一种设有换刀装置的手术机器人制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种设有换刀装置的手术机器人，包括机器人主体、安装在机器人主体上的摆动机构、安装在摆动机构上的换刀装置。所述换刀装置包括刀具装夹盘、驱动刀具装夹盘旋转的驱动机构。操作中，手术用工具装夹在刀具装夹盘上，在驱动机构的驱动下，刀具装夹盘旋转，使需用的手术工具处于工作位置。在摆动臂的摆动、整个换刀装置的旋转、大臂和腰转部件的旋转作用下，手术医生对病患进行手术操作，以提高工作效率，降低病患被感染的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械，具体而言，涉及一种设有换刀装置的手术机器人。
技术介绍
传统手术，手术医生手持手术刀具、夹具、其他手术工具对病患进行手术操作。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题：传统手术中，手术医生手持手术刀具、夹具、其他手术工具对病患进行手术操作，劳动强度大，工作效率低，病患易受感染。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种设有换刀装置的手术机器人，包括底座体、枢接在底座体上的腰转部件、枢接在腰转部件上的大臂、安装在大臂上的操作手、固定在大臂上的小臂、枢接在小臂前端的摆动臂、驱动摆动臂摆动的第一驱动单元、安装在摆动臂前端的换刀装置、驱动换刀装置旋转的第二驱动单元；所述摆动臂摆动时的中心线垂直于换刀装置的旋转中心线，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动。所述换刀装置包括刀具装夹盘、驱动刀具装夹盘旋转的驱动机构；所述驱动机构包括旋转组件、锁扣组件、驱动组件；所述旋转组件包括旋转座、固定套设在旋转座外围的第五齿轮和第六齿轮；所述锁扣组件包括固定设置在旋转座旁侧的竖直杆、套设在竖直杆上的扭簧、枢接在竖直杆顶部的水平杆；所述扭簧的顶端固定在水平杆上，扭簧的底端固定在竖直杆上，在扭簧的扭力下，所述水平杆的左端抵在第五齿轮上；所述驱动组件包括由驱动装置驱动而旋转的圆环，圆环旋转的中心线偏离旋转座旋转的中心线，圆环的内侧壁上设有齿段和径向凸部，齿段和径向凸部上下设置，齿段可与第六齿轮啮合，径向凸部可接触水平杆的右端并使水平杆摆动，当径向凸部使水平杆摆动时，第六齿轮与齿段开始啮合；所述刀具装夹盘固定连接旋转座；所述旋转座的旋转中心线垂直于换刀装置的旋转中心线。按上述技术方案，本专利技术所述一种设有换刀装置的手术机器人的工作原理如下：第一，手术医生手握操纵手，旋转大臂或腰转部件，使摆动臂上的换刀装置处于待手术处。第二，换刀装置中，驱动机构中的驱动装置驱动圆环旋转，当径向凸部接触到水平杆的右端时，水平杆围绕竖直杆水平摆动一定的角度，水平杆的左端与第五齿轮脱离接触，如此，旋转座不受锁扣组件的锁扣而处于自由状态；与此同时，圆环内侧壁上的齿段，即圆环内侧壁上的一段齿，与第六齿轮开始啮合，并驱动第六齿轮及与其固定连接的旋转座旋转，旋转座带动刀具装夹盘旋转；当旋转座旋转一定的角度，如九十度时，齿段与第六齿轮脱离接触，同时，水平杆的右端亦与径向凸部脱离接触，水平杆在扭簧的作用下复位，水平杆的左端重新抵在第五齿轮上，具体而言，水平杆的左端卡在第五齿轮的齿之间以限制旋转座转动；至此，刀具装夹盘随着旋转座的转动而旋转一定的角度，装夹在刀具装夹盘的手术工具随之旋转一定的角度，手术医生需用的手术工具处于工作位置。第三，在摆动臂的摆动、整个换刀装置的旋转、大臂和腰转部件的旋转作用下，手术医生对病患进行手术操作。通过上述技术方案，刀具装夹盘上安装有若干手术用的工具，如刀具、夹具，手术医生需使用相应的手术工具时，换刀装置可自动地更换手术工具，使其处于工作位置，且，为了提高手术的准确性，避免误差的产生，换刀装置每次换刀时，刀具装夹盘旋转的角度是一定的，即刀具装夹盘上的手术工具每次旋转的角度是一定的。作为本专利技术对换刀装置的一种说明，所述换刀装置包括安装在摆动臂上的连接臂、设置在连接臂上的壳体，所述驱动机构安装在壳体内，所述刀具装夹盘与旋转座固定连接。按上述说明，第二驱动单元驱动连接臂旋转，连接臂带动整个换刀装置旋转。作为本专利技术对换刀装置的一种说明，旋转组件中，所述旋转座枢接在壳体内的基盘上，所述基盘固定设置在壳体内，旋转座上设有一对定位杆，所述刀具装夹盘固定在一对定位杆上；所述锁扣组件中的竖直杆固定在基盘上，第五齿轮和第六齿轮位于基盘的两侧；所述基盘通过支撑柱固定在壳体内，所述支撑柱位于圆环内且位于旋转座的旁侧。作为本专利技术对换刀装置的一种说明，驱动组件中，所述圆环枢接在壳体内，所述驱动装置包括固定套设在圆环外侧壁上的齿环、与齿环啮合的第七齿轮、与第七齿轮联接且安装在壳体内的第三电机。按上述说明，第三电机驱动第七齿轮旋转，第七齿轮通过驱动齿环而驱动圆环旋转。作为本专利技术对摆动臂的一种说明，所述小臂的前端开设一凹形豁口，所述摆动臂枢接在凹形豁口内。所述第一驱动单元包括安装在小臂上的第一电机、联接第一电机与摆动臂的第一传动单元；所述第一传动单元包括枢接在小臂上且同轴设置的第二齿轮和第三齿轮、枢接在小臂上且同轴设置的第四齿轮和第一同步带轮、枢接在小臂上的第三轴、固定安装在第三轴上的第二同步带轮；所述第一电机的输出轴上安装有第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第一同步带轮通过同步带与第二同步带轮联接，第三轴与摆动臂固定连接。所述第二驱动单元包括安装在摆动臂上的第二电机、第二传动单元；所述第二传动单元包括与第二电机输出轴联接的减速器、与减速器输出端连接的旋转盘，换刀装置安装在旋转盘上。作为本专利技术对底座体的一种说明，所述底座体上设有左右对称的第一水平导轨和第二水平导轨，第一水平导轨上滑动配合有第一水平滑块，第二水平导轨上滑动配合有第二水平滑块，所述腰转部件水平横向设置，腰转部件的左右两端呈圆柱状，腰转部件的左端枢接在第一水平滑块内，腰转部件的右端枢接在第二水平滑块内；所述大臂竖直设置，大臂的底端枢接在腰转部件的中部，所述操作手安装在大臂的顶端，所述小臂固定在大臂的中部，所述摆动臂安装在小臂的顶部。按上述说明，腰转部件可沿第一水平导轨和第二水平导轨移动，以增加机械爪手的运动空间。作为本专利技术对底座体的一种说明，所述底座体上设有刹车结构，刹车结构包括固定在底座体上的一对支板、枢接在一对支板上的刹车杆、一端与刹车杆固定连接的刹车旋转组件、一端与刹车旋转组件另一端铰接的刹车连接组件、与刹车连接组件另一端铰接的杠杆组件，杠杆组件的中部铰接在支板上，所述刹车杆的横截面呈正六边形；所述第二水平滑块上设有制动板，制动板与第二水平滑块通过弹簧连接，制动板位于腰转部件右端面的旁侧，所述刹车杆紧贴制动板。按上述说明，手术医生按压杠杆组件的一端，杠杆组件围绕其与支板铰接处翘动，杠杆组件通过刹车连接组件带动刹车旋转组件旋转，刹车旋转组件驱动刹车杆旋转，刹车杆的棱线朝左而抵在制动板上，进而，制动板的左侧抵在腰转部件右端面上，对腰转部件进行制动；当工作人员按压杠杆组件的另一端而使杠杆组件复位时，杠杆组件通过刹车连接组件带动刹车旋转组件反向旋转，刹车旋转组件驱动刹车杆反向旋转，刹车杆的棱线离开制动板而不再驱使制动板向左移动而制动腰转部件。上述刹车结构中，所述刹车旋转组件包括与刹车杆固定连接的刹车旋转座、与刹车旋转座固定连接的刹车旋转杆；所述刹车连接组件包括与刹车旋转杆铰接的第二刹车连接杆、与第二刹车连接杆固定连接的第一刹车连接杆；所述杠杆组件包括与第一刹车连接杆铰接的刹车支座、与刹车支座固定连接的刹车衬板，所述刹车支座铰接在支板上。所述底座体上设有第二刹车结构，第二刹车结构包括固定在底座体上的一对第二支板、枢接在一对第二支板上的第二刹车杆、一端与第二刹车杆固定连接的第二刹车旋转组件、一端与第二刹车旋转组件另一端铰接的第二刹车连接组件、与第二刹车连接组件另一端铰接的第二杠杆组件，第二杠杆组件的中部铰接在第二支板上，所述第二刹车杆的横截面呈正六边形；所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设有换刀装置的手术机器人，包括底座体(10)、枢接在底座体上的腰转部件(21)、枢接在腰转部件上的大臂(22)、安装在大臂上的操作手(23)、固定在大臂上的小臂(24)、枢接在小臂前端的摆动臂(80)、驱动摆动臂摆动的第一驱动单元、安装在摆动臂前端的换刀装置(30)、驱动换刀装置旋转的第二驱动单元；所述摆动臂摆动时的中心线垂直于换刀装置的旋转中心线，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动；其特征在于：所述换刀装置包括刀具装夹盘(300)、驱动刀具装夹盘旋转的驱动机构(60)；所述驱动机构包括旋转组件(61)、锁扣组件(62)、驱动组件(63)；所述旋转组件包括旋转座(611)、固定套设在旋转座外围的第五齿轮(612)和第六齿轮(613)；所述锁扣组件包括固定设置在旋转座旁侧的竖直杆(621)、套设在竖直杆上的扭簧、枢接在竖直杆顶部的水平杆(622)；所述扭簧的顶端固定在水平杆上，扭簧的底端固定在竖直杆上，在扭簧的扭力下，所述水平杆的左端抵在第五齿轮上；所述驱动组件包括由驱动装置驱动而旋转的圆环(631)，圆环旋转的中心线偏离旋转座旋转的中心线，圆环的内侧壁上设有齿段(632)和径向凸部(633)，齿段和径向凸部上下设置，齿段可与第六齿轮啮合，径向凸部可接触水平杆的右端并使水平杆摆动，当径向凸部使水平杆摆动时，第六齿轮与齿段开始啮合；所述刀具装夹盘固定连接旋转座。...

【技术特征摘要】
1.一种设有换刀装置的手术机器人，包括底座体(10)、枢接在底座体上的腰转部件(21)、枢接在腰转部件上的大臂(22)、安装在大臂上的操作手(23)、固定在大臂上的小臂(24)、枢接在小臂前端的摆动臂(80)、驱动摆动臂摆动的第一驱动单元、安装在摆动臂前端的换刀装置(30)、驱动换刀装置旋转的第二驱动单元；所述摆动臂摆动时的中心线垂直于换刀装置的旋转中心线，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动；其特征在于：所述换刀装置包括刀具装夹盘(300)、驱动刀具装夹盘旋转的驱动机构(60)；所述驱动机构包括旋转组件(61)、锁扣组件(62)、驱动组件(63)；所述旋转组件包括旋转座(611)、固定套设在旋转座外围的第五齿轮(612)和第六齿轮(613)；所述锁扣组件包括固定设置在旋转座旁侧的竖直杆(621)、套设在竖直杆上的扭簧、枢接在竖直杆顶部的水平杆(622)；所述扭簧的顶端固定在水平杆上，扭簧的底端固定在竖直杆上，在扭簧的扭力下，所述水平杆的左端抵在第五齿轮上；所述驱动组件包括由驱动装置驱动而旋转的圆环(631)，圆环旋转的中心线偏离旋转座旋转的中心线，圆环的内侧壁上设有齿段(632)和径向凸部(633)，齿段和径向凸部上下设置，齿段可与第六齿轮啮合，径向凸部可接触水平杆的右端并使水平杆摆动，当径向凸部使水平杆摆动时，第六齿轮与齿段开始啮合；所述刀具装夹盘固定连接旋转座。2.如权利要求1所述的一种设有换刀装置的手术机器人，其特征在于：所述换刀装置(30)包括安装在摆动臂(80)上的连接臂(51)、设置在连接臂上的壳体(52)，所述驱动机构(60)安装在壳体内。3.如权利要求2所述的一种设有换刀装置的手术机器人，其特征在于：换刀装置(30)的旋转组件(61)中，所述旋转座枢接在壳体(52)内的基盘(520)上，所述基盘固定设置在壳体内，旋转座上设有一对定位杆(614)，所述刀具装夹盘(300)固定在一对定位杆上；所述锁扣组件(62)中的竖直杆(621)固定在基盘上，第五齿轮(612)和第六齿轮(613)位于基盘的两侧；所述基盘(520)通过支撑柱(521)固定在壳体(52)内，所述支撑柱位于圆环(631)内且位于旋转座(611)的旁侧。4.如权利要求1所述的一种设有换刀装置的手术机器人，其特征在于：换刀装置(30)的驱动组件(63)中，所述圆环(631)枢接在壳体(52)内，所述驱动装置包括固定套设在圆环外侧壁上的齿环(634)、与齿环啮合的第七齿轮(635)、与第七齿轮联接且安装在壳体内的第三电机。5.如权利要求1所述的一种设有换刀装置的手术机器人，其特征在于：所述小臂(24)的前端开设一凹形豁口，所述摆动臂(80)枢接在凹形豁口内；所述第一驱动单元包括安装在小臂(24)上的第一电机、联接第一电机与摆动臂的第一传动单元；所述第一传动单元包括枢接在小臂上且同轴设置的第二齿轮(82)和第三齿轮、枢接在小臂上且同轴设置的第四齿轮(84)和第一同步带轮(85)、枢接在小臂上的第三轴(86)、固定安装在第三轴上的第二同步带轮(87)；所述第一电机的输出轴上安装有第一齿轮(81)，第一齿轮与第二齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第一同步带轮通过同步带(88)与第二同步带轮联接，第三轴与摆动臂固定连接；所述第二驱动单元包括安装在摆动臂上的第二电机、第二传动单元；所述第二传动单元包括与第二电机输出轴联接的减速器、与减速器输出端连接的旋转盘(89)，换刀装置(30)安装在旋转盘上。6.如权利要求1所述的一种设有换刀装置的手术机器人，其特征在于：所述底座体(10)上设有左右对称的第一水平导轨(11)和第二水平导轨(12)，第一水平导轨上滑动配合有第一水平滑块(13)，第二水平导轨上滑动配合有第二水平滑块(14)，所述腰转部件(21)水平横向设置，腰转部件的左右两端呈圆柱状，腰转部件的左端枢接在第一水平滑块内，腰转部件的右端枢接在第二水平滑块内；所述大臂(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文庆，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44