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主手臂机构、医生控制台及手术机器人制造技术

技术编号:41307527 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-13 14:52
本发明专利技术提供了一种主手臂机构、医生控制台及手术机器人,涉及医疗设备的技术领域,该主手臂机构包括第一连杆、第二连杆、第一关节和第二关节;第一连杆的第一端与主手基座转动连接,第一连杆的第二端转动连接于第二转轴;第二连杆的两端分别转动连接于第三转轴和第四转轴;第一关节具有两个第一连接部,两个第一连接部中的一者转动连接于第二转轴,另一者固定套设于第三转轴;第二关节具有两个第二连接部,两个第二连接部中的一者转动连接于第四转轴,另一者用于连接手腕基座。通过本发明专利技术可以在实现主手臂机构具有多个自由度运动的前提下,能够便于电线的布设且不易对电线造成磨损,同时具有较高的承受强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗设备的,尤其是涉及一种主手臂机构、医生控制台及手术机器人


技术介绍

1、随着医疗技术的发展,采用手术机器人实施微创手术已经被很多医院广泛采用。手术机器人通常包括医生操作端以及患者手术端,医生操作端包括主手操作臂等结构。

2、主手操作臂包括主手臂和手腕机构。其中,主手臂包括多根连杆,连杆与连杆以及连杆与其他部件之间的连接均需要借助于关节转轴进行连接。由于连杆和关节转轴均做旋转运动,这给主手臂中电气件的走线带来很大困难,若走线不好,电线很容易对各杆件的机械运动产生干扰,甚至缠绕到各连杆上。

3、现有技术中,采用在转轴上开设穿线孔的方式进行走线,当转轴做旋转运动时,容易使电线与穿线孔的孔沿接触,对电线形成较大的切割作用力,加快电线的磨损,从而降低电线的使用寿命;另外,一些技术中,电线与带动转轴同步转动的柔性传动件(如钢丝绳)处于同一空间中,容易使电线卷入钢丝绳中对电线造成损伤。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种主手臂机构、医生控制台及手术机器人,以在实现主手臂机构具有多个自由度运动的前提下,能够便于电线的布设且不易对电线造成磨损,同时具有较高的承受强度。

2、为达此目的,本专利技术采用以下技术方案:

3、本专利技术提供一种主手臂机构,包括:第一连杆、第二连杆、连接所述第一连杆与所述第二连杆的第一关节,以及用于使所述第二连杆与手腕基座连接的第二关节;

4、所述第一连杆的第一端通过第一转轴用于与主手基座转动连接,所述第一连杆的第二端转动连接于第二转轴;所述第一转轴与所述第二转轴均沿竖直方向延伸设置且能够同步转动;

5、所述第二连杆的两端分别转动连接于第三转轴和第四转轴,所述第三转轴与所述第四转轴均沿水平方向延伸设置且能够同步转动;

6、所述第一关节具有两个第一连接部,两个所述第一连接部中的一者转动连接于所述第二转轴,另一者固定套设于所述第三转轴;

7、所述第二关节具有两个第二连接部,两个所述第二连接部中的一者转动连接于所述第四转轴,另一者通过第五转轴用于连接手腕基座,所述第五转轴沿竖直方向延伸设置;

8、所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴、所述第四转轴和所述第五转轴均采用中空一体轴,所述中空一体轴的两轴端位于同轴连接的不同外壳的内部,所述中空一体轴的一端为电线穿入端,另一端为电线穿出端,以使电线通过各所述中空一体轴在对应的外壳内部间隙处依次布设。

9、进一步的,所述第一转轴和所述第二转轴均贯穿所述第一连杆,且各自的两轴端分别凸出于所述第一连杆对应的侧面;

10、所述第三转轴和所述第四转轴均贯穿所述第二连杆,且各自的两轴端分别凸出于所述第二连杆对应的侧面;

11、各所述中空一体轴的轴端与对应的外壳之间,以及所述第一连杆、所述第二连杆分别与对应的外壳之间均留设供电线通过的所述间隙。

12、进一步的,所述第一转轴、所述第二转轴和所述第三转轴在凸出于所述第一连杆、所述第二连杆对应侧面的方向上具有安装轴位,所述安装轴位用于至少安装抱闸组件。

13、进一步的,所述第一转轴与所述第二转轴两者的电线穿入端位于所述第一连杆的同侧;

14、所述第一转轴的电线穿入端沿轴向向远离所述第一连杆的第一方向延伸形成第一安装轴位,以使电线由第一连杆外壳通过所述第一转轴向主手基座引出;

15、所述第二转轴的电线穿出端向所述第一方向的反向延伸形成第二安装轴位,以使电线由第一连杆外壳通过所述第二转轴向第一关节外壳引出。

16、进一步的,所述第三转轴的电线穿入端与所述第四转轴的电线穿出端位于所述第二连杆的同侧,且位于不同的关节外壳内;

17、所述第三转轴的电线穿出端沿轴向向远离所述第二连杆的第二方向延伸形成第三安装轴位,以使电线由第一关节外壳通过所述第三转轴向第二连杆外壳引出,并能够在所述第二连杆的外侧沿其延伸方向布设。

18、进一步的,所述第一安装轴位、所述第二安装轴位和所述第三安装轴位均对应安装有所述抱闸组件;

19、所述抱闸组件包括抱闸支架和安装于所述抱闸支架的抱闸本体,所述抱闸支架被配置为与对应的中空一体轴相对转动布置;

20、所述抱闸本体套设于对应的中空一体轴上,并用于在收到控制指令后抱紧对应的中空一体轴。

21、进一步的,所述抱闸支架上安装有检测机构;

22、所述检测机构包括传动组件、绝对值编码器和电位器;

23、所述传动组件包括主动轮、从动轮和连接在两者之间的传动件,所述主动轮固定套设于对应的中空一体轴,所述从动轮通过检测轴枢接于所述抱闸支架;

24、所述绝对值编码器安装于对应的中空一体轴,所述电位器安装于所述检测轴。

25、进一步的,所述抱闸支架包括与对应的中空一体轴同轴设置的第一支架部以及与对应的中空一体轴相垂直设置的第二支架部;

26、所述第一支架部空套于对应的中空一体轴,且沿圆周方向间隔设有多个减重孔;

27、所述从动轮通过检测轴枢接于所述第二支架部。

28、进一步的,所述中空一体轴的至少一端设有减摩护套;

29、所述减摩护套用于与电线相接触的内孔面被配置为光滑面。

30、进一步的,所述减摩护套插设于所述中空一体轴的两轴端;

31、所述减摩护套包括嵌入段和支撑段;

32、所述嵌入段紧密插设于所述中空一体轴中,所述支撑段抵接于所述中空一体轴的端沿。

33、进一步的,所述第一连杆上设有电路板;

34、所述电路板引出至少两根电线,其中一根电线先向斜下方延伸再向上以小于90度的夹角沿所述第一转轴引出,另一根电线依次穿设所述第二转轴、所述第三转轴、所述第四转轴和所述第五转轴引出。

35、进一步的,所述第一连杆或所述第二连杆的杆体为相对端开口、周向封闭的板件结构,所述第一连杆或所述第二连杆的杆体侧面向内凹陷形成多个减重槽;

36、所述第一连杆或所述第二连杆的端部设有用于安装对应的中空一体轴的轴安装空间。

37、进一步的,所述第一连杆或所述第二连杆的相对两侧面的边沿分别向外侧延伸以在杆体的两侧形成外过线通道;

38、所述轴安装空间与所述外过线通道相通,用于容置在安装状态下的柔性传动件的直线段部分。

39、一种医生控制台,包括如上所述的主手臂机构。

40、一种手术机器人,包括如上所述的医生控制台。

41、本专利技术提供的主手臂机构至少具有以下有益效果:

42、(1)本专利技术的主手臂机构,通过设置的第一连杆、第二连杆、第一关节、第二关节以及各中空一体轴,能够实现主手臂机构在多个自由度下的运动。

43、(2)各转轴采用中空一体轴,由于中空一体轴的两轴端位于同轴连接的不同外壳的内部,中空一体轴的一端为电线穿入端,另一端为电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种主手臂机构,其特征在于,包括:第一连杆(110)、第二连杆(120)、连接所述第一连杆(110)与所述第二连杆(120)的第一关节(130),以及用于使所述第二连杆(120)与手腕基座连接的第二关节(140);

2.根据权利要求1所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一转轴(310)和所述第二转轴(320)均贯穿所述第一连杆(110),且各自的两轴端分别凸出于所述第一连杆(110)对应的侧面;

3.根据权利要求2所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一转轴(310)、所述第二转轴(320)和所述第三转轴(330)在凸出于所述第一连杆(110)、所述第二连杆(120)对应侧面的方向上具有安装轴位,所述安装轴位用于至少安装抱闸组件(500)。

4.根据权利要求3所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一转轴(310)与所述第二转轴(320)两者的电线穿入端位于所述第一连杆(110)的同侧;

5.根据权利要求4所述的主手臂机构,其特征在于,所述第三转轴(330)的电线穿入端与所述第四转轴(340)的电线穿出端位于所述第二连杆(120)的同侧,且位于不同的关节外壳内;

6.根据权利要求5所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一安装轴位、所述第二安装轴位和所述第三安装轴位均对应安装有所述抱闸组件(500);

7.根据权利要求6所述的主手臂机构,其特征在于,所述抱闸支架(510)上安装有检测机构;

8.根据权利要求6所述的主手臂机构,其特征在于,所述抱闸支架(510)包括与对应的中空一体轴同轴设置的第一支架部(511)以及与对应的中空一体轴相垂直设置的第二支架部(512);

9.根据权利要求1所述的主手臂机构,其特征在于,所述中空一体轴的至少一端设有减摩护套(700);

10.根据权利要求9所述的主手臂机构,其特征在于,所述减摩护套(700)插设于所述中空一体轴的两轴端;

11.根据权利要求1-10任一项所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一连杆(110)上设有电路板(400);

12.根据权利要求1-10任一项所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一连杆(110)或所述第二连杆(120)的杆体为相对端开口、周向封闭的板件结构,所述第一连杆(110)或所述第二连杆(120)的杆体侧面向内凹陷形成多个减重槽(160);

13.根据权利要求12所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一连杆(110)或所述第二连杆(120)的相对两侧面的边沿分别向外侧延伸以在杆体的两侧形成外过线通道(170);

14.一种医生控制台,其特征在于,包括:权利要求1-13任一项所述的主手臂机构。

15.一种手术机器人,其特征在于,包括:权利要求14所述的医生控制台。

...

【技术特征摘要】

1.一种主手臂机构,其特征在于,包括:第一连杆(110)、第二连杆(120)、连接所述第一连杆(110)与所述第二连杆(120)的第一关节(130),以及用于使所述第二连杆(120)与手腕基座连接的第二关节(140);

2.根据权利要求1所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一转轴(310)和所述第二转轴(320)均贯穿所述第一连杆(110),且各自的两轴端分别凸出于所述第一连杆(110)对应的侧面;

3.根据权利要求2所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一转轴(310)、所述第二转轴(320)和所述第三转轴(330)在凸出于所述第一连杆(110)、所述第二连杆(120)对应侧面的方向上具有安装轴位,所述安装轴位用于至少安装抱闸组件(500)。

4.根据权利要求3所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一转轴(310)与所述第二转轴(320)两者的电线穿入端位于所述第一连杆(110)的同侧;

5.根据权利要求4所述的主手臂机构,其特征在于,所述第三转轴(330)的电线穿入端与所述第四转轴(340)的电线穿出端位于所述第二连杆(120)的同侧,且位于不同的关节外壳内;

6.根据权利要求5所述的主手臂机构,其特征在于,所述第一安装轴位、所述第二安装轴位和所述第三安装轴位均对应安装有所述抱闸组件(500);

7.根据权利要求6所述的主手...

【专利技术属性】
技术研发人员:李建民荣德志刘玉亮张淮锋王炳强王树新
申请(专利权)人:山东威高手术机器人有限公司
类型:发明
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