CN107361859B - 一种辅助脊柱微创手术定位*** - Google Patents
一种辅助脊柱微创手术定位*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种辅助脊柱微创手术定位***，其主要包括度机械臂、路径***。其中路径***包括法兰短锁紧组件、升降滑动组件、双环定位组件。机械臂可以安装在台车上；路径***通过法兰短锁紧组件固定在机械臂的末端。升降滑动组件通过夹持锁紧主体与法兰短锁紧组件相连；双环定位组件通过螺钉与升降平移组件连接。双环定位组件上具有供导向针依次穿过以对其定位的第一和第二定位环，二者彼此间隔且同心设置；升降滑动组件可以带动双环定位组件沿与双圆环轴心方向平移运动。该***可在辐射次数较少的情况下辅助医生快速精确定位脊柱微创手术的植入路径。
Description
技术领域
本发明涉及一种外科器械，特别是涉及一种辅助脊柱微创手术定位***。
背景技术
由于脊柱微创手术对软组织的牵拉和剥离较少，因而能够降低术后疼痛，缩短恢复时间；并且微创脊柱手术对骨性结构进行有限切除，进而减少术后脊柱失稳的可能。因此，在过去的十年中，微创脊柱外科技术得到了迅速的发展。微创脊柱外科手术主要包括微创通道下显微椎间盘髓核摘除术、微创腰椎半椎板切除术、经椎间孔腰椎椎间融合术、侧方腰椎椎间融合术、微创后路固定技术。相比传统的开放手术，由于需要在透视引导下进行微创隧道定位，因此，虽然脊柱微创外科手术创伤小，但外科医生接受的射线剂量是传统手术的10至12倍。
常规脊柱微创手术，医生根据手术经验与技巧，通过目测正位与侧位X光图像里手术器械相对于手术对象路径的角度和距离，调节手术器械使其和理想手术路径重合来完成手术定位。这种方法严重依赖医生的手术经验与技巧。由于脊柱的解剖结构复杂性和医生观察脊柱手段的局限性，手术的难度很大；脊柱钻孔精度不高、钻孔操作过程中偏离设定路径；另外，X射线透视的反复使用使医生、患者和相关人员长时间暴露在放射线辐射下。因此本发明旨在提供一种操作简便灵活、适用范围广、可精确调节位置的辅助脊柱微创手术路径定位***。
发明内容
针对常规脊柱微创手术存在的问题，本发明的目的在于提供一种可在辐射次数较少的情况下辅助医生快速精确定位植入路径且操作简单的辅助脊柱微创手术路径定位***。
为实现上述目的，本发明涉及一种辅助脊柱微创手术定位***，包括度机械臂、路径***。
根据本发明，机械臂具有六个以上自由度，可以安装在台车上。
根据本发明，路径***包括法兰短锁紧组件、升降滑动组件、双环定位组件。路径***通过法兰短锁紧组件固定在机械臂的末端；升降滑动组件通过夹持锁紧主体与法兰短锁紧组件相连；双环定位组件通过螺钉与升降平移组件连接。
根据本发明，双环定位组件上具有供导向针依次穿过以对其定位的第一和第二定位环；升降滑动组件可以带动双环定位组件沿与双圆环轴心方向平移运动。
根据本发明，法兰端锁紧组件由末端法兰、夹持锁紧挡片、锁紧旋钮、夹持锁紧主体、机械臂末端挡片、夹持锁紧活动块、锁紧螺柱、压缩弹簧组成。
根据本发明，末端法兰上有一端定位孔，通过螺钉与机械臂末端连接；另一端具有燕尾槽，燕尾槽凸台下有两个螺纹孔，通过螺钉将机械臂末端挡片安装在末端法兰上；通过螺钉将夹持锁紧主体、夹持锁紧挡片、夹持锁紧活动块固定在末端法兰上。
根据本发明，夹持锁紧主体是一个方板一面伸出两个方柱子的U形结构；每侧的方柱都有方形凸台，用于阻挡消毒套不滑落；方柱靠近方板端有光孔，可使升降滑动组件的上部凸轮锁紧轴穿过；夹持锁紧主体的一侧方柱有V形凸台，与夹持锁紧活动块的V形凸台一起与末端法兰的燕尾槽面配合；锁紧螺柱和压缩弹簧可以穿过方柱上的长条孔；另一侧的方柱开有销钉孔和凹槽，通过销钉与夹持锁紧活动块连接。
根据本发明，锁紧旋钮是一个盘类零件，内部有螺纹孔，与锁紧螺柱的螺纹配合。
根据本发明，锁紧螺柱通过销钉安装在夹持锁紧活动块的长条孔中。
根据本发明，通过升降滑动组件，可以调节***下表面与人体的距离。升降滑动组件由夹持锁紧主体、上部光轴固定座、两侧光轴、上部锁紧扳把、中部光轴、上部凸轮轴固定块、零位定位拨片、零位定位挡片、滑块、下部光轴固定座、上部锁紧凸轮、上部凸轮锁紧轴组成。
根据本发明，升降滑动组件的夹持锁紧主体与末端锁紧组件中的夹持锁紧主体是同一个零件。
根据本发明，上部光轴固定座和下部光轴固定座各有三个光孔，分别安装两个两侧光轴和一个中部光轴；上部光轴固定座侧面有两个螺纹孔，其中一个安装顶丝固定三个光轴，另一个安装球头柱塞定位零位定位拨片；下部光轴固定座侧面的螺纹孔安装顶丝来固定三个光轴，两侧的凹槽用于执行末端组件的连接块定位，并通过螺钉与其连接。
根据本发明，滑块有三个定位孔，可穿过三个光轴，可在光轴上自由滑动；通过螺钉安装在夹持锁紧主体上；一面有和零位定位挡片配合的凹槽；凹槽对面有让上部锁紧凸轮锁紧中部光轴的方形凹槽和螺钉孔；
根据本发明，上部锁紧凸轮通过顶丝安装固定在上部凸轮锁紧轴上，并穿过夹持锁紧主体的轴孔；当上部凸轮锁紧轴旋转时，上部锁紧凸轮就会利用偏心结构抵到中部光轴上，从而实现锁紧；上部凸轮锁紧轴是一个两端带有螺纹的光轴，可以将锁紧扳把、上部凸轮轴固定块、和上部锁紧凸轮连接在一起。
根据本发明，零位定位拨片通过螺钉与上部光轴固定座连接，零位定位挡片通过螺钉固定在滑块；零位定位挡片侧面有环形凹槽，当零位定位拨片旋进零位定位挡片的凹槽中时，定位销与凹槽内壁配合，可以锁紧升降滑动组件。
根据本发明，双环定位组件由连接块、末端连接件、末端锁紧扳把、末端凸轮锁紧轴末端凸轮轴固定块、执行末端燕尾槽、执行末端、方向指定针、末端小圆环、末端大圆环、燕尾槽、末端锁紧凸轮组成。
根据本发明，连接块一端通过螺钉与升降平移组件的下部光轴固定座连接，另一端通过螺钉与末端连接件连接；末端连接件通过螺钉与执行末端燕尾槽连接；末端凸轮锁紧轴穿过末端连接件的轴孔；末端锁紧凸轮穿过末端连接件的轴孔，并通过顶丝安装固定在末端凸轮锁紧轴上。
根据本发明，末端凸轮锁紧轴是一个两端带有螺纹的光轴；两个末端凸轮轴固定块分别穿进末端凸轮锁紧轴304的两端，并通过螺钉锁紧；两个末端锁紧扳带有螺纹孔，分别安装在末端凸轮锁紧轴的两端，通过螺钉锁紧。
根据本发明，执行末端燕尾槽通过螺钉与末端连接件连接；下部通过螺钉来固定燕尾槽末端挡片，开有燕尾槽面与执行末端配合。
根据本发明，执行末端尾部是燕尾槽凸台结构，可在末端锁紧凸轮和执行末端燕尾槽的作用下进行锁紧定位，上部开有长条形凹槽，用来固定方向指定针，末端两个圆环形凸台分别固定末端小圆环和末端大圆环，两个圆形凸台同心并且两凸台对称面过半圆环的轴线。
根据本发明，一种辅助脊柱微创手术定位***，使用方法如下：根据手术操作需求，将脊柱微创手术定位***安装在台车上；根据手术过程拍摄的X光图像，采用脊柱微创手术路径导航软件计算出路径***与手术规划路径的偏差，调节机械臂使双环定位组件的两个圆环轴线所确定手术路径与规划路径一致；调节升降滑动组件，缩短***下表面与人体的距离，植入导针。
根据本发明，在进行平行多路径定位时，完成第一次路径定位后，调节升降滑动组件，缩短***与人体下表面接触并植入导针；其后，调节升降滑动组件，增大***下表面与人体的距离，调节手术床，使***的定位路径到达下一次路径通道，进行下一次路径定位。根据手术需要，可以多次调节手术床，完成多个平行路径的定位。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明提供的辅助脊柱微创手术路径定位***具有位置指示标志，可以辅助医生快速、精确定位手术路径，缩短手术时间；大幅降低术中X光片的拍摄次数，减少医生和患者的辐射。
附图说明
图1是一种辅助脊柱微创手术定位***结构图；
图2是路径***结构图；
图3是法兰短锁紧组件结构图；
图4是升降滑动组件结构图；
图5是双环定位组件结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式进行描述。
参照图1至图5，本发明的辅助脊柱微创手术路径定位***的一个实施例，包括机械臂、路径***。
所述的机械臂应具有六个以上自由度，选用丹麦UniversalRobots公司生产的六自自由度串联机械臂；机械臂可以安装在台车上。
所述的路径***包括法兰短锁紧组件、升降滑动组件、双环定位组件。路径***通过法兰短锁紧组件固定在机械臂的末端；升降滑动组件通过夹持锁紧主体与法兰短锁紧组件相连；双环定位组件通过螺钉与升降平移组件连接。双环定位组件上具有供导向针依次穿过以对其定位的第一和第二定位环；升降滑动组件可以带动双环定位组件沿与双圆环轴心方向平移运动。
所述法兰端锁紧组件1一端通过螺钉与UR机器人末端连接，另一端与升降滑动组件2通过螺钉连接。UR法兰端锁紧组件1由UR末端法兰101、夹持锁紧主体挡片102、锁紧旋钮103、夹持锁紧主体104、UR末端挡片105、夹持锁紧活动块106、锁紧螺柱107、压缩弹簧108组成。其中，UR末端法兰101通过螺钉与UR机器人末端连接，端面的圆形凸台与机器人末端定位孔定位，目的是保证精度，另一端面是燕尾槽结构，此结构可以使夹持锁紧主体104和夹持锁紧活动块106的V形凸台与燕尾槽面配合，从而实现定位夹紧，燕尾槽凸台下面有两个螺纹孔，可以安装UR末端挡片；夹持锁紧主体挡片102在本组件中，数量是两件，它是一个片状结构，一件通过螺钉与夹持锁紧主体104连接固定，另一件通过螺钉与夹持锁紧活动块106安装，目的是让夹持锁紧主体104和夹持锁紧活动块106安装在UR末端法兰101上时，只有一个方向可以安装进去(若不这样做，夹持锁紧主体104翻转180°后也可以安装)，这样可确保机器人定义的结构零位不发生改变；锁紧旋钮103是一个盘类零件，外部滚花，方便锁紧放松，内部是螺纹孔，和锁紧螺柱107的螺纹配合；夹持锁紧主体104是一个方板一面伸出两个方柱子的U形结构，一侧的方柱有V形凸台，目的是和UR末端法兰101的燕尾槽配合，实现定位锁紧，本侧的方柱开有长条孔，目的是让锁紧螺柱107穿过和固定压缩弹簧108的作用，长条孔外侧也是锁紧旋钮103的支撑面，两端的方柱各有方形凸台，目的是阻挡消毒套不滑落，增强机构在手术中的安全性，两个方柱靠近方板端有光孔，目的让升降滑动组件2中的上部凸轮锁紧轴212穿过，轴孔配合为间隙配合，可使上部凸轮锁紧轴212自由旋转，另一侧的方柱开有销钉孔和凹槽，目的是安装夹持锁紧活动块106，使夹持锁紧活动块106自由旋转，U形底部(即上述方板)中间开有方孔，目的是安装升降滑动组件2中的上部锁紧凸轮211，周边的四个圆孔是螺纹过孔，通过螺钉与升降滑动组件2中的滑块209连接；UR末端挡片105通过螺钉与UR末端法兰101连接，目的是定位夹持锁紧主体104和夹持锁紧活动块106；夹持锁紧活动块106的一端通过销钉与夹持锁紧主体104连接，使其能绕着销钉轴旋转，长条孔上部有销钉孔，目的是安装锁紧螺柱107，这样夹持锁紧活动块106和夹持锁紧主体就可以抱住UR末端101的燕尾槽，从而实现锁紧定位，其上部有螺纹孔，和夹持锁紧主体挡片102连接；锁紧螺柱107一端通过销钉安装在夹持锁紧活动块106的长条孔中，另一端穿过夹持锁紧主体104的长条孔，这一端面需穿过压缩弹簧108，并通过调节锁紧旋钮103来实现夹持锁紧活动块106的夹紧与放松，它的中间有定位环，用来给弹簧定位；压缩弹簧108为本组件提供压力，从而使夹持锁紧活动块在默认情况下是放松状态，锁紧旋钮103旋紧时须克服弹簧压力来给机构锁紧，这样方便组件的拆卸与安装。
所述组件升降滑动装置2由夹持锁紧主体201、上部光轴固定座202、两侧光轴203、上部锁紧扳把204、中部光轴205、上部凸轮轴固定块206、零位定位拨片207、零位定位挡片208、滑块209、下部光轴固定座210、上部锁紧凸轮211、上部凸轮锁紧轴212组成。其中，夹持锁紧主体201和UR末端锁紧组件1中的夹持锁紧主体104是同一个零件；上部光轴固定座202上部有三个光孔，分别安装两个两侧光轴203和一个中部光轴205，三孔圆心连线是一个三角形，目的是增加本组件的刚度，侧面有螺纹孔，目的是安装顶丝来固定三个光轴，另一个螺纹孔目的是安装球头柱塞，球头柱塞可在市面上购买，目的是定位零位定位拨片207的；两侧光轴203在本组件中数量是两个，它的两侧分别插进上部光轴固定座202和下部光轴固定座210中，并用顶丝锁紧，中间穿有滑块209，滑块209可在光轴上自由滑动；上部锁紧扳把204在本组件中数量是两个，都是通过中间的螺纹孔与上部凸轮锁紧轴212固连在一起，作用是转动安装在上部凸轮锁紧轴212上的上部锁紧凸轮211，实现锁紧；中部光轴205两端分别安装在上部光轴固定座202和下部光轴固定座210上，中间穿过滑块209，滑块可在中部凸轮205上自由滑动，实现定位功能，通过转动上部锁紧凸轮211，可使凸轮轮廓面与中部光轴205相接触，从而实现锁紧；上部凸轮轴固定块206，在本组件中数量是两个，分别穿进上部凸轮锁紧轴212的两端，并通过螺钉锁紧，从而实现对上部凸轮锁紧轴212的定位，使其只有一个旋转自由度；零位定位拨片207是一个由圆和矩形组成的薄片，它通过螺钉与上部光轴固定座202连接，但它可绕着螺钉轴线旋转，圆形部分与上部光轴固定座202配合面有两个垂直方向的定位孔，定位孔和安装在光轴固定座202上的球头柱塞配合，当零位定位拨片207旋进零位定位挡片208的凹槽中时，一个定位孔与柱塞配合，实现定位功能，当零位定位拨片207在上述位置顺时针旋转90°时，另一个定位孔和球头柱塞配合，来实现定位功能，矩形末端安装定位销，当零位定位拨片207旋进零位定位挡片208的凹槽中时，定位销与凹槽内壁配合，实现对本组件零位的锁紧定位；零位定位挡片208通过螺钉固定在滑块209上，其一面有环形凹槽，用来定位零位定位拨片207；滑块209通过螺钉安装在夹持锁紧主体201上，两根两侧光轴203和一根中部光轴205穿过其上面的三个定位孔中，它的一面有和零位定位挡片208配合的凹槽，此凹槽面的对面有方形凹槽和螺钉孔，方形凹槽的目的是让上部锁紧凸轮211有空间锁紧中部光轴205；下部光轴固定座210有三个光孔，分别安装两个两侧光轴203和一个中部光轴205，三孔圆心连线是一个三角形，目的是增加本组件的刚度，侧面有螺纹孔，目的是安装顶丝来固定三个光轴，两侧有定位凹槽，目的是给执行末端组件3中的连接块301定位，并通过螺钉与连接块301连接固定；上部锁紧凸轮211通过顶丝安装固定在上部凸轮锁紧轴212上，并穿过夹持锁紧主体201的轴孔，轴孔与凸轮外轮廓是偏心结构，当上部凸轮锁紧轴212旋转时，上部锁紧凸轮211就会利用偏心结构抵到中部光轴205上，从而实现锁紧；上部凸轮锁紧轴212是一个两端带有螺纹的光轴，目的是把锁紧扳把204、上部凸轮轴固定块206、和上部锁紧凸轮211连接在一起，使其能在夹持锁紧主体201的轴孔中转动，并能带动上部锁紧凸轮211进行本组件的锁紧。
所述执行末端组件3由连接块301、末端连接件302、末端锁紧扳把303、末端凸轮锁紧轴304末端凸轮轴固定块305、执行末端燕尾槽306、执行末端307、方向指定针308、末端小圆环309、末端大圆环310、燕尾槽311、末端锁紧凸轮312组成。其中，连接块301一端通过螺钉与升降平移组件2中的下部光轴固定座210连接，另一端通过螺钉与末端连接件302连接；末端连接件302是一个槽形零件，它的一端通过螺钉与连接块301连接，另一端通过螺钉与执行末端燕尾槽连接306，靠近执行末端燕尾槽306部分有轴孔，用来固定末端凸轮锁紧轴304；末端锁紧扳把303在本组件中数量是两个，都是通过中间的螺纹孔与末端凸轮锁紧轴304固连在一起，作用是转动安装在末端凸轮锁紧轴304上的末端锁紧凸轮312，实现锁紧；末端凸轮锁紧轴304是一个两端带有螺纹的光轴，目的是把末端锁紧扳把303、末端凸轮轴固定块305、和末端锁紧凸轮312连接在一起，使其能在末端连接件302的轴孔中转动，并能带动末端锁紧凸轮312进行本组件的锁紧；末端凸轮轴固定块305在本组件中数量是两个，分别穿进末端凸轮锁紧轴304的两端，并通过螺钉锁紧，从而实现对末端凸轮锁紧轴304的定位，使其只有一个旋转自由度；执行末端燕尾槽306通过螺钉与末端连接件302连接，下部通过螺钉来固定燕尾槽末端挡片311，开有燕尾槽面与执行末端307配合，通过末端锁紧凸轮312可锁紧执行末端307，从而实现执行末端的锁紧定位307；执行末端307尾部是燕尾槽凸台结构，可在末端锁紧凸轮312和执行末端燕尾槽306的作用下进行锁紧定位，上部开有长条形凹槽，用来固定方向指定针308，末端两个圆环形凸台分别固定末端小圆环309和末端大圆环310，两个圆形凸台同心并且两凸台对称面过半圆环的轴线；燕尾槽末端挡片311通过螺钉固定在执行末端燕尾槽306上，实现对执行末端307的定位；末端锁紧凸轮312通过顶丝安装固定在末端凸轮锁紧轴304上，并穿过末端连接件302的轴孔，轴孔与凸轮外轮廓是偏心结构，当末端凸轮锁紧轴304旋转时，末端锁紧凸轮312就会利用偏心结构抵到执行末端307上，从而实现锁紧。
本发明辅助脊柱椎弓根钉植入手术的调节装置具体实施方式如下：术前将UR末端法兰101通过螺钉安装在UR机器人上，并用手术室常用的消毒布或者塑料袋套上，将锁紧旋钮103放松，将UR法兰端锁紧组件1剩余零件安装到UR末端法兰101上，并将锁紧旋钮103锁紧，再将另一个消毒套一端套在夹持锁紧主体104的凸台上，消毒套的另一端套在UR机器人的机械臂上，下一步是调节机械零位，以保证UR机器人的运动准确；转动零位定位拨片207至零位定位挡片208的环形槽中，同时，球头柱塞也给零位定位拨片207定位，增强了结构零位定位的稳定性，下一步是安装执行末端307；拨动末端锁紧扳把303，使末端锁紧凸轮312处于放松状态，然后将执行末端307燕尾槽端***执行末端燕尾槽306中，再次转动末端锁紧扳把303，使末端锁紧凸轮312锁紧执行末端307。
根据手术过程拍摄的X光图像，采用脊柱微创手术路径导航软件计算出路径***与手术规划路径的偏差，调节机械臂使双环定位组件的两个圆环轴线所确定手术路径与规划路径一致(末端小圆环309和末端大圆环310轴线和路径规划轴线重合)，此时顺时针拨动零位定位拨片207旋转90°，用球头柱塞再次定位，这样执行末端307可沿着光轴滑动，由于三根轴线与小圆环309和大圆环310轴线是平行的，所以末端沿着光轴滑动并不会改变大小圆环与路径规划轴线重合这个状态，再将执行末端307靠近人体端抵住人体，此时搬动锁紧扳把204，使上部锁紧凸轮抵住中部光轴205，实现锁紧，从而增加结构稳定性。
在进行平行多路径定位时，完成第一次路径定位后，调节升降滑动组件，缩短***与人体下表面接触并植入导针；其后，调节升降滑动组件，增大***下表面与人体的距离，调节手术床，使***的定位路径到达下一次路径通道，进行下一次路径定位。根据手术需要，可以多次调节手术床，完成多个平行路径的定位。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种辅助脊柱微创手术定位***，其特征在于，
包括机械臂和路径***；
所述路径***包括法兰端锁紧组件、升降滑动组件和双环定位组件；
所述法兰端锁紧组件由末端法兰、夹持锁紧挡片、锁紧旋钮、第一夹持锁紧主体、机械臂末端挡片、夹持锁紧活动块、锁紧螺柱和压缩弹簧组成：所述末端法兰上有一端定位孔，通过螺钉与机械臂末端连接；另一端具有燕尾槽，燕尾槽凸台下有两个螺纹孔，通过螺钉将机械臂末端挡片安装在末端法兰上；通过螺钉将第一夹持锁紧主体、夹持锁紧挡片和夹持锁紧活动块固定在末端法兰上；所述第一夹持锁紧主体具有方板，方板的一面伸出两个方柱子，形成U形结构；每侧的方柱都有方形凸台，用于阻挡消毒套不滑落；方柱靠近方板端有光孔，供升降滑动组件的上部凸轮锁紧轴穿过；第一夹持锁紧主体的一侧方柱有V形凸台，与夹持锁紧活动块的V形凸台一起与末端法兰的燕尾槽面配合；锁紧螺柱和压缩弹簧穿过方柱上的长条孔；另一侧的方柱开有销钉孔和凹槽，通过销钉与夹持锁紧活动块连接；所述锁紧旋钮内部设有螺纹孔，与锁紧螺柱的螺纹配合；所述锁紧螺柱通过销钉安装在夹持锁紧活动块的长条孔中；
所述升降滑动组件由第二夹持锁紧主体、上部光轴固定座、两侧光轴、上部锁紧扳把、中部光轴、上部凸轮轴固定块、零位定位拨片、零位定位挡片、滑块、下部光轴固定座、上部锁紧凸轮、以及上部凸轮锁紧轴组成：所述第一夹持锁紧主体与第二夹持锁紧主体为同一部件；所述上部光轴固定座和所述下部光轴固定座各有三个光孔，用于安装两个两侧光轴和一个中部光轴；上部光轴固定座侧面有两个螺纹孔，其中一个安装顶丝固定三个光轴，另一个安装球头柱塞定位零位定位拨片；下部光轴固定座侧面的螺纹孔安装顶丝来固定三个光轴，两侧的凹槽用于执行末端组件的连接块定位，并通过螺钉与其连接；所述滑块有三个定位孔，用于穿过三个光轴，以在光轴上自由滑动，所述滑块通过螺钉安装在第二夹持锁紧主体上，滑块的侧面设有与零位定位挡片配合的凹槽，凹槽对面设有供上部锁紧凸轮锁紧中部光轴的方形凹槽和螺钉孔；所述上部锁紧凸轮通过顶丝安装固定在上部凸轮锁紧轴上，并穿过第二夹持锁紧主体的轴孔；当上部凸轮锁紧轴旋转时，上部锁紧凸轮利用偏心结构抵到中部光轴上，从而实现锁紧；上部凸轮锁紧轴是一个两端带有螺纹的光轴，用于将锁紧扳把、上部凸轮轴固定块和上部锁紧凸轮连接在一起；所述零位定位拨片通过螺钉与上部光轴固定座连接，零位定位挡片通过螺钉固定在滑块上；零位定位挡片侧面设有环形凹槽，当零位定位拨片旋进零位定位挡片的环形凹槽中时，零位定位拨片上的定位销与凹槽内壁配合，以锁紧升降滑动组件；
所述双环定位组件由连接块、末端连接件、末端锁紧扳把、末端凸轮锁紧轴末端凸轮轴固定块、执行末端燕尾槽、执行末端、方向指定针、末端小圆环、末端大圆环、燕尾槽和末端锁紧凸轮组成：所述连接块一端通过螺钉与升降滑动组件的下部光轴固定座连接，另一端通过螺钉与末端连接件连接；末端连接件通过螺钉与执行末端燕尾槽连接；末端凸轮锁紧轴穿过末端连接件的轴孔；末端锁紧凸轮穿过末端连接件的轴孔，并通过顶丝安装固定在末端凸轮锁紧轴上；所述末端凸轮锁紧轴是一个两端带有螺纹的光轴；两个末端凸轮轴固定块分别穿进末端凸轮锁紧轴的两端，并通过螺钉锁紧；两个末端锁紧扳带有螺纹孔，分别安装在末端凸轮锁紧轴的两端，通过螺钉锁紧；所述执行末端燕尾槽通过螺钉与末端连接件连接，执行末端燕尾槽的下部通过螺钉固定燕尾槽末端挡片，燕尾槽面与执行末端配合；所述执行末端尾部是燕尾槽凸台结构，用于在末端锁紧凸轮和执行末端燕尾槽的作用下进行锁紧定位，执行末端尾部上开设有长条形凹槽，用来固定方向指定针，末端两个圆环形凸台分别用于固定末端小圆环和末端大圆环，两个圆环形凸台同轴设置。
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