器械传动离合结构、方法及手术辅助机器人器械系统技术方案

本发明专利技术公开了一种器械传动离合结构及传动离合方法，其中传动离合结构包括套装于减速器输出轴上的伸缩式的输出法兰；输出法兰可与无菌分隔器的过渡法兰插接；过渡法兰可与器械的输入法兰插接。输出法兰、过渡法兰和输入法兰上设置有可配合的凸包和缺口。本发明专利技术结构简单、机构运动可靠、操作性极好；动力通过无菌分隔器时，无摩擦产生，便于器械力反馈的实现。

The structure and method of instrument drive clutch and the instrument system of operation assistant robot

【技术实现步骤摘要】
器械传动离合结构、方法及手术辅助机器人器械系统
本专利技术涉及一种离合结构，特别是涉及一种用于外科手术辅助机器人器械的离合结构。
技术介绍
进行微创手术的医疗机器人，通过固定在机器人关节末端的器械对患者进行手术操作，如CN107951565A公开的腹腔镜手术机器人。具体而言，器械的操作部为夹钳或剪刀等部件，这些部件通过钢丝控制操作。由于机器人的特定构造和手术的特点，这些器械的操作部需设置于一细长杆的末端，控制操作部的钢丝通过细长杆的空腔。在手术时，长杆的前部深入到患者腹腔内进行手术操作，因此，这就要求医生能够准确感知手术的整个过程，使器械与肌肉组织产生的力，真实地反映在主刀医生的手上，使医生操作器械在抓起肌肉组织、推开肌肉组织、夹起肌肉组织等动作的过程中，不会因为力大了而产生肌肉组织的破坏，从而使手术控制更精准，能够准确掌握手术动作轻重。但是，在现有技术中，由于器械的传动环节过多，传动距离远，因此传动的摩擦点多，而这使得手术时难以对器械末端的受力反馈给医生。另一方面，由于手术的安全性要求，器械必须是无菌的，无菌分隔器是无菌环境和有菌环境的隔离面，起着保护器械的无菌环境的作用，器械的传动是透过无菌分隔器传动。手术中更换器械时，离合器实现自动结合和分离是最简单的操作，因此本领域技术人员致力于开发一种传动结构简单的器械传动离合结构。
技术实现思路
有鉴于现有技术的状况，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种传动结构简单、传动摩擦小的器械传动离合结构。为实现上述目的，本专利技术提供了一种器械传动离合结构，包括套装于减速器输出轴上的伸缩式的输出法兰；所述输出法兰可与无菌分隔器的过渡法兰插接；所述过渡法兰可与器械的输入法兰插接。为简化结构，所述输出法兰、过渡法兰和输入法兰上设置有可配合的凸包和缺口。为进一步简化结构，所述减速器包括减速输出轴和至少一根减速中间轴；所述减速输出轴、中间轴和电机的输出轴通过同步带或钢丝传动。为进一步简化结构，减小摩擦，所述电机的安装座上固定有减速器的输出轴安装座；所述输出轴安装座上一体设置有轴承安装轴；所述轴承安装轴上套装有第一减速轴承和第二减速轴承；所述第一减速轴承和第二减速轴承通过衬套间隔设置；所述第一减速轴承和第二减速轴承的外圈配合所述减速输出轴；所述第一减速轴承的上端面通过所述减速输出轴内腔的台阶定位；所述第二减速轴承的下端面通过设置于所述减速输出轴内腔的卡圈定位；所述输出法兰设置于所述减速输出轴的上端。为进一步简化结构，减小摩擦，所述减速输出轴上设置有第一弹簧座；所述输出法兰套装于所述减速输出轴的上端，并设置有第二弹簧座；所述第一弹簧座与第二弹簧座之间设置有套装的弹簧；所述输出法兰的内壁固定有限位销；所述减速输出轴上设置有与所述限位销对应的限位滑槽；所述限位销穿过所述限位滑槽。较佳的，所述第一减速轴承的上端面设置有端盖；所述端盖通过螺钉与所述轴承安装轴固定连接。为进一步简化结构，减小摩擦，所述无菌分隔器包括上隔板和下隔板；所述上隔板和下隔板对应设置有容纳所述过渡法兰的空腔；所述空腔的内径大于所述过渡法兰的外径；所述上隔板在所述空腔的上端设置有第一限位凸台；所述下隔板在所述空腔的下端设置有第二限位凸台；所述过渡法兰的外表面设置有与所述第一限位凸台和第二限位凸台对应的第三限位凸台。本专利技术还提供了一种器械传动离合方法，包括以下步骤：电机的动力通过过渡法兰传递至器械；过渡法兰浮动设置于隔板中。较佳的，电机的动力通过过渡法兰传递至器械通过以下步骤实现；1）在减速器的输出轴上设置可伸缩的输出法兰；2）使输出法兰通过过渡法兰与器械的输入法兰连接；输出法兰、过渡法兰和输入法兰上通过可配合的凸包和缺口传递动力。较佳的，包括限定过渡法兰极限行程的步骤。本专利技术还提供了一种外科手术辅助机器人器械，包括如上所述的器械传动离合结构。本专利技术的有益效果是：电机动力经过减速后通过无菌分隔器传入到器械，器械可随时更换，无菌分隔器的无菌罩仅使用一次，从而保证手术安全；本专利技术无专门的离合操作动作，只需装上或取下无菌分隔器和器械，系统自动完成离合，结构简单、机构运动可靠、操作性极好；动力通过无菌分隔器时，无摩擦产生，便于器械力反馈的实现。附图说明图1是本专利技术一具体实施方式的结构示意图。图2是图1的A-A剖视结构示意图。图3是图2中I处的局部放大图。图4是本专利技术一具体实施方式中动力部的结构示意图。图5是本一具体实施方式中动力部的俯视结构示意图。图6是图5的E-E旋转剖视结构示意图。图7是图5的J-J剖视结构示意图。图8是图7的L-L剖视结构示意图。图9专利技术一具体实施方式中无菌分隔器的结构示意图。图10图9俯视结构示意图。图11图10的B-B剖视结构示意图。图12专利技术一具体实施方式中无菌分隔器的立体结构示意图。图13是图1的左视结构示意图。图14是图13的C-C剖视结构示意图。图15是图14中II处的局部放大图。图16是图13的D-D剖视结构示意图。图17是图16中III处的局部放大图。图18是图13的I-I剖视结构示意图。图19是图18中VII处的局部放大图。图20是本专利技术一具体实施方式中无菌分隔器与动力部的连接结构示意图。图21是本专利技术一具体实施方式中去掉器械盒后的结构示意图。图22是图21的E-E剖视结构示意图。图23是图21的F-F剖视结构示意图。图24是图23中IV处的局部放大图。图25是图23中V处的局部放大图。图26是图21中VI处的局部放大图。图27是图21的M向视图。图28是图21的N向视图。图29是本专利技术一具体实施方式中长杆钢丝带动轮与长杆转动轮的传动示意图。图30是图29的剖视结构示意图。图31是图30中VII处的局部放大图。图32是图30中G-G的剖视结构示意图。图33是本专利技术一具体实施方式中爪部的结构示意图。图34是图33中H-H的剖视结构示意图。图35是图33的P向结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：如图1至图35所示，一种外科手术辅助机器人器械系统，包括动力部100、无菌分隔器200和器械300。本实施例中，动力部包括四个动力组，四个动力组101呈矩形并列。在其他具体实施方式中，可根据具体需要，如器械爪部操作自由度的数量等，设置动力组的数量。当然，也可仅设置一个动力组，通过传动部分的一个或多个输出，以达到控制器械爪部运动的目的。如图1至图3所示，四个动力组均包括电机101，各电机101连接有减速器102，减速器的输出轴103上套装有伸缩式的输出法兰104。输出法兰104可与无菌分隔器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种器械传动离合结构，其特征是：包括套装于减速器输出轴上的伸缩式的输出法兰；/n所述输出法兰可与无菌分隔器的过渡法兰插接；所述过渡法兰可与器械的输入法兰插接。/n

【技术特征摘要】
1.一种器械传动离合结构，其特征是：包括套装于减速器输出轴上的伸缩式的输出法兰；
所述输出法兰可与无菌分隔器的过渡法兰插接；所述过渡法兰可与器械的输入法兰插接。


2.如权利要求1所述的器械传动离合结构，其特征是：所述输出法兰、过渡法兰和输入法兰上设置有可配合的凸包和缺口。


3.如权利要求1所述的器械传动离合结构，其特征是：所述减速器包括减速输出轴和至少一根减速中间轴；所述减速输出轴、中间轴和电机的输出轴通过同步带或钢丝传动。


4.如权利要求3所述的器械传动离合结构，其特征是：所述电机的安装座上固定有减速器的输出轴安装座；
所述输出轴安装座上一体设置有轴承安装轴；所述轴承安装轴上套装有第一减速轴承和第二减速轴承；所述第一减速轴承和第二减速轴承通过衬套间隔设置；
所述第一减速轴承和第二减速轴承的外圈配合所述减速输出轴；所述第一减速轴承的上端面通过所述减速输出轴内腔的台阶定位；所述第二减速轴承的下端面通过设置于所述减速输出轴内腔的卡圈定位；
所述输出法兰设置于所述减速输出轴的上端。


5.如权利要求4所述的器械传动离合结构，其特征是：所述减速输出轴上设置有第一弹簧座；所述输出法兰套装于所述减速输出轴的上端，并设置有第二弹簧座；所述第一弹簧座与第二弹簧座之间设置有套装的弹簧；
所述输出法兰的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王了，胡江，
申请(专利权)人：重庆金山医疗机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50