CN104647455B - 同种异体骨切割设备的夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同种异体骨切割设备的夹持装置，它包括底座、支架、平移气缸、旋转气缸安装座、旋转气缸、机械腕、手指驱动电机、回转型手指、压力传感器和位移传感器。采用本发明的同种异体骨切割设备的夹持装置，可以使同种异体骨移植材料能方便地在加工设备上进行安装、夹紧和切割，以提高加工的安全性和材料的利用率。另一方面优化整个切割装置结构，使其能够灵活应用于同种异体骨的精确切割，同时能满足植入医疗器械生产质量规范要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗器械，特别涉及一种同种异体骨切割设备的夹持装置。
背景技术
骨切割机是制备骨植入材料的重要器械，在医疗、娱乐、科研、工业生产等许多领域都有着广泛的应用。机械手是骨切割设备研究的关键技术之一，在切割设备中起着夹持紧固的作用，机械手也是骨切割机最灵活的机械部分，因此机械手技术的发展在骨切割设备的研究中具有至关重要的地位。
德国DLR系列机械手已经有四代产品，研制的目的是在太空中提供舱内和舱外服务。英国Shadow公司的机械手The Smart Award Hand具有同人手完全相同的自由度，手指运动空间及抓力。其尺寸与人手相近，重约5-10公斤，而其“手指”的驱动速度大约是人的手指常速的一半。北航已发布了三代BH机械手，其中BH-3型是比较成熟的，已销往香港，澳大利亚作为实验室实验的模型。BH灵巧手系列的发布开创了国内机械手研究的先河，填补了当时国内多指灵巧手的研究空白，为我国多指手制造和控制技术的发展奠定了坚实的基础。另外还有意大利的DIST机械手，日本的Okada机械手，本田公司的机械手等等。
同种异体骨切割装置的研发满足医疗器械生产质量管理规范的要求，并要求其适应不规则形状同种异体骨材料的加工，满足临床对不同规格产品的需求，提高操作的安全性、骨料的利用率、达到生产环境防尘、防污染及洁净度要求。另一方面机械手代替临床上采用的手工操作把骨组织切割成所需形状，不仅减少了时间和人力，还保证了医务人员的安全、提高了切割尺寸精度。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种同种异体骨切割设备的夹持装置，以实现骨移植材料切割设备中夹持手的夹紧、推进和旋转等运动动作，适应不规则形状骨材料的加工。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种同种异体骨切割设备的夹持装置，其包括：
底座；
支架，其安装在底座的后部；
平移气缸，其水平安装在支架上；
旋转气缸安装座，其连接在平移气缸的活塞前端；
旋转气缸，其安装在旋转气缸安装座的前端；
机械腕，连接在旋转气缸的旋转轴上并可在旋转气缸的驱动下旋转；
手指驱动电机，共四台均匀分布安装在机械腕的后面；
回转型手指，共四只均匀分布设置在机械腕的前面，四只回转型手指分别穿过机械腕与四台手指驱动电机传动相连；
压力传感器，共四个分别安装在四只回转型手指的指尖上；
位移传感器，共四个分别安装在四只回转型手指的指尖上。
所述各回转型手指的指尖内侧分别设有球面结构，所述压力传感器和位移传感器分别安装在相应的球面结构上。
所述各回转型手指分别向机械腕中心弯曲，四只回转型手指的指尖组成夹持结构。
所述回转型手指与手指驱动电机之间通过蜗轮蜗杆机构传动。
所述平移气缸为气压驱动气缸。
本发明具有以下的优点和特点：
1)、采用的驱动方式为气压传动式，气压传动输出力小，方便，气动动作迅速，结构简单，成本低，适用于轻载的环境中进行工作。
2)、手指是与物件直接接触的构件，为了能有效的抓握各种形状不规则的骨组织，在手指部装有压力传感器和位移传感器，手指的运动形式为回转型结构，回转型手指结构简单，容易制造，应用广泛。
3)、该夹持装置为智能安装夹具，可以适应不同形状尺寸的骨材料的加工，提高安全性和材料的利用率。
附图说明
图1为本发明的正视结构示意图；
图2是本发明的俯视结构示意图。
具体实施方式
参见图1，配合参见图2，本发明的同种异体骨切割设备的夹持装置，包括底座1、支架2、平移气缸3、旋转气缸安装座4、旋转气缸5、机械腕6、手指驱动电机7、回转型手指8、压力传感器9和位移传感器10。其中，支架2安装在底座1的后部；平移气缸3水平安装在支架上；旋转气缸安装座4连接在平移气缸的活塞前端；旋转气缸5安装在旋转气缸安装座的前端；机械腕6连接在旋转气缸的旋转轴上并可在旋转气缸的驱动下旋转；手指驱动电机7四台均匀分布安装在机械腕的后面；回转型手指8共四只均匀分布设置在机械腕的前面，四只回转型手指分别穿过机械腕与四台手指驱动电机传动相连；压力传感器9共四个分别安装在四只回转型手指的指尖上；位移传感器10共四个分别安装在四只回转型手指的指尖上。
上述各回转型手指8的指尖内侧分别设有球面结构81，各压力传感器和位移传感器分别安装在相应的球面结构上。
上述各回转型手指分别向机械腕中心弯曲，四只回转型手指的指尖组成夹持结构。
上述回转型手指与手指驱动电机之间通过蜗轮蜗杆机构传动。
上述平移气缸为气压驱动气缸。
本发明的夹持装置采用气压传动，由气缸驱动气缸活塞，由气缸活塞推动机械手水平方向的移动。其优点是动作迅速，反应灵敏。
本发明中的手腕部由旋转气缸驱动，旋转气缸带动回转型手指旋转，可实现骨材料的360度旋转，使扫描仪扫描到骨材料的截面，为夹持操作提供必要的信息。
四根回转型手指与手指驱动电机之间通过蜗轮蜗杆机构传动，指尖上方直接连接压力传感器和位移传感器，通过受力分析和位移判断帮助其夹持不规则形状骨，能满足临床对不同规格产品生产的需求，提高操作的安全性，骨材料的利用率。
采用本发明的同种异体骨切割设备的夹持装置，可以使同种异体骨移植材料能方便地在加工设备上进行安装、夹紧和切割，以提高加工的安全性和材料的利用率。另一方面优化整个切割装置结构，使其能够灵活应用于同种异体骨的精确切割，同时能满足植入医疗器械生产质量规范要求。
Claims (3)
1.一种同种异体骨切割设备的夹持装置，其特征在于包括：
底座；
支架，其安装在底座的后部；
平移气缸，其水平安装在支架上；
旋转气缸安装座，其连接在平移气缸的活塞前端；
旋转气缸，其安装在旋转气缸安装座的前端；
机械腕，连接在旋转气缸的旋转轴上并可在旋转气缸的驱动下旋转；
手指驱动电机，共四台均匀分布安装在机械腕的后面；
回转型手指，共四只均匀分布设置在机械腕的前面，四只回转型手指分别穿过机械腕与四台手指驱动电机传动相连；
压力传感器，共四个分别安装在四只回转型手指的指尖上；
位移传感器，共四个分别安装在四只回转型手指的指尖上；
所述各回转型手指的指尖内侧分别设有球面结构，所述压力传感器和位移传感器分别安装在相应的球面结构上；
所述各回转型手指分别向机械腕中心弯曲，四只回转型手指的指尖组成夹持结构。
2.根据权利要求1所述的同种异体骨切割设备的夹持装置，其特征在于：所述回转型手指与手指驱动电机之间通过蜗轮蜗杆机构传动。
3.根据权利要求1所述的同种异体骨切割设备的夹持装置，其特征在于：所述平移气缸为气压驱动气缸。
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