一种精准注射机器人端控制装置的制作方法

医药医疗技术的改进;医疗器械制造及应用技术1.本实用新型涉及自动化机器人，特别是涉及一种控制机器人工作端进行精准注射工作的控制装置。背景技术：2.随着自动化技术的不断发展，越来越多的机器人被应用至医疗行业，以提高医疗操作的精确性和降低手术学习的难度。例如用于视网膜注射的荷兰preceyes外科手术机器人，其可以过滤医生的生理抖动以提高操作稳定性，使结构精度达到20um以下。但该种机器人为三自由度的平行四边形结构，在进行rcm（remotecenterofmotion，远端运动中心）运动时往往容易受到机器人机械结构和初始姿态的限制而导致rcm运动受限、rcm运动范围过小。这是因为机器人在玻璃体视网膜手术中一般以巩膜隧道口为rcm定点，平行四边形结构的机器人会受限于机械式的定点，其必须使用辅助设备通过移动机器人本体来将机器人的末端定点移动到隧道口。这种方法对对辅助设备的要求极高，需要精确平稳地将机器人移动到需要的位置，否则在手术过程中可能会导致器械对隧道的牵拉从而加大对眼球的损伤影响手术效果；同时，器械末端定点移动到眼表的隧道口处将使得器械末端与眼球的距离几乎为零，其对操作失误的容错率很低，稍有不慎就将引发医疗事故，另外目前新型的细胞治疗和基因治疗药物，对于注射的速率和量要求较高，但常用的空气泵与硅油泵无法很好地控制注射速率。技术实现要素：3.本实用新型的目的在于提供一种自由度高、调节灵活且能实现精准注射的机器人端控制装置，以提高手术精度和操作灵活性。4.本实用新型所述的精准注射机器人端控制装置，包括相对运动的主动关节座和从动关节座，主动关节座上安装有两个直线移动且相互平行的驱动机构，从动关节座上固定安装有连接座件，连接座件上可移动地安装有滑块组件，两个驱动机构的移动端分别与滑块组件相铰接。5.本实用新型所述的精准注射机器人端控制装置，其可以包括有多个依次连接并相对运动的关节座，相邻关节座之间按照运动的传递路径可以分为输出动力的主动关节座和被主动关节座上的驱动机构所驱动的从动关节座。主动关节座上的驱动机构有两个，且两个驱动机构的移动端沿相互平行的直线移动并分别与滑块组件铰接，滑块组件又可与从动关节座上的连接座件相对滑动；当工作时，主动关节座上的两个驱动机构的移动端可以移动同样的行程，即进行同步运动，由此输出为线性运动，从而带动从动关节座沿直线移动；而当两个驱动机构移动端的行程不一，即进行异步运动时，通过两个铰接端的设置可以使从动关节座形成旋转运动，或产生直线、旋转的复合运动，且通过控制两个驱动机构的移位差可以构成不同的旋转角度，并可在工作空间中的任意一点定为虚拟的rcm点，以满足手术灵活性的需求。由此通过该精准注射机器人端控制装置的使用，可以通过多个关节座的运动而带动整个机器人的工作末端实现多自由度的精确定位，极大地提高了眼科手术的灵活性，满足视玻璃体视网膜手术中的精细、准确所需。附图说明6.图1、2是精准注射机器人端控制装置的结构示意图。7.图3是连接座件和滑块组件的连接结构示意图。8.图4是末端关节座的结构示意图。9.图5是注射驱动组件的结构示意图。具体实施方式10.一种精准注射机器人端控制装置，包括相对运动的主动关节座和从动关节座，主动关节座上安装有两个直线移动且相互平行的驱动机构4，从动关节座上固定安装有连接座件5，连接座件上可移动地安装有滑块组件6，两个驱动机构的移动端分别与滑块组件相铰接。11.如图1-5所示，所述的精准注射机器人端控制装置，包括依次连接并相对运动的第一关节座1、第二关节座2和末端关节座3，第一关节座与第二关节座之间、第二关节座与末端关节座之间分别为主动与从动的关系，第一关节座和第二关节座上分别安装有两个所述的驱动机构4，第二关节座和末端关节座上分别连接有所述的连接座件5和滑块组件6。当某一主动关节座上的两个驱动机构的移动端进行同步运动时，其动力输出为线性运动，从而带动相对的从动关节座沿直线移动；而当两个驱动机构移动端进行异步运动时，将带动从动关节座形成旋转运动，或产生直线、旋转的复合运动，且通过控制第一关节座和第二关节座中的两个驱动机构的移位差可以构成不同的旋转角度，并且可在工作空间中的任意一点定为虚拟的rcm点，以满足手术灵活性的需求。所述的末端关节座3上安装有可移动的末端板7和驱动末端板移动的末端驱动电机8，末端板的一端安装有用于固定注射器针筒20的固定座9、另一端安装有注射电机10，注射电机上连接有可移动的注射杆11，注射杆上固定安装有带动注射器活塞芯杆30移动的注射驱动组件12；该注射驱动组件12包括相对设置的挡块13和定位块14，挡块与定位块之间留有放置注射器活塞芯杆30端部的间隙，挡块上安装有注射驱动块15，注射驱动块通过顶杆16抵于注射器活塞芯杆的端部，定位块的一侧开有向内凹陷并可容纳注射器活塞芯杆的定位槽17；当末端关节座在第一关节座和第二关节座的带动下移动至所需位置后，末端驱动电机带动末端板朝向患者的患病部位（如眼球）移动，然后再由注射电机带动注射驱动组件移动，进而带动注射器活塞芯杆移动，使得注射器针头插入患病部位并进行一定速率下的定量注射，待注射完成后，注射电机反向运动并通过注射驱动组件带动注射器针头离开患病部位，由此完成注射操作；通过该装置完成注射操作，其操作过程准确、稳定，有利于提高玻璃体视网膜手术中的准确性和安全性。12.所述的精准注射机器人端控制装置，驱动机构4包括沿直线移动的驱动杆41和带动驱动杆移动的驱动电机42，驱动杆上固定安装有连杆43，连杆的端部与滑块组件6铰接；另外，连接座件5上固定安装有滑轨51，所述的滑块组件6包括沿滑轨移动的滑块61和与滑块固定连接的转接件62，转接件与驱动机构4的连杆43铰接；所述转接件62与各根连杆43端部的相对处分别设置有两块转接块，连杆端部设置于两块转接块之间并通过转轴铰接。两个驱动电机分别通过安装于其上的驱动杆带动两根连杆沿直线移动，并通过同步或异步的方式向转接件施加驱动作用力，从而使转接件直线移动或转动，且当其转动时，可带动滑块相对滑轨移动，进而保证两个关节座之间相对运动的平稳性和准确性。技术特征：1.一种精准注射机器人端控制装置，其特征在于：包括依次连接并相对运动的第一关节座（1）、第二关节座（2）和末端关节座（3），第一关节座和第二关节座上分别安装有两个直线移动且相互平行的驱动机构（4），第二关节座和末端关节座上固定安装有连接座件（5），连接座件上可移动地安装有滑块组件（6）；第一关节座上的驱动机构的移动端与第二关节座上的滑块组件、第二关节座上的驱动机构的移动端与末端关节座上的滑块组件分别相铰接；末端关节座（3）上安装有可移动的末端板（7）和驱动末端板移动的末端驱动电机（8），末端板的一端安装有用于固定注射器针筒的固定座（9）、另一端安装有注射电机（10），注射电机上连接有可移动的注射杆（11），注射杆上固定安装有带动注射器活塞芯杆移动的注射驱动组件（12）。2.根据权利要求1所述的精准注射机器人端控制装置，其特征在于：注射驱动组件（12）包括相对设置的挡块（13）和定位块（14），挡块与定位块之间留有放置注射器活塞芯杆端部的间隙，挡块上安装有注射驱动块（15），注射驱动块通过顶杆（16）抵于注射器活塞芯杆的端部，定位块的一侧开有向内凹陷并可容纳注射器活塞芯杆的定位槽（17）。3.根据权利要求1或2所述的精准注射机器人端控制装置，其特征在于：驱动机构（4）包括沿直线移动的驱动杆（41）和带动驱动杆移动的驱动电机（42），驱动杆上固定安装有连杆（43），连杆的端部与滑块组件（6）铰接。4.根据权利要求3所述的精准注射机器人端控制装置，其特征在于：连接座件（5）上固定安装有滑轨（51）；滑块组件（6）包括沿滑轨移动的滑块（61）和与滑块固定连接的转接件（62），转接件与驱动机构的连杆（43）铰接。5.根据权利要求4所述的精准注射机器人端控制装置，其特征在于：转接件（62）与各根连杆（43）端部的相对处分别设置有两块转接块，连杆端部设置于两块转接块之间并通过转轴铰接。技术总结一种精准注射机器人端控制装置，依次连接并相对运动的第一关节座、第二关节座和末端关节座，第一关节座与第二关节座之间、第二关节座与末端关节座之间分别形成主动关节座与从动关节座，主动关节座上的两个驱动机构通过与之铰接的连接座件连接从动关节座上的滑块组件，从而利用两个驱动机构的同步或异步运动，带动从动关节座直线移动或转动，最终带动末端关节座上的注射器进行定位。通过该精准注射机器人端控制装置的使用，可以通过多个关节座的运动而带动整个机器人的工作末端实现多自由度的精确定位，极大地提高了工作方便性，并满足各类工作所需。足各类工作所需。足各类工作所需。技术研发人员：林生智 晏丕松 夏俊受保护的技术使用者：广州市微眸医疗器械有限公司技术研发日：2022.06.15技术公布日：2022/8/23









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