CN116549113B - 一种手术机器人的智能光学定位系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种手术机器人的智能光学定位系统，其包括设置有光学定位测量装置的导航台车和设置有多个反射部件的光学探针，其中，所述反射部件，用以反射光线；所述光学定位测量装置，用以发出光线并获取经所述反射部件反射回的光线，并基于反射回的光线确定光学探针针头处的位置坐标；所述光学探针还包括定位支架、配准针和导电杆，所述定位支架上设置所述反射部件；所述配准针内设置有柱状空腔，所述柱状空腔的内壁为导体，所述导电杆设置在所述柱状空腔内，且与所述柱状空腔间隙配合。本申请中，可以在光学探针产生弯曲后导通柱状空腔内壁和导电杆，对外进行提醒，保证光学探针的精度。

Description

一种手术机器人的智能光学定位系统

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种手术机器人的智能光学定位系统。

背景技术

手术机器人是集多项现代高科技手段与一体的综合体，其用途广泛，在临床上有大量的应用，随着医疗机器人技术的蓬勃发展，手术机器人助手已经被广泛使用，人工膝关节置换，是近现代逐渐发展起来的一种治疗膝关节疾病的新技术，它能非常有效地根除晚期膝关节病痛，极大地提高病人的生活质量，在发达国家比较流行，目前在国内处于快速发展的阶段。

手术机器人的智能光学定位系统对光学探针进行建模，并通过识别现实中光学探针空间姿态的方式对注册点、手术位置进行定位，其定位精度取决于识别精度和光学探针的加工精度。

但是现有的光学探针，在对硬骨面的手术位置进行定位时，经常需要穿透软骨层，这种穿透动作容易使得光学探针本身产生微小的弯曲度，影响光学探针的精度。

发明内容

本申请解决的问题是现有手术机器人的智能光学定位系统的光学探针穿透软骨层后，自身容易产生微小的弯曲度，影响光学探针的精度。

为解决上述问题，本申请提供了一种手术机器人的智能光学定位系统，其包括设置有光学定位测量装置的导航台车和设置有多个反射部件的光学探针，其中，

所述反射部件，用以反射光线；

所述光学定位测量装置，用以发出光线并获取经所述反射部件反射回的光线，并基于反射回的光线确定光学探针针头处的位置坐标；

所述光学探针还包括定位支架、配准针和导电杆，所述定位支架上设置所述反射部件；

所述配准针内设置有柱状空腔，所述柱状空腔的内壁为导体，所述导电杆设置在所述柱状空腔内，且与所述柱状空腔间隙配合。

进一步地，所述导电杆内设置有电池和触发模块，所述电池在所述导电杆两端产生电动势，所述触发模块与所述电池电连接，在电池-触发模块的回路导通后发送触发信号。

进一步地，所述导电杆包括相互分离的导电头和活动杆，所述导电头抵靠所述活动杆，所述活动杆与所述电池所述柱状空腔接触，所述电池和所述触发模块设置在所述活动杆上。

进一步地，所述配准针还包括绝缘连接件，所述绝缘连接件设置在所述柱状空腔内，连接所述导电头与所述柱状空腔。

进一步地，所述柱状空腔的后端贯穿所述配准针，所述活动杆容置在所述柱状空腔内且后端伸出所述配准针。

进一步地，还包括卡合扣，所述卡合扣卡在所述活动杆伸出所述配准针的部分；所述配准针后端设置有抵靠弹簧，所述抵靠弹簧一端抵靠所述配准针，一端抵靠所述卡合扣。

进一步地，所述活动杆伸出所述配准针的部分由前至后依次设置有第一卡口、第二卡口和第三卡口，所述卡合扣适于卡合在所述第一卡口、所述第二卡口或所述第三卡口，以对所述活动杆容纳在所述配准针内的长度进行限制。

进一步地，所述配准针后端设置有第一装配部，所述定位支架前端设置有装配孔，所述装配孔内设置有第二装配部，所述第一装配部与所述第二装配部适配，以将所述配准针与所述定位支架可拆卸连接。

进一步地，所述装配孔的后端设置有内环件和外环件，所述外环件套在所述内环件外侧，且抵靠所述装配孔的内壁，所述内环件相对于所述外环件可以在第一位置和第二位置之间滑动，所述外环件相对于所述装配孔的内壁可以在第三位置和第四位置之间滑动；用于提供三种不同的插入深度，以与所述活动杆伸出所述配准针的三个长度适配。

进一步地，还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧一端抵靠所述装配孔的后端面，一端抵靠所述内环件的后端面，用于复位所述内环件和所述外环件。

本申请中，可以在光学探针产生弯曲后导通柱状空腔内壁和导电杆，对外进行提醒，保证光学探针的精度。

本申请中，通过绝缘连接件将导电头设置在柱状空腔内，从而避免导电头除前端之外的其余部分接触柱状空腔的内壁，避免意外导通。

本申请中，通过设置对应的插入深度，可以容纳不同卡合位置的活动杆，从而实现在配准针与定位支架结合时，活动杆与内环件的恰好抵靠。

本申请中，通过设置对应的插入深度，从而在不同卡合位置的活动杆插入、或插入的活动杆调整卡合位置时，内环件会随之滑动至对应位置，自动适配不同插入深度的活动杆。

本申请中，通过设置压缩弹簧，从而在不同卡合位置的活动杆拔出、或插入的活动杆调整卡合位置时，自动复位所述内环件和所述外环件。

附图说明

图1为本申请手术机器人的智能光学定位系统的结构示意图；

图2为申请智能光学定位系统中光学探针的立体图；

图3为本申请智能光学定位系统中光学探针的剖面图；

图4为本申请智能光学定位系统中光学探针的剖面图的I部分放大图；

图5为本申请智能光学定位系统中光学探针的剖面图的II部分放大图；

图6为本申请智能光学定位系统中光学探针的剖面图的III部分放大图；

图7为本申请智能光学定位系统中光学探针的剖面图的IV部分放大图；

图8为本申请智能光学定位系统中光学探针的拆卸部分的爆炸图；

图9为本申请光学探针的剖面图中抵靠部位于最前端位置状态下的III部分放大图；

图10为本申请光学探针的剖面图中抵靠部位于最后端位置状态下的III部分放大图。

附图标记说明：4-导航台车；5-光学定位测量装置；6-光学探针；7-反射部件；3-定位支架；31-装配孔；32-卡环；33-卡钮；34-环形槽；35-通孔；36-内环件；37-外环件；38-滑动段；39-压缩弹簧；2-配准针；21-柱状空腔；22-绝缘连接件；23-抵靠弹簧；1-导电杆；11-导电头；12-活动杆；13-第一卡口；14-第二卡口；15-第三卡口；24-卡合扣。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施例做详细的说明。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

手术机器人系统是集多项现代高科技手段与一体的综合体，其用途广泛，在临床上有大量的应用，随着医疗机器人技术的蓬勃发展，手术机器人助手已经被广泛使用，人工膝关节置换，是近现代逐渐发展起来的一种治疗膝关节疾病的新技术，它能非常有效地根除晚期膝关节病痛，极大地提高病人的生活质量，在发达国家比较流行，目前在国内处于快速发展的阶段。

手术机器人的智能光学定位系统设置有光学探针，通过光学探针完成对外部物体的定位，具体为：智能光学定位系统建立光学探针进行建模，确定光学探针的模型；定位时通过光学探针的针尖触碰待定位点，智能光学定位系统识别光学探针的坐标和空间姿态，结合光学探针的模型确定待定位点的位置坐标。这种定位方法获取的位置坐标，其定位精度取决于对光学探针的坐标和空间姿态的识别精度和光学探针的加工精度。

在关节手术中，智能光学定位系统主要进行的是对人体硬骨面的定位，这种定位需要光学探针在定位时针头碰触硬骨面；但是在实际定位过程中，硬骨面上通常具有软骨层及软骨的保护膜，需要光学探针的针头扎穿软骨及软骨膜后触碰硬骨面才能够完成准确定位。这种穿透动作，容易使得光学探针产生弯曲形变，在形变弯曲度较小，使用者无法肉眼识别的情况下，则无法及时更换弯曲的光学探针，导致后续定位精度降低，影响手术的准确性。

手术机器人的智能光学定位系统对光学探针进行建模，并通过识别现实中光学探针空间姿态的方式对注册点、手术位置进行定位，其定位精度取决于识别精度和光学探针的加工精度。

但是现有智能光学定位系统的光学探针，在对硬骨面的手术位置进行定位时，经常需要穿透软骨层，这种穿透动作容易使得光学探针本身产生微小的弯曲度，影响光学探针定位的精度。

针对上述问题，本申请提供一种新的智能光学定位系统，能够识别光学探针本身的轻微弯曲，从而及时更换，避免影响定位精度。

本申请中，与轴线垂直且指向轴线的方向为“内”，与轴线垂直且背离轴线的方向为“外”；探针上沿轴线且指向针头的针尖的方向为“前”，沿轴线且背离针头的针尖的方向为“后”。

本申请实施例提供了手术机器人的智能光学定位系统，该智能光学定位系统的结构如图1-图10所示，所述手术机器人的智能光学定位系统，包括设置有光学定位测量装置5的导航台车4和设置有多个反射部件7的光学探针6，其中，

所述反射部件7，用以反射光线；

所述光学定位测量装置5，用以发出光线并获取经所述反射部件7反射回的光线，并基于反射回的光线确定光学探针6针头处的位置坐标；

所述光学探针6还包括定位支架3、配准针2和导电杆1，所述定位支架3上设置所述反射部件7；

所述配准针2内设置有柱状空腔21，所述柱状空腔21的内壁为导体，所述导电杆1设置在所述柱状空腔21内，且与所述柱状空腔21间隙配合。

这样，光学探针的针尖点触待定位点，光学定位测量装置发出光线后，光学探针上的反射部件将照射在自身位置处的光线反射，光学定位测量装置获取反射的光线，根据反射的光线确定反射部件在预设坐标系下的对应坐标，并基于已建立的光学探针模型确定光学探针的针尖在预设坐标系下的对应坐标，该坐标即是光学探针针头处的位置坐标，也是光学探针所定位的待定位点的位置坐标。

其中，配准针2内设置有柱状空腔21，柱状空腔21内间隙配合有导电杆1；在光学探针6正常使用时，柱状空腔21与导电杆1维持间隙配合；在光学探针6产生弯曲后，柱状空腔21随着光学探针6弯曲，此时柱状空腔21的内壁跨越与导电杆1的间隙后接触导电杆1，从而柱状空腔21内壁和导电杆1导通。

需要说明的是，柱状空腔内壁和导电杆导通，可以激发预设的触发信号，从而可以提醒更换对应的配准针或光学探针，保证光学探针的精度。

具体地，光学探针6产生超出阈值(该阈值与柱状空腔21、导电杆1间隙相对应)的弯曲度之后，柱状空腔21与导电杆1接触导通，激发预设的触发信号，所述光学定位测量装置5或导航台车4接收到触发信号后，进行修正或暂停测量，避免光学探针6的微小弯曲度影响定位精度。

其中，光学定位测量装置5或导航台车4接收到触发信号后，可以排除当前测量的测量点的位置坐标；也可以对当前测量的测量点的位置坐标根据预设的修正测量进行修正；也可以仅记录反射光线的数据，不再计算测量点的位置坐标，直至获取到已弯曲的光学探针6的更新模型后再计算测量点的位置坐标。

需要说明的是，预设的触发信号，可以是设置触发信号的发射回路，将柱状空腔内壁和导电杆导通作为回路的一部分，也可以是监测柱状空腔内壁和导电杆导通的电阻或电压变化，并将监测数据的数值跳变作为触发信号；也可以为其他实现方式。

需要说明的是，光学定位测量装置所能照射的正前方一定角度范围内为其有效测量范围，位于该范围内的光学探针才可以被识别出，进行正常定位。本申请中的光学探针，在没有特殊描述的情况下，默认其位于有效测量范围内。

本申请中，可以在光学探针产生弯曲后导通柱状空腔内壁和导电杆，对外进行提醒，保证光学探针的精度。

在一种实施方式中，所述导电杆1内设置有电池和触发模块，所述电池在所述导电杆1两端产生电动势，所述触发模块与所述电池电连接，在电池-触发模块的回路导通后发送触发信号。

其中，将导电杆两端分别与电池的不同电极连接，从而在导电杆两端产生电动势；该电动势在导电杆与柱状空腔的内壁导通之后，产生电流。

其中，触发模块设置在电池-导电杆-柱状空腔内壁的回路上，回路导通后触发该触发模块，对外发送触发信号。

其中，对外发送的触发信号，可以为单个信号，也可以为连续不间断的信号，也可以为多个连续的脉冲，从而通过连续的信号，避免单个信号误触发造成的误报。

在一种实施方式中，所述导电杆1包括相互分离的导电头11和活动杆12，所述导电头11抵靠所述活动杆12，所述活动杆12与所述电池所述柱状空腔21接触，所述电池和所述触发模块设置在所述活动杆12上。

其中，导电杆1包括相互独立的导电头11和活动杆12，导电头11抵靠活动杆12，导电头11与柱状空腔21间隙配合，活动杆12与柱状空腔21接触，从而形成导电头-活动杆-柱状空腔的回路；电池和触发模块设置在活动杆12上，该设置可以是以活动杆12为导线，将电池与触发模块连接。

本申请中，柱状空腔弯折后，与导电头接触，从而导电头-活动杆(-电池-触发模块)-柱状空腔的回路导通，发送触发信号。

本申请中，在导电头抵靠活动杆时，导电头-活动杆(-电池-触发模块)-柱状空腔的回路会随着柱状空腔/配准针的弯曲而导通，发出触发信号；若导电头未抵靠活动杆时，导电头与活动杆处于断路状态，导电头-活动杆(-电池-触发模块)-柱状空腔的回路不会随着柱状空腔/配准针的弯曲而导通，不再发出触发信号。这样，通过设置导电头与活动杆的位置关系，可以控制配准针的触发功能，从而可以根据需求进行设置。

在一种实施方式中，所述导电头11与电池的正极电连接，所述活动杆12与电池的负极电连接，从而在柱状空腔21的内壁上为负电动势。

本申请中，配准针一般为一体式结构，从而配准针的外壁与柱状空腔的内壁为一体式，在柱状空腔的内壁为负电动势时，配准针的外壁也为负电动势。

其中，负电动势一般为接地电动势，与人体电动势较为相似。

本申请中，将配准针外壁设置为负电动势，则可以和人体的电动势保持相似，从而避免握持时人体的电动势产生的干扰，例如在触发模块两端产生电动势，发出触发信号；且还可以避免配准针的电压反向影响人体。

在一种实施方式中，所述配准针2还包括绝缘连接件22，所述绝缘连接件22设置在所述柱状空腔21内，连接所述导电头11与所述柱状空腔21。

本申请中，通过绝缘连接件将导电头设置在柱状空腔内，从而避免导电头除前端之外的其余部分接触柱状空腔的内壁，避免意外导通。

在一种实施方式中，所述绝缘连接件22固定在所述柱状空腔21内，且与导电头11连接，对导电头11的径向运动进行限位，从而使得导电头11无法产生径向位移，但可以在外力作用下产生轴向移动。

本申请中，将导电头11与绝缘连接件22可轴向移动设置，这样，可以在需要时轴向移动导电头，达到控制导电头前端或后端具体位置的目的。

在一种实施方式中，所述绝缘连接件22连接在导电头11的后半部分，且连接在导电头11的1/4-1/2位置处。

其中，导电头11的1/4-1/2位置处为导电头11后端的1/4-1/2位置处，即是导电头11从后向前方向的1/4-1/2位置处。

本申请中，柱状空腔弯曲后，可能会导致接触的导电头在导通的同时也产生一定的弯曲，此时在更换配准针时要同时更换导电头，避免弯曲的导电头影响定位的准确性。但是实际操作中发现，可能产生弯曲的仅仅为当前放置的导电头的最前端，其余部分并未产生形变或形变较小不影响精度。

本申请中，通过对导电头与绝缘连接件的连接位置的设定，从而在更换配准针时仅需调换导电头的前后端，即可实现对导电头的复用。

需要说明的是，已复用的导电头的两端均产生弯曲，无法二次复用。

在一种实施方式中，所述柱状空腔21的后端贯穿所述配准针2，所述活动杆12容置在所述柱状空腔21内且后端伸出所述配准针2。

其中，柱状空腔21的后端在配准针2上开口，活动杆12从柱状空腔21的该开口处伸出配准针2。

本申请中，通过在配准针的后端设置开口，从而使得活动杆可以从开口伸出，向后位移，从而与未移动的导电头分离，将导电头与活动杆断路。

本申请中，活动杆容置在所述柱状空腔内，其径向位移被柱状空腔限制，仅可在外力作用下产生轴向位移。

在一种实施方式中，还包括卡合扣24，所述卡合扣24卡在所述活动杆12伸出所述配准针2的部分；所述配准针2后端设置有抵靠弹簧23，所述抵靠弹簧23一端抵靠所述配准针2，一端抵靠所述卡合扣24。

其中，通过卡合扣24卡合在活动杆12的后端，对卡合扣24与活动杆12的位移进行限制；通过弹簧抵靠在配准针2后端面与卡合扣24的前端面，推动卡合扣24与活动杆12向原理配准针2的一端(向后)移动。

本申请中，通过设置弹簧，从而在无其他外力的情况下，推动活动杆向后移动，将其与导电头进行分离，从而避免配准针向外发送触发信号。

本申请中，通过设置抵靠弹簧，可以实现配准针与定位支架分离时，配准针内的导电头与活动杆的主动断开，实现完全的避免误触发。

这样，通过活动杆实现在配准针与定位支架分离的同时破坏配准针的发送触发信号的功能，结构简单，机械配件可以具有更好的消毒效果。

在一种实施方式中，所述导电头11间隙配合的柱状空腔21的直径大于所述活动杆12配合的柱状空腔21的直径，且所述导电头11直径与所述活动杆12直径相同。

其中，导电头11直径与活动杆12直径相同，则可以通过活动杆适配的柱状空腔对导电头进行径向位移的限制。

本申请中，在将导电头11装配至对应的柱状空腔21时，可以将导电头11从活动杆12适配的柱状空腔21的开口处插入，此时柱状空腔21对导电头11进行径向限制，导电头11可以在外力或者活动杆12的推动下向前轴向移动，插入绝缘连接件22中进行装配；通过活动杆12可以限制导电头11的插入深度。

这样，导电头的装配简单，且装配深度可控。

在一种实施方式中，所述导电头11间隙配合的柱状空腔21的直径与所述活动杆12配合的柱状空腔21的直径相同，且所述导电头11直径小于所述活动杆12直径。

本申请中，导电头11直径小于活动杆12直径，则可以设置额外的导电头11夹持件，以夹持导电头11从柱状空腔21内取出；由于活动杆配合的柱状空腔的直径大于导电头，因此该部分柱状空腔具有容纳导电头夹持件的空间，从而可以通过导电头夹持件实现导电头的装配和取出。

在一种实施方式中，所述活动杆12伸出所述配准针2的部分由前至后依次设置有第一卡口13、第二卡口14和第三卡口15，所述卡合扣24适于卡合在所述第一卡口13、所述第二卡口14或所述第三卡口15，以对所述活动杆12容纳在所述配准针2内的长度进行限制。

其中，所述配准针2的前向，即是沿配准针2的轴向由配准针2的中心指向配准针2的针尖的方向。所述配准针2的第一卡口13设置在第二卡口14的前向，第二卡口14设置在第三卡口15的前向。

在一种实施方式中，柱状空腔21的后端开口的直径大于柱状空腔21的直径，且开口与柱状空腔21的连接处形成台阶；所述抵靠弹簧23的一端抵靠该台阶，另一端抵靠卡合扣24。

这样，将抵靠弹簧容纳在开口内，在所述卡合扣抵靠所述开口时，所述抵靠弹簧压缩到最大。

其中，活动杆12从抵靠弹簧23的中间穿过，对弹簧的径向弯曲进行限制。

本申请中，卡合扣24的横截面大于柱状空腔21的后端开口，这样，在卡合扣随活动杆向前运动时，卡合扣抵靠在柱状空腔的后端，对卡合扣进行限位，且对与卡合扣卡合的活动杆进行限位。

这样，对卡合扣24进行限位，也即是对活动杆12进行限位，且活动杆12的前端抵靠导电头11，也即是通过活动杆12对导电头11进行限位。

具体地，装配时会首先装配导电头11至绝缘连接件22，然后依次装配活动杆12和卡合扣24；此时将卡合扣24前推，则卡合扣24推动活动杆12，活动杆12推动导电头11，直至卡合扣24抵靠开口，此时导电头11被推动至预设位置。

其中，导电头11具有三个预设位置：第一预设位置、第二预设位置、第三预设位置；该三个预设位置分别与第一卡口13、第二卡口14、第三卡口15对应。

具体地：当卡合扣24卡合在第一卡口13上，则此时推动卡合扣24至抵靠开口时，导电头11的前端到达第一预设位置；当卡合扣24卡合在第二卡口14上，则此时推动卡合扣24至抵靠开口时，导电头11的前端到达第二预设位置；当卡合扣24卡合在第三卡口15上，则此时推动卡合扣24至抵靠开口时，导电头11的前端到达第三预设位置。

可以看出，第一预设位置在第二预设位置的后方，第二预设位置在第三预设位置的后方。第一预设位置、第二预设位置、第三预设位置的排列顺序为由后向前排列。

这样，通过卡合扣的不同卡合位置，从而对导电头的前端位置进行调整。

需要说明的是，活动杆可以前推导电头，若需要推动导电头向后运动，则可以通过导电头夹持件，或者磁体(在导电头和活动杆为磁铁的可吸附材料时)，或者其他可行方式，本申请对此不再赘述。

需要说明的是，对于配准针，其整体尺寸是随着前向越来越小的，也越来越容易弯曲；可以看出，导电头位于第一预设位置、第二预设位置、第三预设位置时，导电头与柱状空腔内壁接触时的配准针的弯曲度是越来越小的，也即是对弯曲度的触发精度越来越高。

通过设置三个预设位置，对应不同的触发精度，从而使得配准针的触发精度可以来回调节，以提高其适用性。

在一种实施方式中，所述配准针2后端设置有第一装配部，所述定位支架3前端设置有装配孔31，所述装配孔31内设置有第二装配部，所述第一装配部与所述第二装配部适配，以将所述配准针2与所述定位支架3可拆卸连接。

其中，所述柱状空腔21的开口设置在所述第一装配部上，从而在所述第一装配部与第二装配部适配时，开口内的活动杆抵靠定位支架。

在一种实施方式中，第二装配部为卡环32，所述装配孔31内壁上设置有环形槽34，所述卡环32间隙容纳在所述环形槽34内，所述配准针2的后端插入所述卡环32内，与所述定位支架3卡合。

其中，所述环形槽34为装配孔31内壁上向外凸出的槽，且该槽环绕装配孔31。通过设置环形槽34，以容纳卡环32。

在一种实施方式中，所述第一装配部为与卡环32适配的凹陷，所述配准针2的后端插入所述卡环32内，卡环32卡在该凹陷处。从而使得卡环卡住配准针后可以同时对配准针的轴向运动进行限位。

在一种实施方式中，还包括卡钮33，所述卡环32的一侧设置有开口，所述环形槽34内设置有通孔35，该通孔35从侧面贯穿所述装配孔31；所述卡钮33一端抵靠所述卡环32的开口，另一端经由该通孔35伸出所述定位支架3。

其中，卡钮33的一端伸出通孔35，从定位支架3的外侧露出，按压该端，可以使得卡钮33向内挤压；卡钮33的另一端抵靠卡环32的开口，也即是卡钮33的端口抵靠开口的两个侧面，卡钮33向内挤压后，卡钮33抵靠侧面的部分进行挤压，开口的两个侧面被挤压后会向两侧移动，即是开口变大。这种开口变大的弹性变化，会同时带动整个卡环的撑开，从而可以将配准针从撑开的卡环内抽出，完成拆卸。

这样，可以将卡钮33挤压开口的一侧设置为弧形，从而更好地将向下的挤压效果转换为向开口两侧的挤压效果。

在一种实施方式中，所述环形槽34内壁上远离所述通孔35的一侧设置有槽内突触(图中未画出)，所述槽内突触抵靠卡环32，用于在卡钮33挤压卡环32时避免卡环32的中心偏移。

其中，设置槽内突触，则卡环32在卡钮33向下挤压时，下部被槽内突触限位而无法向下移动，基于此，卡钮33向下的挤压被转换为向开口两侧的挤压，从而撑开卡环32。

另外，设置槽内突触，使得卡环32的中心被限制在槽内突触上的预设位置处，即使被卡钮33挤压状态下，该中心保持不变，从而使得配准针2更容易脱出；若中心位置下移，则会导致卡环32同步下移，卡环32开口处与配准针2结合更紧密，无法脱出。

在一种实施方式中，所述装配孔31的后端设置有内环件36和外环件37，所述外环件37套在所述内环件36外侧，且抵靠所述装配孔31的内壁，所述内环件36相对于所述外环件37可以在第一位置和第二位置之间滑动，所述外环件37相对于所述装配孔31的内壁可以在第三位置和第四位置之间滑动；用于提供三种不同的插入深度，以与所述活动杆12伸出所述配准针2的三个长度适配。

在一种实施方式中，还包括压缩弹簧39，所述压缩弹簧39一端抵靠所述装配孔31的后端面，一端抵靠所述内环件36的后端面，用于复位所述内环件36和所述外环件37。

本申请中，第一位置与第二位置，为内环件36相对于外环件37的位置，第一位置在第二位置的前方；其中，内环件36的外壁与外环件37的内壁接触，其相对于外环件37可以产生轴向的位移，在以外环件37为参照物的情况下，内环件36前向位移的最远距离为第一位置，内环件36后向位移的最远距离为第二位置。

本申请中，第三位置与第四位置，为外环件37相对于装配孔31的位置，第三位置在第四位置的前方；其中，外环件37的外壁与装配孔31的内壁接触，其相对于装配孔31可以产生轴向的位移，在以装配孔31为参照物的情况下，外环件37前向位移的最远距离为第三位置，外环件37后向位移的最远距离为第四位置。

在一种实施方式中，所述装配孔31设置有滑动段38，所述滑动段38容纳所述外环件37，且滑动段38的直径增大。

其中，滑动段38的直径，即是滑动段38的直径大于靠近滑动段38的装配孔31部分的直径，从而可以在装配孔的内壁形成限制外环件继续前向移动的台阶。

在一种实施方式中，所述内环件36设置有抵靠部，装配时，所述活动杆12后端装配在抵靠部。

其中，所述抵靠部为容纳活动杆插入的一端开口的孔，或者为内环件的端面，或者可以与活动杆的端部过盈配合的插口，或者为其他可限位形式。

需要说明的是，本申请中，内环件相对于所述外环件在第一位置和第二位置之间滑动，所述外环件相对于所述装配孔的内壁在第三位置和第四位置之间滑动，该种滑动是在大于一定阈值的外力作用下才可进行的滑动，并非可随意进行的滑动。

本申请中，内环件相对于所述外环件滑动，是假设外环件为静止的，内环件进行滑动。

在一种实施方式中，推动内环件36相对于外环件37滑动的力大于推动外环件37相对于装配孔31滑动的力，这样在使用过程中，外环件37会最先发生前向或后向运动，直至运动到限定位置(第三位置或第四位置)后，内环件36才会发生前向或后向运动。

其中，推动内环件相对于外环件滑动的力大于推动外环件相对于装配孔滑动的力，可以通过将内环件与外环件之间进行粗糙打磨的方式来实现，也可以通过将内环件与外环件之间设置半固定连接来实现，或者通过其他方式实现。

本申请中，所述半固定连接是指在受到小于阈值的外力作用下保持固定，在受到大于阈值的外力作用下开始运动的连接方式。

这样，可以避免内环件、外环件的无序运动，且可以通过压缩弹簧实现内环件、外环件的回复。

在一种实施方式中，内环件36的外壁设置有至少一个凸起，外环件37的内壁上设置有至少两个凹槽，一个所述凸起与两个凹槽相配合，将内环件36相对于外环件37在第一位置和第二位置固定。

在一种实施方式中，外环件37的外壁设置有至少一个凸起，装配孔31的内壁上设置有至少两个凹槽，一个所述凸起与两个凹槽相配合，将外环件37相对于装配孔31在第一位置和第二位置固定。

其中，一个所述凸起与两个凹槽相配合时，当凸起与其中一个凹槽相配合时，内环件36相对于外环件37在第一位置固定，当凸起与另外一个凹槽相配合时，内环件36相对于外环件37在第二位置固定。

需要说明的是，一般情况下，存在两个或两个以上的凸起时，凹槽可以设置为反复利用，例如两个凸起与三个凹槽相配合，三个凸起与四个凹槽相配合等，通过复用方式减少凹槽的设置。

如图6、图9和图10所示，图中内环件36外壁设置有两个凸起，内环件36相对于外环件37在第二位置时，内环件36部分伸出外环件37，因此外环件37内壁仅设置两个凹槽；图中外环件37外壁设置有两个凸起，装配孔31的内壁上设置三个凹槽。

进一步地，内环件36外壁的凸起的高度大于外环件37外壁的凸起的高度，从而推动内环件相对于外环件滑动的力大于推动外环件相对于装配孔滑动的力。

需要说明的是，图6、图9和图10中仅是凸起和凹槽的简略示意图，因此并未画出外环件及装配孔内壁上供凸起滑动的空隙及其他设置，但该示意图并不影响主要内容的表达，不应当认为是具体方案无法实现。

本申请中，提供三种不同的插入深度，具体为：

所述内环件36位于第一位置且所述外环件37位于第三位置时，内环件36的抵靠部位于最前端位置；所述内环件36位于第一位置且所述外环件37位于第四位置时，内环件36的抵靠部位于中间位置；所述内环件36位于第二位置且所述外环件37位于第四位置时，内环件36的抵靠部位于最后端位置。

本申请中，所述内环件36的抵靠部位于最前端位置、中间位置、最后端位置，分别与活动杆12的第三卡口15、第二卡口14、第一卡口13相对应。

需要说明的是，还可以设置所述内环件位于第二位置且所述外环件位于第三位置时，内环件的抵靠部位于中间位置，从而复用中间位置，避免活动杆的卡合位置与内环件的抵靠部位的具体位置的不匹配。

当内环件36的抵靠部位于最前端位置，且卡合扣24卡合在第三卡口15时，配准针2与定位支架3结合后，活动杆12后端装配在抵靠部；当内环件36的抵靠部位于中间位置，且卡合扣24卡合在第二卡口14时，配准针2与定位支架3结合后，活动杆12后端装配在抵靠部；当内环件36的抵靠部位于最后端位置，且卡合扣24卡合在第一卡口13时，配准针2与定位支架3结合后，活动杆12后端装配在抵靠部。

本申请中，通过设置对应的插入深度，可以容纳不同卡合位置的活动杆，从而实现在配准针与定位支架结合时，活动杆与内环件的恰好抵靠。

本申请中，通过设置对应的插入深度，从而在不同卡合位置的活动杆插入、或插入的活动杆调整卡合位置时，内环件会随之滑动至对应位置，自动适配不同插入深度的活动杆。

本申请中，通过设置压缩弹簧，从而在不同卡合位置的活动杆拔出、或插入的活动杆调整卡合位置时，自动复位所述内环件和所述外环件。

在一种实施方式中，第一卡口13、第二卡口14、第三卡口15之间的距离相同。这样，可以与装配孔的内环件、外环件进行适配，避免出现不适配而导致内环件无法将活动杆上卡合扣抵靠在开口的情况。

其中，若卡合扣无法抵靠在开口，则活动杆的前向运动未达到限定位置，无法接触导电头，从而使得配准针无法对外发送触发信号。

在一种实施方式中，所述反射部件7为定位球，所述定位球呈不规则形状设置，适于对所述光学探针的位姿进行定位。

具体地，所述定位球的表面涂覆有涂层；这样，可以达到更好的识别效果。

具体地，若干定位球呈不规则形状设置，即是以定位球为顶端的图形为不规则图形；通过不规则设置，可以避免定位球组成的图形在经过空间移动或翻折后与原图形相似或重合，干扰定位。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“高温”、“低温”是相对温度，并非绝对温度，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有绝对温度，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”、“连通”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。

在本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

需要说明的是，在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种手术机器人的智能光学定位系统，其特征在于，包括设置有光学定位测量装置的导航台车和设置有多个反射部件的光学探针，其中，

所述反射部件，用以反射光线；

所述光学定位测量装置，用以发出光线并获取经所述反射部件反射回的光线，并基于反射回的光线确定光学探针针头处的位置坐标；

所述光学探针还包括定位支架、配准针和导电杆，所述定位支架上设置所述反射部件；

所述配准针内设置有柱状空腔，所述柱状空腔的内壁为导体，所述导电杆设置在所述柱状空腔内，且与所述柱状空腔间隙配合；

所述导电杆包括相互分离的导电头和活动杆，所述导电头抵靠所述活动杆，所述活动杆与所述柱状空腔接触；

所述配准针还包括绝缘连接件，所述绝缘连接件设置在所述柱状空腔内，连接所述导电头与所述柱状空腔；

所述绝缘连接件连接在导电头的后半部分，且连接在导电头的1/4-1/2位置处；

所述导电杆内设置有电池和触发模块，所述电池在所述导电杆两端产生电动势，所述触发模块与所述电池电连接，在电池-触发模块的回路导通后发送触发信号；

所述柱状空腔的后端贯穿所述配准针，所述活动杆容置在所述柱状空腔内且后端伸出所述配准针；还包括卡合扣，所述卡合扣卡在所述活动杆伸出所述配准针的部分；所述活动杆伸出所述配准针的部分由前至后依次设置有第一卡口、第二卡口和第三卡口，所述卡合扣适于卡合在所述第一卡口、所述第二卡口或所述第三卡口，以对所述活动杆容纳在所述配准针内的长度进行限制。

2.根据权利要求1所述的智能光学定位系统，其特征在于，所述电池和所述触发模块设置在所述活动杆上。

3.根据权利要求2所述的智能光学定位系统，其特征在于，所述配准针后端设置有抵靠弹簧，所述抵靠弹簧一端抵靠所述配准针，一端抵靠所述卡合扣。

4.根据权利要求2所述的智能光学定位系统，其特征在于，所述配准针后端设置有第一装配部，所述定位支架前端设置有装配孔，所述装配孔内设置有第二装配部，所述第一装配部与所述第二装配部适配，以将所述配准针与所述定位支架可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的智能光学定位系统，其特征在于，所述装配孔的后端设置有内环件和外环件，所述外环件套在所述内环件外侧，且抵靠所述装配孔的内壁，所述内环件相对于所述外环件可以在第一位置和第二位置之间滑动，所述外环件相对于所述装配孔的内壁可以在第三位置和第四位置之间滑动；用于提供三种不同的插入深度，以与所述活动杆伸出所述配准针的三个长度适配。

6.根据权利要求5所述的智能光学定位系统，其特征在于，还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧一端抵靠所述装配孔的后端面，一端抵靠所述内环件的后端面，用于复位所述内环件和所述外环件。