移动轴组件、机械臂以及手术机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种移动轴组件、机械臂以及手术机器人，移动轴组件包括固定件、可相对固定件线性移动地安装在固定件上的移动件、用于给移动件提供相对固定件的线性移动动力的驱动机构、用于相对固定件制动移动件制动机构以及保险机构；保险机构被用于在制动机构失效且移动件在惯性或驱动机构的作用下加速移动时截停移动件；在移动轴组件中，由于引入了保险机构，其能够避免移动件作超出设定的多余移动，并且运用了该移动轴组件的机械臂和手持机器人的使用也更加安全可靠。人的使用也更加安全可靠。人的使用也更加安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
移动轴组件、机械臂以及手术机器人


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，特别是涉及一种移动轴组件、机械臂及手术机器人。

技术介绍

[0002]随着医疗器械、计算机技术及控制技术的不断发展，微创手术以其手术创伤小、康复时间短、患者痛苦少等优点得到了越来越广泛的应用。而微创手术机器人以其高灵巧性、高控制精度、直观的手术图像等特点能够避免操作局限性，如过滤操作时手部的震颤等，广泛适用于腹腔、盆腔、胸腔等手术区域。
[0003]目前，微创手术机器人包括主手部分和从手部分，主手部分包括供医生操作的主操作臂，从手部分包括机械臂。在手术操作时，医生操作主手部分的主操作臂，主操作臂采集到医生的操作信号并经控制系统处理后生成传输给从手部分的机械臂的控制信号，从手部分的机械臂在该控制信号的控制下执行手术操作。
[0004]上述机器人手术过程中，机械臂的末端卡接手术器械，手术器械通过插在患者体表切口上的戳卡进入患者体内。由于戳卡轴的中心线与体表的交点为“不动点”，手术过程中，手术器械杆必须通过戳卡经过此点，以免扩大患者体表创口甚至造成手术事故。而在急停、突然断电或者抱闸等零部件损坏等特殊情况下，由于惯性机械臂会继续运动，可能造成人员伤害事故。
[0005]中国技术专利CN217390876U中公开了一种线性移动臂、从操作设备及手术机器人，其中描述了一种采用制动器、滚轮与绳索的制动机构的制动方式，将直线制动转换成旋转制动，且有效地解决停机或突然断电后由于惯性继续运动的问题，同时可适合各种安装方向的线性移动臂。<br/>[0006]上述专利方案在正常情况下可以通过制动器的抱紧来限制运动，但是在制动器出现失灵时，缺乏替代防护措施，可能会造成安全事故。

技术实现思路

[0007]基于此，本申请提供一种制动机构可靠度高的移动轴组件、机械臂及手术机器人。
[0008]第一方面，本申请提供了一种移动轴组件，包括固定件、可相对所述固定件线性移动地安装在所述固定件上的移动件、用于给所述移动件提供相对所述固定件的线性移动动力的驱动机构、以及制动机构，所述制动机构用于相对所述固定件制动所述移动件；所述移动轴组件还包括：保险机构，其用于在所述制动机构失效且所述移动件在惯性或所述驱动机构的作用下加速移动时截停所述移动件，所述保险机构包括伸出端，所述伸出端与所述移动件固定设置。
[0009]本申请方案通过在移动轴组件中增加保险机构，该保险机构能够在制动机构失效且移动件在惯性作用或驱动机构作用下继续加速移动时，截停移动件，从而避免移动件作超出设定的多余移动。
[0010]在一些优选技术方案中，所述保险机构包括收卷器，所述收卷器具有：支架，固定到所述固定件；卷轴，可在所述移动件的带动下相对于所述支架旋转；以及牵引件，缠绕在所述卷轴上以传递所述移动件对所述卷轴的驱动力；其中，所述牵引件具有所述伸出端。本优选方案提供一种具体的保险机构的设计方案，该保险机构中设置有收卷器，其可靠度高、零部件易于取得，制作成本低。
[0011]在一些优选技术方案中，所述保险机构还包括：棘轮组件，其设置在所述支架与所述卷轴之间，以在所述制动机构失效且所述移动件在惯性或所述驱动机构的作用下加速移动时，限制所述卷轴相对于所述支架的旋转。本优选方案提供一种具体的保险机构的设计方案，保险机构通过该棘轮组件可保证在移动件失控移动时迅速截停移动件，从而避免造成安全事故。
[0012]在一些优选技术方案中，所述棘轮组件包括：棘轮，固定设置在所述支架上；旋转盘，与所述卷轴固定设置；惯性轮，安装在所述旋转盘上并可在惯性作用下相对于所述旋转盘旋转；摆动爪，安装在所述旋转盘上并可相对于所述旋转盘在与所述棘轮啮合的第一位置和与所述棘轮脱离啮合的第二位置之间摆动；其中，所述摆动爪与所述惯性轮始终抵接，且在所述制动机构失效且所述移动件在惯性或所述驱动机构的作用下加速移动时，所述惯性轮相对于所述旋转盘的旋转能推动所述摆动爪从所述第二位置切换到所述第一位置。
[0013]在一些优选技术方案中，所述棘轮组件还包括：限位块，固定设置在所述旋转盘上并用于限制所述摆动爪和/或所述惯性轮相对于所述旋转盘的旋转角度。
[0014]在一些优选技术方案中，所述棘轮组件还包括：弹性构件，设置在所述摆动爪与所述旋转盘之间；所述弹性构件在变形状态下可向所述摆动爪施加使所述摆动爪保持在所述第二位置的作用力。本优选方案提供一种具体的棘轮组件的设计方案，该棘轮组件通过利用弹性构件使得摆动爪在移动件处于正常移动状态下能够被始终保持在第二位置，从而使得摆动爪始终处于可操作状态下。
[0015]进一步优选地，所述惯性轮被配置为于所述制动机构失效且所述移动件在惯性或所述驱动机构的作用下加速移动时，在惯性作用下所产生并施加于所述摆动爪的力能够克服所述弹性构件在变形状态下向所述摆动爪施加的所述作用力。
[0016]进一步优选地，所述的弹簧构件包括：板簧，其一端固定于旋转盘，另一端插入摆动爪中；或者扭簧，其固定在所述摆动爪的摆动轴上，一端抵接/固定于旋转盘。另一端抵接/插入摆动爪。
[0017]在一些优选技术方案中，所述棘轮与所述支架为一体部件，所述棘轮成型于所述支架的一端。
[0018]在一些优选技术方案中，所述棘轮组件还包括：阻尼器，其设置在所述旋转盘与所述惯性轮之间；所述阻尼器使得所述惯性轮在所述移动件匀速移动时跟随所述旋转盘同步转动。
[0019]在一些优选技术方案中，所述收卷器还具有：卷簧，其设置在所述支架与所述卷轴之间并且可在所述卷轴放卷所述牵引件的运动的带动下产生旋转扭矩以提供一个收卷所述牵引件的力。
[0020]在一些优选技术方案中，所述的牵引件包括：柔性带或线缆。
[0021]在一些优选技术方案中，所述牵引件包括：恒力弹簧，所述恒力弹簧提供的力矩等
于所需平衡的所述移动件的重力矩。本优选方案提供一种具体的牵引件的设计方案，在被运用到在竖直方向上移动或者相对竖直方向倾斜的倾斜方向上移动的移动轴组件时，能够平衡移动件的重力矩。
[0022]在一些优选技术方案中，所述驱动机构包括力矩电机和丝杠螺母组件，所述丝杠螺母组件中的丝杠与所述力矩电机的输出转轴传动设置，所述丝杠螺母组件中的螺母与所述移动件固定设置。
[0023]进一步优选地，所述制动机构还包括：抱闸，所述抱闸可选择性地松开或抱紧所述力矩电机的输出转轴。
[0024]第二方面，本申请提供了一种机械臂，包括：上述第一方面的技术方案或优选技术方案中提及的移动轴组件以及连接到所述移动轴组件上的操作手组件，所述操作手组件用于支撑手术器械。
[0025]第三方面，一种手术机器人，包括主手部分和从手部分，所述主手部分被配置为供医生操作并采集医生的操作信号以生成传输给所述从手部分的控制信号，所述从手部分被配置为在所述控制信号的控制下执行手术操作，所述从手部分包括上述第二方面中提及的机械臂。
[0026]本专利技术的其他优点将在随后的具体实施方式部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动轴组件，包括固定件、可相对所述固定件线性移动地安装在所述固定件上的移动件、用于给所述移动件提供相对所述固定件的线性移动动力的驱动机构、以及制动机构，所述制动机构用于相对所述固定件制动所述移动件；其特征在于，所述移动轴组件还包括：保险机构，其用于在所述制动机构失效且所述移动件在惯性或所述驱动机构的作用下加速移动时截停所述移动件，所述保险机构包括伸出端，所述伸出端与所述移动件固定设置。2.根据权利要求1所述的移动轴组件，其特征在于，所述保险机构包括收卷器，所述收卷器具有：支架，固定到所述固定件；卷轴，可在所述移动件的带动下相对于所述支架旋转；以及牵引件，缠绕在所述卷轴上以传递所述移动件对所述卷轴的驱动力；其中，所述牵引件具有所述伸出端。3.根据权利要求2所述的移动轴组件，其特征在于，所述保险机构还包括：棘轮组件，其设置在所述支架与所述卷轴之间，以在所述制动机构失效且所述移动件在惯性或所述驱动机构的作用下加速移动时，限制所述卷轴相对于所述支架的旋转。4.根据权利要求3所述的移动轴组件，其特征在于，所述棘轮组件包括：棘轮，固定设置在所述支架上；旋转盘，与所述卷轴固定设置；惯性轮，安装在所述旋转盘上并可在惯性作用下相对于所述旋转盘旋转；摆动爪，安装在所述旋转盘上并可相对于所述旋转盘在与所述棘轮啮合的第一位置和与所述棘轮脱离啮合的第二位置之间摆动；其中，所述摆动爪与所述惯性轮始终抵接，且在所述制动机构失效且所述移动件在惯性或所述驱动机构的作用下加速移动时，所述惯性轮相对于所述旋转盘的旋转能推动所述摆动爪从所述第二位置切换到所述第一位置。5.根据权利要求4所述的移动轴组件，其特征在于，所述棘轮组件还包括：限位块，固定设置在所述旋转盘上并用于限制所述摆动爪和/或所述惯性轮相对于所述旋转盘的旋转角度。6.根据权利要求4所述的移动轴组件，其特征在于，所述棘轮组件还包括：弹性构件，设置在所述摆动爪与所述旋转盘之间；所述弹性构件在变形状态下可向所述摆动爪施加使所述摆动爪保持在所述第二位置的作用力。7.根据权利要求6所述的移动轴组件，其特征在于，所述惯性轮被配置为于所述制动机构失效且所述移动件在惯性...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，彭程，徐敏，
申请(专利权)人：敏捷医疗科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：