件；滑移平板43的朝向手术工具装夹机构5的端面延伸设置有与第三步进电机71配合的固定套432；具体地，本实施例中z轴驱动板74与六轴传感器55固定连接；本实施例中z轴驱动板74与滑移平板43之间设置有两个导杆组件，导杆组件包括与滑移平板43固定连接的导杆751，导杆751上套设有与z轴驱动板74连接的滑套752，从而能够提高z轴驱动板74移动的稳定性；固定套432在滑移平板43端面延伸形成开口，第三步进电机71从开口嵌入固定套432内，第三丝杠72穿过固定套432后与滚珠滑块73连接；本实施例中z轴驱动机构7具有结构简单，以及方便组装的优势，而且结构稳定性好。
实施例3：
56.一种医用电动运动平台，参照图1至图5以及图10、图11，以实施例1为基础，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中机械臂转接套筒支架81与安装板1之间设置有z轴驱动机构7；z轴驱动机构7可以独立地控制安装板1沿z轴方向移动，进而控制手术工具6沿z轴方向移动，能够扩大手术工具6的活动范围，提高手术效果；具体地，本实施例中z轴驱动机构7包括设置于机械臂转接套筒支架81底壁的第三步进电机71，机械臂转接套筒支架81的顶壁设置有机械臂转接套筒82；第三步进电机71连接有第三丝杠72，第三丝杠72上设置有滚珠滑块73，安装板1端面延伸设置有与滚珠滑块73连接的安装块11；安装板1与机械臂转接套筒支架81之间设置有两个导杆组件，具体地，导杆组件包括与安装板1固定连接的导杆751，导杆751与机械臂转接套筒支架81之间设置有滑套752，从而能够提高安装板1移动的稳定性。
实施例4：
57.一种医用电动运动平台，参照图1至图5以及图12、图13，以实施例1为基础，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中机械臂转接套筒82与安装板1之间设置有z轴驱动机构7；z轴驱动机构7可以独立地控制安装板1沿z轴方向移动，进而控制手术工具6沿z轴方向移动，能够扩大手术工具6的活动范围，提高手术效果；具体地，z轴驱动机构7包括与安装板1连接的第三步进电机71，第三步进电机71连接有第三丝杠72，第三丝杠72上套设有与机械臂转接套筒82连接的滚珠滑块73；机械臂转接套筒82与安装板1之间设置有两个导杆组件，具体地，导杆组件包括与安装板1固定连接的导杆751，导杆751与机械臂转接套筒82之间设置有滑套752，从而能够提高安装板1移动的稳定性；优选地，本实施例中装夹孔521的轴线沿z轴方向延伸，即手术工具装夹机构5位于手术工具6的端部；本实施例中机械臂转接套筒82、第三步进电机71、安装板1、滑移平板43、手术工具装夹机构5以及手术工具6沿z轴方向依次布置，使得运动平台适用于狭小的手术空间，避免与其它器械干涉，从而提高手术效果。

技术特征：
1.一种医用电动运动平台，包括：安装板，所述安装板上分别设置有x轴驱动机构和y轴驱动机构；解耦机构，所述解耦机构包括与所述x轴驱动机构连接的y轴导轨组件、与所述y轴驱动机构连接的x轴导轨组件以及滑移平板；与所述滑移平板连接的手术工具装夹机构；其特征在于：所述x轴导轨组件和y轴导轨组件安装于所述滑移平板的同一侧。2.根据权利要求1所述的医用电动运动平台，其特征在于：所述滑移平板上设置有与所述手术工具装夹机构连接的z轴驱动机构。3.根据权利要求1所述的医用电动运动平台，其特征在于：所述医用电动运动平台还包括机械臂转接套筒支架，所述机械臂转接套筒支架与安装板之间设置有z轴驱动机构，所述z轴驱动机构与x轴驱动机构分别位于安装板两侧。4.根据权利要求1所述的医用电动运动平台，其特征在于：所述医用电动运动平台还包括机械臂转接套筒，所述机械臂转接套筒与安装板之间设置有z轴驱动机构，所述z轴驱动机构与x轴驱动机构分别位于安装板两侧。5.根据权利要求4所述的医用电动运动平台，其特征在于：所述手术工具装夹机构包括装夹孔，所述装夹孔的轴线沿z轴方向延伸。6.根据权利要求1-4中任一项所述的医用电动运动平台，其特征在于：所述手术工具装夹机构包括固定支座和活动装夹座，所述固定支座与活动装夹座为可拆卸连接；其中，所述活动装夹座用于装夹手术工具。7.根据权利要求6所述的医用电动运动平台，其特征在于：所述固定支座连接有六轴传感器，所述六轴传感器与活动装夹座分别位于固定支座两侧。8.根据权利要求2所述的医用电动运动平台，其特征在于：所述z轴驱动机构包括第三步进电机，以及与手术工具装夹机构连接的z轴驱动板；所述第三步进电机连接有第三丝杠，所述第三丝杠与z轴驱动板之间设置有滚珠滑块；所述z轴驱动板与滑移平板之间设置有导杆组件；所述滑移平板的朝向所述手术工具装夹机构的端面延伸设置有与第三步进电机配合的固定套。9.根据权利要求1所述的医用电动运动平台，其特征在于：所述x轴导轨组件与y轴驱动机构之间设置有第一滑台平板，所述x轴导轨组件包括x轴导轨和x轴滑块；其中，所述x轴导轨与第一滑台平板连接，所述x轴滑块与滑移平板连接；所述y轴导轨组件与x轴驱动机构之间设置有第二滑台平板，所述y轴导轨组件包括y轴导轨和y轴滑块；其中，所述y轴导轨与第二滑台平板连接，所述y轴滑块与滑移平板连接。10.根据权利要求1所述的医用电动运动平台，其特征在于：所述x轴驱动机构和/或所述y轴驱动机构采用电机丝杠滑台驱动机构。

技术总结
本实用新型公开了一种医用电动运动平台，其涉及医疗器械技术领域。其技术方案要点包括安装板，所述安装板上分别设置有X轴驱动机构和Y轴驱动机构；解耦机构，所述解耦机构包括与所述X轴驱动机构连接的Y轴导轨组件、与所述Y轴驱动机构连接的X轴导轨组件以及滑移平板；与所述滑移平板连接的手术工具装夹机构；所述X轴导轨组件和Y轴导轨组件安装于所述滑移平板的同一侧。本实用新型结构简单，方便组装，能够降低生产成本，并提高生产效率，同时方便安装及更换手术工具。装及更换手术工具。装及更换手术工具。


技术研发人员：姜亚竹
受保护的技术使用者：深圳市鑫君特智能医疗器械有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/8/13