机械臂转动关节及医生机械臂制造技术

本实用新型专利技术涉及一种机械臂转动关节及医生机械臂，其解决了现有微创手术机器人中机械臂的转动关节体积较大，关节运动检测装置的测量精度低的技术问题，其包括基座、第一臂杆、抱闸、转轴、编码器、编码器安装板、第一同步带轮、同步带和第二同步带轮，抱闸与基座固定连接，第一同步带轮与基座固定连接，转轴通过下轴承与基座连接，转轴的上部分与第一臂杆的下部固定连接，第一臂杆的上部通过上轴承与基座连接，转轴穿过第一同步带轮的中心孔，转轴的下部分设于抱闸的轴孔中，编码器与第一臂杆固定连接，第二同步带轮与编码器的转轴固定连接，同步带连接于第二同步带轮和第一同步带轮之间。本实用新型专利技术广泛用于医疗器械技术领域。

【技术实现步骤摘要】
机械臂转动关节及医生机械臂
本技术涉及微创外科手术机器
，具体而言，涉及一种机械臂转动关节及医生机械臂。
技术介绍
参考申请公布号为CN109091237A、名称为微创手术器械辅助系统的中国专利技术专利申请，以腹腔镜为代表的微创外科被誉为20世纪医学科学对人类文明的重要贡献之一，微创手术操作是指医生利用细长的手术工具通过人体表面的微小切口探入到体内进行手术操作的。它与传统的开口手术相比具有手术切口小、出血量少、术后疤痕小、恢复时间快等优点，这使得病人遭受的痛苦大大减少；因此微创外科被广泛的应用于临床手术。参考申请公布号为CN109091238A、名称为分体式微创手术器械辅助系统的中国专利技术专利申请，微创外科手术机器人系统包括医生操作台，外科医生通过操作医生机械臂来精准地控制患者操作台的器械机械臂上的一个或多个手术器械执行各种手术动作。外科手术器械是外科手术操作的必备工具，其可以执行不同功能，包括夹持、切除、切割、缝合、吻合等。外科手术器械具有不同的配置，其包括执行末端，腕节、器械杆、器械盒等，外科手术器械被插入，穿过开口，以实施远程外科手术。然而，微创手术机器人在带来诸多益处的同时，也存在一系列技术缺陷，如：1)手术设备结构复杂，体积庞大，占用手术室的空间，微创手术机器人中机械臂的转动关节体积较大；2)手术设备昂贵，手术成本高，难以在国内医院普及；3)机械臂的关节运动检测装置的测量精度低。因此，需要对微创手术机器人结构不断优化，降低成本，缩小体积，以克服上述缺点。专利技术内容本技术就是为了解决现有微创手术机器人中机械臂的转动关节体积较大，关节运动检测装置的测量精度低的技术问题，提供了一种体积小，关节运动参数测量更准确的机械臂转动关节及医生机械臂。本技术提供一种机械臂转动关节，包括基座、第一臂杆、抱闸、转轴、编码器、第一同步带轮、同步带和第二同步带轮，抱闸与基座固定连接，第一同步带轮与基座固定连接，转轴通过下轴承与基座连接，转轴的上部分与第一臂杆的下部固定连接，第一臂杆的上部通过上轴承与基座连接，转轴穿过第一同步带轮的中心孔，抱闸设有抱闸块和轴孔，转轴的下部分设于抱闸的轴孔中，抱闸的抱闸块与转轴连接，编码器与第一臂杆固定连接，第二同步带轮与编码器的转轴固定连接，同步带连接于第二同步带轮和第一同步带轮之间。优选地，机械臂转动关节还包括连接轴，连接轴与基座固定连接，上轴承与连接轴连接。本技术还提供一种机械臂转动关节，包括基座、转轴、第一臂杆、下轴承、上轴承、编码器、第一同步带轮和第二同步带轮，转轴与第一臂杆固定连接，转轴的上端通过上轴承与基座连接，转轴的下端通过下轴承与基座连接，第一同步带轮与基座固定连接，转轴穿过第一同步带轮的中心孔，所述编码器与第一臂杆固定连接，所述第二同步带轮与编码器的转轴固定连接，同步带连接于第二同步带轮和第一同步带轮之间。本技术还提供一种机械臂转动关节，包括基座、带轮轴、抱闸及编码器安装座、抱闸、转轴、编码器、固定同步带轮、转动同步带轮、同步带、钢带、大钢带轮和小钢带轮，带轮轴与基座固定连接，抱闸及编码器安装座的左端通过轴承与带轮轴连接，抱闸与抱闸及编码器安装座固定连接，抱闸设有轴孔，编码器固定连接于抱闸及编码器安装座上，固定同步带轮与带轮轴21固定连接，转动同步带轮与编码器中的转轴固定连接，同步带连接于固定同步带轮和转动同步带轮之间，转轴通过轴承与抱闸及编码器安装座的右端转动连接，转轴的下部分设于抱闸的轴孔中，大钢带轮与带轮轴固定连接，大钢带轮的圆周上设有若干个连接柱，小钢带轮与转轴固定连接，小钢带轮的圆周上设有若干个连接柱，钢带上设有若干个圆孔，钢带的左端套在大钢带轮上，大钢带轮上的连接柱穿过钢带左侧的圆孔，钢带的右端套在小钢带轮上，小钢带轮上的连接柱穿过钢带右侧的圆孔。本技术还提供一种医生机械臂，包括前述机械臂转动关节。本技术还提供一种医生机械臂，包括基座、第一臂杆、第二臂杆和转动连接座，第一臂杆的后端与基座通过前述的机械臂转动关节连接，第一臂杆能够在水平面上转动；第二臂杆与转动连接座通过前述的机械臂转动关节连接，第二臂杆能够在垂直面上转动；转动连接座与第一臂杆的前端通过前述的机械臂转动关节连接，转动连接座能够在水平面上转动。本技术的有益效果是，具有结构轻巧、易操纵，精度高，体积小，成本低的优势，可实时、准确地反馈机械臂关节运动参数，而且具有锁紧关节的功能。本技术尤其适用于低速、轻载的使用条件，如以主从跟随形式操纵的微创手术机器人的医生机械臂转动关节。本技术进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。附图说明图1是医生机械臂的结构示意图；图2是第一臂杆和基座之间的关节结构示意图；图3是第一同步带轮和第二同步带轮的摆动及转动角度的比例关系示意图；图4是不设置抱闸的关节结构示意图；图5是增加关节锁紧力矩的关节结构示意图；图6是钢带的连接示意图。图中符号说明：1.基座，2.第一臂杆，3.第二臂杆，4.手腕，5.抱闸，5-2.抱闸块，6.连接轴，7.第一同步带轮，8.第二同步带轮，9.同步带，10.编码器安装板，11.编码器，12.上轴承，13.转动连接座，14.第一关节的转动轴线，15.第二关节的转动轴线，16.第三关节的转动轴线；17.转轴，18.上轴承，19.下轴承；20.基座，21.带轮轴，22.抱闸及编码器安装座，23.抱闸，24.编码器，25.轴承，26.固定同步带轮，27.转动同步带轮，28.同步带，29.钢带，29-1.圆孔，30.大钢带轮，31.小钢带轮，32.轴线一，33.轴线二；34.转轴，35.下轴承；36.转轴，37.轴承。具体实施方式以下参照附图，以具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图1所示的医生机械臂，第一臂杆2的后端与基座1通过关节连接，第一臂杆2能够在水平面上转动，第二臂杆3与转动连接座13通过关节连接，第二臂杆3能够在垂直面上转动，转动连接座13与第一臂杆2的前端通过关节连接，转动连接座13能够在水平面上转动。如图2所示的第一臂杆2与基座1之间的关节结构，通过螺钉将抱闸5固定安装在基座1上，第一同步带轮7与基座1固定连接，连接轴6通过螺钉与基座1固定连接，第一臂杆2的后端的上部通过上轴承12与连接轴6转动连接。转轴34的上部分与第一臂杆2的后端的下部通过螺钉固定连接，转轴34通过下轴承35与基座1转动连接。转轴34穿过第一同步带轮7的中心孔。抱闸5采用现有技术的公知结构，其设有抱闸块5-2和轴孔，转轴34的下部分设于抱闸5的轴孔中，抱闸块5-2通过平键与转轴34连接，断电状态下，抱闸块5-2被抱紧，转轴34进而被锁紧而不能转动；通电状态下，抱闸块5-2被释放，转轴34进而能够在下轴承35的支撑下转动。编码器安装板10与第一臂杆2固定连接，编码器11与编码器安装板10固定连接，第二同步带轮8与编码器11的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂转动关节，其特征在于，包括基座、第一臂杆、抱闸、转轴、编码器、第一同步带轮、同步带和第二同步带轮，所述抱闸与基座固定连接，所述第一同步带轮与基座固定连接，所述转轴通过下轴承与基座连接，所述转轴的上部分与第一臂杆的下部固定连接，第一臂杆的上部通过上轴承与基座连接，所述转轴穿过第一同步带轮的中心孔，所述抱闸设有抱闸块和轴孔，所述转轴的下部分设于抱闸的轴孔中，抱闸的抱闸块与转轴连接，所述编码器与第一臂杆固定连接，所述第二同步带轮与编码器的转轴固定连接，所述同步带连接于第二同步带轮和第一同步带轮之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械臂转动关节，其特征在于，包括基座、第一臂杆、抱闸、转轴、编码器、第一同步带轮、同步带和第二同步带轮，所述抱闸与基座固定连接，所述第一同步带轮与基座固定连接，所述转轴通过下轴承与基座连接，所述转轴的上部分与第一臂杆的下部固定连接，第一臂杆的上部通过上轴承与基座连接，所述转轴穿过第一同步带轮的中心孔，所述抱闸设有抱闸块和轴孔，所述转轴的下部分设于抱闸的轴孔中，抱闸的抱闸块与转轴连接，所述编码器与第一臂杆固定连接，所述第二同步带轮与编码器的转轴固定连接，所述同步带连接于第二同步带轮和第一同步带轮之间。


2.根据权利要求1所述的机械臂转动关节，其特征在于，所述机械臂转动关节还包括连接轴，所述连接轴与基座固定连接，所述上轴承与连接轴连接。


3.一种机械臂转动关节，其特征在于，包括基座、转轴、第一臂杆、下轴承、上轴承、编码器、第一同步带轮和第二同步带轮，所述转轴与第一臂杆固定连接，所述转轴的上端通过上轴承与基座连接，所述转轴的下端通过下轴承与基座连接，所述第一同步带轮与基座固定连接，所述转轴穿过第一同步带轮的中心孔，所述编码器与第一臂杆固定连接，所述第二同步带轮与编码器的转轴固定连接，所述同步带连接于第二同步带轮和第一同步带轮之间。


4.一种机械臂转动关节，其特征在于，包括基座、带轮轴、抱闸及编码器安装座、抱闸、转轴、编码器、固定同步带轮、转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炳强，孔康，张淮峰，李建民，江万里，孙明云，隋鹏锦，孙之建，
申请(专利权)人：山东威高手术机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37