一种基于激光系统进行定位追踪装置的制作方法

本技术涉及医疗设备，具体涉及一种基于激光系统进行定位追踪装置。

背景技术：

1、目前市面上使用的骨科手术机器人大都使用导航定位，机械臂定位到需要做手术的位置后，在把持器上安装套筒，根据套筒位置打入克氏针，移走机械臂和把持器，再进行空心钉和实心钉打入，空心钉可以按照克氏针的方向打入，实心钉就无法套入克氏针，需要把克氏针拔出再进行打入实心钉，打实心钉的过程中，有时候无法找到入针点的位置，打入钉子和拔出克氏针的时候有可能造成病人身体位置的变换，而没有及时发现造成打偏的现象。针对上述问题，为此我们提出一种基于激光系统进行定位追踪装置，该装置为在移走把持器时在把持器末端安装绿色地功耗激光探头，在把持器移走时末端姿态保持不变，光束对应着实心钉的入针点，同时根据激光探头的每次采集的时间长可以计算入针点的位置是否发生偏移，及时提示医生和操作者，进行相应的处理。

2、如中国专利cn115363773a，公开日2022年11月22日，本发明公开了一种基于光学定位导航的骨科手术机器人系统及其控制方法，所述基于光学定位导航的骨科手术机器人系统包括：执行台车，用于进行移动，执行用户指定的固定针、螺钉的位置，引导用户进行精准钻孔、置钉操作；mr系统，用于提供一种交互式三维动态视景和行为系统仿真环境；提示系统，利用声音和灯光两种方式提醒患者和医护人员，使仪器状态信息传达清晰；中控台车，用于在骨科手术机器人中进行监控跟踪，扩展医生视野，以保证手术过程的安全可控；安全防护系统，通过急停开关在手术过程当发生紧急情况时，进行切断电源。虽然该发明能够使机械臂辅助医生精准定位，但对于打入钉子和拔出克氏针的时候有可能造成病人身体位置的变换，造成打偏的现象仍没有很好的解决。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于针对现有技术上的缺陷，提出了一种基于激光系统进行定位追踪装置，电源模块、mcu控制模块、激光模组及rs232模块，所述电源模块与mcu控制模块连接，所述mcu控制模块与激光模组连接，所述mcu控制模块与rs232模块连接，所述rs232模块将信息传送给电脑主机，所述激光模组包括激光头及激光控制盒，所述激光控制盒设置于把持器中部，所述激光控制盒与激光头连接，所述激光控制盒包括apc控制模块，所述把持器末端设置有定位孔，所述激光头穿过定位孔头部朝下放置。本申请中在把持器末端移走时插入一个激光探头，能够发射光束，在把持器移走时末端姿态保持不变，光束对应着实心钉的入针点，能够准确找到入针点的位置。同时根据激光探头的每次采集的时间长可以计算入针点的位置是否发生偏移，辅助定位，确保实心针不会打偏。

2、作为优选，所述apc控制模块33包括三极管q1、三极管q2、三极管q3、发光二极管d1、激光二极管d2及若干电阻，所述三极管q1的基极通过电阻r1与电源vcc连接，发射极与电源vcc连接，发射极通过电容c1与三极管q3的基极连接，集电极通过电阻r3接地，集电极与三极管q3的基极连接，所述三极管q3的发射极与三极管q2的基极连接，集电极接地，所述三极管q2的发射极通过电阻r2与电源vcc连接，集电极与发光二极管d1的阳极连接，所述发光二极管d1的阴极接地，所述激光二极管d2的集电极串联电阻r4、电阻r1与电源vcc连接，发射极接地。

3、作为优选，所述rs232模块包括芯片u1，所述芯片u1的1引脚通过电容c1与3引脚连接，4引脚通过电容c5与5引脚连接，2引脚通过电容c4接地，6引脚通过电容c6接地，15引脚接地，16引脚连接电源vcc，15引脚通过电容c2与16引脚连接，接收器输入端8引脚通过r32接收外部的数据信号，接收器输出端9引脚输出转换后的数据信号并通过电阻r3与电源vcc连接，发送器输入端10引脚输入需要发送的数据信号并通过电阻r2与电源vcc连接，发送器输出端7引脚通过电阻r31向外部设备发生转换后的数据信号。

4、作为优选，所述apc控制模块还包括反馈采样电阻r4，所述电阻r4一端与激光二极管的集电极连接，另一端与发光二极管的基极连接，起到限流作用。

5、作为优选，所述rs232模块还包括静电保护器d8，所述静电保护器d8的第一端与芯片u1的7引脚连接，第二端与芯片u1的8引脚连接，第三端接地。

6、作为优选，所述激光选型：功率＜1mw,测试距离：0.03-10m，波长：620nm-690nm，测量精度：≤1mm。

7、本实用新型的有益效果是：

8、1.把持器末端移走时插入一个激光探头，能够发射光束，在把持器移走时末端姿态保持不变，光束对应着实心钉的入针点，能够准确找到入针点的位置。同时根据激光探头的每次采集的时间长可以计算入针点的位置是否发生偏移，辅助定位，确保实心针不会打偏。

9、2.激光传感器具有高精度和稳定性，能够在恶劣的环境条件下正常工作，显著提高手术成功率。

10、3.需要打实心针时把激光探头插入把持器末端，打完实心针时则把激光探头关闭后取下即可，此方式操作简单、方便、可靠。

11、4.通过人机界面可以对激光模组的控制，实时采集激光模组工作的状态信息，及时提示医生和操作者，进行相应的处理。

技术特征：

1.一种基于激光系统进行定位追踪装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种基于激光系统进行定位追踪装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种基于激光系统进行定位追踪装置，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的一种基于激光系统进行定位追踪装置，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的一种基于激光系统进行定位追踪装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的一种基于激光系统进行定位追踪装置，其特征在于，

技术总结
本技术的目的在于针对现有技术上的缺陷，提出了一种基于激光系统进行定位追踪装置，本装置包括：包括电源模块、MCU控制模块、激光模组及RS232模块，所述电源模块与MCU控制模块连接，所述MCU控制模块与激光模组连接，所述MCU控制模块与RS232模块连接，所述RS232模块将信息传送给电脑主机。本申请中在把持器末端移走时插入一个激光探头，能够发射光束，在把持器移走时末端姿态保持不变，光束对应着实心钉的入针点，能够准确找到入针点的位置。同时根据激光探头的每次采集的时间长可以计算入针点的位置是否发生偏移，辅助定位，确保实心针不会打偏。

技术研发人员：马震川,任志杰,任骊澄,杨旸,王俊,陆洪江
受保护的技术使用者：杭州邦杰星医疗科技有限公司
技术研发日：20231114
技术公布日：2024/9/23