阅读说明：本技术 一种自动化牙种植微型机器人及控制方法 (Automatic dental implant micro robot and control method ) 是由 孙玉春 周永胜 王勇 张耀鹏 陈虎 张磊 刘云松 叶红强 原福松 柯怡芳 于 2020-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种自动化牙种植微型机器人及控制方法,螺旋套筒与旋转体安装座固连,旋转体安装座通过固定装置与嵌合式牙种植手术导板固连,旋转体与旋转驱动装置输出轴固连,从而旋转驱动装置能够带动旋转体同步旋转,所述种植钻支撑杆与种植钻连接,旋转体位于螺旋套筒内,旋转体前后对应位置上均设有旋转体直线滑道,种植钻支撑杆两端穿过旋转体前后的旋转体直线滑道后,挂在螺旋套筒螺旋滑道上。本发明能根据实际情况对种植位置的工作方向实施准确定位微调,能解决个性化的操作；能保证种植钻工作时纵向的轴线方向稳定,不偏离,具有安全性；而且根据实际情况设定参数后,能够自动化地完成操作过程,精度高,有利于向基层医疗系统推广使用。(The invention relates to an automatic tooth planting micro-robot and a control method thereof.A spiral sleeve is fixedly connected with a rotating body mounting seat, the rotating body mounting seat is fixedly connected with an embedded tooth planting operation guide plate through a fixing device, and the rotating body is fixedly connected with an output shaft of a rotation driving device, so that the rotation driving device can drive the rotating body to synchronously rotate. The invention can accurately position and finely adjust the working direction of the planting position according to the actual situation, and can solve the personalized operation; the longitudinal axis direction of the planting drill can be ensured to be stable and not deviate when the planting drill works, and the safety is realized; and after the parameters are set according to actual conditions, the operation process can be automatically completed, the precision is high, and the method is favorable for popularization and use of the primary medical system.)

一种自动化牙种植微型机器人及控制方法

技术领域

本发明涉及一种牙种植装置，具体涉及一种自动化牙种植微型机器人及控制方法。

背景技术

现有的牙种植手术导板和种植手机，虽然能够完成牙种植任务，但也存在一些问题：一是种植位置的确定和种植手机的工作方向，微调不准确；二是种植手机工作时纵向的轴线方向不稳定，容易偏离，从而造成手术误差或失败，因此存在安全性的问题；三是种植手机的操作还是要根据医生的经验实现完成，不能根据患者的情况设定参数后自动完成操作，从而实现自动化的过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化牙种植微型机器人及控制方法，能根据实际情况对种植位置的工作方向实施准确定位微调，能解决个性化的操作；能保证种植钻工作时纵向的轴线方向稳定，不偏离，具有安全性；而且根据实际情况设定参数后，能够自动化地完成操作过程，精度高，有利于向基层医疗系统推广使用。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：

本发明的一种自动化牙种植微型机器人，包括：嵌合式牙种植手术导板，固定装置，螺旋套筒，旋转驱动装置，旋转体，种植钻支撑杆，旋转体直线滑道，旋转体安装座，螺旋套筒螺旋滑道，种植钻，所述螺旋套筒与旋转体安装座固连，旋转体安装座通过固定装置与嵌合式牙种植手术导板固连，旋转体与旋转驱动装置输出轴固连，从而旋转驱动装置能够带动旋转体同步旋转，所述种植钻支撑杆与种植钻连接，旋转***于螺旋套筒内，旋转体前后对应位置上均设有旋转体直线滑道，所述种植钻支撑杆两端穿过旋转体前后的旋转体直线滑道后，挂在螺旋套筒螺旋滑道上，旋转体旋转时，旋转体直线滑道推动种植钻支撑杆，使种植钻支撑杆两端沿螺旋套筒螺旋滑道的轨迹运动，从而实现种植钻旋转和进给，能始终保持螺旋套筒、旋转体、种植钻三者同轴，确保种植钻进给时不会偏移。

其中，所述旋转驱动装置包括旋转电机一，主动齿轮，从动齿轮，驱动器，控制器，人机交互触摸屏，旋转电机一安装座，所述旋转电机一与旋转电机一安装座连接，旋转电机一安装座与旋转体安装座连接，所述人机交互触摸屏与控制器连接，控制器与驱动器连接，驱动器与旋转电机一连接，旋转电机一输出轴与主动齿轮连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮连接旋转体，能使旋转体旋转。

其中，所述旋转驱动装置包括旋转电机二，主动轮，从动轮，传动绳或传动带，旋转电机安装座，驱动器，控制器，人机交互触摸屏，所述旋转电机二固定在旋转电机安装座上，所述人机交互触摸屏与控制器连接，控制器与驱动器连接，驱动器与旋转电机二连接，旋转电机二输出轴与主动轮连接，主动轮通过传动绳或传动带与从动轮连接，从动轮连接旋转体，能使旋转体旋转。

其中，所述旋转驱动装置为种植手机。

其中，所述种植钻支撑杆包括支杆，种植钻支座，所述支杆固定在种植钻支座两侧，与种植钻支座为一体结构，种植钻从种植钻支座底部穿插在种植钻支座内，种植钻通过种植钻固定螺钉与种植钻支座固定；种植钻固定螺钉能够快速更换种植钻；种植钻支座通过支杆既与螺旋套筒螺旋滑道配合，又与旋转体直线滑道配合。

其中，所述螺旋套筒螺旋滑道位于螺旋套筒内壁上。

其中，所述螺旋套筒螺旋滑道是在螺旋套筒上贯通的螺旋滑道。

本发明的一种自动化牙种植微型机器人的控制方法，有以下步骤：

1)根据患者CT和扫描数据设计出带有定位孔和插槽的嵌合式牙种植手术导板；

2)通过调节旋转体安装座与嵌合式牙种植手术导板之间的位置，确定种植钻的工作方向；

3)设定旋转驱动装置正转速度，正转时间；

4)启动旋转驱动装置，旋转驱动装置带动旋转体旋转，旋转体直线滑道推动种植钻支撑杆，使种植钻支撑杆两端沿螺旋套筒螺旋滑道的轨迹运动，同时沿旋转体直线滑道滑动，从而实现在不移动旋转驱动装置的情况下，让旋转驱动装置在设定的种植方向上切削的同时进给；

5)步骤4)的操作完成后，旋转驱动装置自动开启反转动作，使种植钻收回到原来位置。

其中，所述旋转驱动装置包括旋转电机一，主动齿轮，从动齿轮，驱动器，控制器，人机交互触摸屏，旋转电机一安装座，所述旋转电机一与旋转电机一安装座连接，旋转电机一安装座与旋转体安装座连接，所述人机交互触摸屏与控制器连接，控制器与驱动器连接，驱动器与旋转电机一连接，旋转电机一输出轴与主动齿轮连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮连接旋转体，能使旋转体旋转。

其中，所述种植钻支撑杆包括支杆，种植钻支座，所述支杆固定在种植钻支座两侧，与种植钻支座为一体结构，种植钻从种植钻支座底部穿插在种植钻支座内，种植钻通过种植钻固定螺钉与种植钻支座固定；种植钻固定螺钉能够快速更换种植钻；种植钻支座通过支杆既与螺旋套筒螺旋滑道配合，又与旋转体直线滑道配合。

本发明的优点在于：

本发明能根据实际情况对种植位置的工作方向实施准确定位微调，能解决个性化的操作；能保证种植钻工作时纵向的轴线方向稳定，不偏离，具有安全性；而且根据实际情况设定参数后，能够自动化地完成操作过程，精度高，有利于向基层医疗系统推广使用。

附图说明

图1为本发明旋转驱动装置是齿轮传动结构的示意图；

图2为本发明旋转驱动装置是传动绳或传动带传动结构的示意图；

图3为本发明种植钻支撑杆的放大示意图；

图4为本发明贯通的螺旋滑道的放大示意图；

图5为本发明旋转驱动装置是种植手机的示意图。

图中，1、嵌合式牙种植手术导板；2、固定装置；3、旋转电机一；4、主动齿轮；5、从动齿轮；6、螺旋套筒；7、旋转体；8、种植钻支撑杆；9、旋转体直线滑道；10、旋转体安装座；11、螺旋套筒螺旋滑道；12、种植钻；13、人机交互触摸屏；14、控制器；15、驱动器；16、从动轮；17、传动绳或传动带；18、主动轮；19、旋转电机二；20、旋转电机安装座；21、支杆；22、种植钻螺钉；24、种植钻支座；25、贯通的螺旋滑道；26、旋转电机一安装座。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1-5，本发明的一种自动化牙种植微型机器人，包括：嵌合式牙种植手术导板，固定装置，螺旋套筒，旋转驱动装置，旋转体，种植钻支撑杆，旋转体直线滑道，旋转体安装座，螺旋套筒螺旋滑道，种植钻，所述螺旋套筒与旋转体安装座固连，旋转体安装座通过固定装置与嵌合式牙种植手术导板固连，旋转体与旋转驱动装置输出轴固连，从而旋转驱动装置能够带动旋转体同步旋转，所述种植钻支撑杆与种植钻连接，旋转***于螺旋套筒内，旋转体前后对应位置上均设有旋转体直线滑道，所述种植钻支撑杆两端穿过旋转体前后的旋转体直线滑道后，挂在螺旋套筒螺旋滑道上，旋转体旋转时，旋转体直线滑道推动种植钻支撑杆，使种植钻支撑杆两端沿螺旋套筒螺旋滑道的轨迹运动，同时沿着旋转体直线滑道滑动，从而实现种植钻旋转和进给，能始终保持螺旋套筒、旋转体、种植钻三者同轴，确保种植钻进给时不会偏移。

所述旋转驱动装置包括旋转电机一，主动齿轮，从动齿轮，驱动器，控制器，人机交互触摸屏，旋转电机一安装座，所述旋转电机一与旋转电机一安装座连接，旋转电机一安装座与旋转体安装座连接，所述人机交互触摸屏与控制器连接，控制器与驱动器连接，驱动器与旋转电机一连接，旋转电机一输出轴与主动齿轮连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮连接旋转体，能使旋转体旋转。

所述旋转驱动装置包括旋转电机二，主动轮，从动轮，传动绳或传动带，旋转电机安装座，驱动器，控制器，人机交互触摸屏，所述旋转电机二固定在旋转电机安装座上，所述人机交互触摸屏与控制器连接，控制器与驱动器连接，驱动器与旋转电机二连接，旋转电机二输出轴与主动轮连接，主动轮通过传动绳或传动带与从动轮连接，从动轮连接旋转体，能使旋转体旋转。

所述旋转驱动装置为种植手机。

所述种植钻支撑杆包括支杆，种植钻支座，所述支杆固定在种植钻支座两侧，与种植钻支座为一体结构，种植钻从种植钻支座底部穿插在种植钻支座内，种植钻通过种植钻固定螺钉与种植钻支座固定；种植钻固定螺钉能够快速更换种植钻；种植钻支座通过支杆既与螺旋套筒螺旋滑道配合，又与旋转体直线滑道配合。；所述支杆的直径小于旋转体直线滑道的宽度。

所述螺旋套筒螺旋滑道位于螺旋套筒内壁上。

所述螺旋套筒螺旋滑道是在螺旋套筒上贯通的螺旋滑道。

本发明的一种自动化牙种植微型机器人的控制方法，有以下步骤：

1)根据患者CT和扫描数据设计出带有定位孔和插槽的嵌合式牙种植手术导板；

2)通过调节旋转体安装座与嵌合式牙种植手术导板之间的位置，确定种植钻的工作方向；

3)设定旋转驱动装置正转速度，正转时间；

4)启动旋转驱动装置，旋转驱动装置带动旋转体旋转，旋转体直线滑道推动种植钻支撑杆，使种植钻支撑杆两端沿螺旋套筒螺旋滑道的轨迹运动，从而实现在不移动旋转驱动装置的情况下，让旋转驱动装置在设定的种植方向上切削的同时进给；

5)步骤4)的操作完成后，旋转驱动装置自动开启反转动作，使种植钻收回到原来位置。

所述旋转驱动装置包括旋转电机一，主动齿轮，从动齿轮，驱动器，控制器，人机交互触摸屏，旋转电机一安装座，所述旋转电机一与旋转电机一安装座连接，旋转电机一安装座与旋转体安装座连接，所述人机交互触摸屏与控制器连接，控制器与驱动器连接，驱动器与旋转电机一连接，旋转电机一输出轴与主动齿轮连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮连接旋转体，能使旋转体旋转。

所述种植钻支撑杆包括支杆，种植钻支座，所述支杆固定在种植钻支座两侧，与种植钻支座为一体结构，种植钻从种植钻支座底部穿插在种植钻支座内，种植钻通过种植钻固定螺钉与种植钻支座固定；种植钻固定螺钉能够快速更换种植钻；种植钻支座通过支杆既与螺旋套筒螺旋滑道配合，又与旋转体直线滑道配合。

固定装置：图1所示，是在嵌合式牙种植手术导板上部设有插槽，插槽侧面设有若干个定位孔，旋转体安装座左端设有旋转体安装座插销，当旋转体安装座插销***插槽后，再采用定位螺钉拧入定位孔，使定位螺钉顶住旋转体安装座插销，从而使旋转体安装座定位，也即旋转体安装座上的种植钻工作方向得到确定；若要微调种植钻工作方向，取出定位螺钉，将旋转体安装座插销向右移动或向左移动，然后再在定位孔拧入定位螺钉，即可完成微调后的定位。

驱动器：copley-090-06，nanotec C5-R-E-103，但不限于该产品。

控制器：maxon Epos4，雷赛smc104，但不限于该产品。

人机交互触摸屏：昆仑通态TPC7062HI，TPC7061TD，但不限于该产品。

种植手机可采用：Meyes牙科20:1种植手机，NSK SG20种植手机等，但不限于这些产品。

驱动电机：采用MaxonECX SPPED 13L，FAULHABER DM1220，GTUSM江苏紫金东方超声电机，但不限于这几种产品。

如上所述，便可较为充分的实现本发明。以上所述仅为本发明的较为合理的实施实例，本发明的保护范围包括但并不局限于此，本领域的技术人员任何基于本发明技术方案上非实质性变性变更均包括在本发明包括范围之内。