具有用于改变拉伸力的调节部件的传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种传动设备，包括：驱动部件；从动部件；和与所述驱动部件和所述从动部件耦合的至少局部挠性的传动装置。所述挠性的传动装置构造为在所述驱动部件运动时使所述从动部件随之运动。所述挠性的传动装置包括第一拉伸部件，所述第一拉伸部件具有耦合所述驱动部件的第一部分、耦合所述从动部件的第二部分、和所述第一部分与所述第二部分之间的中间部分。所述传动设备还包括接合所述第一拉伸部件的所述中间部分的调节部件。所述调节部件构造为被调节以改变施加在所述第一拉伸部件上的拉伸力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及传动装置，具体涉及用于机器人臂的拉伸部件驱动系统。
技术介绍
通常在需要高精确度和/或高精密度的应用(例如外科手术或其他复杂任务)中使用机器人系统。这些系统可以包括各种机器人，例如自动机器人、遥控机器人、半主动机器人、被动机器人以及互动式机器人。例如，在关节置换外科中，外科医生可以以被动方式使用互动的、触觉引导的机器人臂进行雕骨以接收关节植入管(例如膝盖植入管)。为了进行雕骨，外科医生手动地握住并操纵机器人臂，以便使连接在机器人臂上的切削工具(例如磨石)移动。只要外科医生在预定的有效切削边界内操作切削工具，机器人臂就可以低摩擦、低惯性地自由移动，使得外科医生在失重状态下感知机器人臂并且可以根据需要移动机器人臂。然而，如果外科医生试图在有效切削边界之外进行切削，机器人臂提供触觉 (或力)反馈，从而防止或限制外科医生将切削工具移动出有效切削边界。按照这种方式， 机器人臂能够实现高精度、可重复的骨切削。机器人臂以上述方式作用的能力取决于机器人臂的驱动系统(也称为驱动联动装置或驱动传动装置)。理想的是，驱动系统特征是低摩擦、低惯性、高硬度、大带宽、接近零的反冲、力精确性和/或向后驱动性。挠性传动装置(例如拉伸部件驱动系统)可以具有这些特征。然而，常规拉伸部件驱动系统的一个困难是对驱动系统故障可能危及病人的外科应用不能充分故障自动保护。例如，驱动系统中的一个拉伸部件(例如，缆绳或线)的故障可能导致机器人臂的意外移动，该意外移动可能会伤害病人。为了提高安全性，机器人臂可以包括关节制动器，以便在发生拉伸部件故障的情况下限制机器人臂的关节的移动。然而，关节制动器的加入增加了机器人臂的重量和惯性，这会不利地影响向后驱动性和触觉反应。常规拉伸部件驱动系统的另一个困难是拉伸部件必须预拉伸以消除可能导致反冲的松弛。然而，预拉伸的加载量是拉伸部件的断裂长度的约15%至50%，这会导致向驱动系统组件、轴承和支撑结构施加较大的力。高的加载量还增加了驱动系统组件的摩擦力并且容易使外科医生疲劳。常规拉伸部件驱动系统的另一个困难是这种驱动系统不容易制造、维护和/或升级。例如，在驱动系统的一部分中(例如，一个关节中)的部件在某种程度上取决于或者受到驱动系统的另一部分中(例如，另一关节中)的部件影响的意义上，常规拉伸部件驱动系统可以为整体系统。因此，如果驱动系统的一部分有缺陷，则可能需要拆除驱动系统的正常工作的其他部分来修复该缺陷部分。例如，机器人臂一个关节的问题的修复可能需要去掉机器人臂多个关节的布线。不能使常规拉伸部件驱动系统的各部分分开增加了维护和升级机器人臂所需的时间和劳动，这导致昂贵的维修和漫长的停机时间，从而降低医院优化使用机器人臂的能力。专利技术概述根据本专利技术的传动设备的实施例包括驱动部件；从动部件；和与所述驱动部件和所述从动部件耦合的至少局部挠性的传动装置。所述挠性的传动装置构造为在所述驱动部件运动时使所述从动部件随之运动。所述挠性的传动装置包括第一拉伸部件，所述第一拉伸部件具有耦合所述驱动部件的第一部分、耦合所述从动部件的第二部分、和所述第一部分与所述第二部分之间的中间部分。所述传动设备还包括接合所述第一拉伸部件的所述中间部分的调节部件。所述调节部件构造为被调节以改变施加在所述第一拉伸部件上的拉伸力。附图简述并入说明书并构成说明书一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且这些附图与说明书一起用来阐释本专利技术的各方面。附图说明图1是根据实施例的外科手术系统的透视图。图2是图1的外科手术系统的机器人臂的一个实施例的透视图。图3是去掉保护盖的图2的机器人臂的透视图。图4是去掉保护盖并示出标准结构的图2的机器人臂的透视图。图5A是图2的机器人臂的第一模块的实施例的前透视图。图5B是图5A的第一模块的后透视图。图5C是图5A的第一模块的右侧视图。图5D是图5A的第一模块的左侧视5E是图5A的第一模块的后侧视图。图6是图5A的第一模块的关节组件的实施例的透视图。图7A是图6的关节组件的驱动部件的实施例的剖视图。图7B是图6的关节组件的电动机轴和传动齿轮的实施例的侧面图。图8A是连接在图6的关节组件的驱动部件上的挠性传动装置的实施例的正视图。图8B是连接在图6的关节组件的连接机构上的挠性传动装置的实施例的正视图。图9A和图9B是图8B的连接机构的顶部透视图。图10是图5A的第一模块的关节组件的关节输出的实施例的剖视图。图11是连接在图5A的第一模块的从动部件上的挠性传动装置的实施例的正视图。图12是根据实施例的第二模块的透视图。图13是图12的第二模块的关节组件的实施例的透视图。图14A是图12的第二模块的第一和第二阶段挠性传动装置的实施例的示意图。图14B是图12的第二模块的拉伸部件构造的实施例的受力图。图14C是常规拉伸部件构造的示意图。图14D是图14C的常规拉伸部件的受力图。图15和图16是图12的第二模块的从动部件的实施例的透视图。图17是图12的第二模块的电动机轴和传动齿轮的透视图。图18是图12的第二模块的连接机构的实施例的顶部透视图。图19A是图12的第二模块的驱动部件的实施例的剖视图。图19B是连接在图12的第二模块的驱动部件上的挠性传动装置的实施例的示意图。图20是图12的第二模块的驱动部件的实施例的剖视图。图21是图12的第二模块的从动部件的实施例的剖视图。图22A是根据实施例的第三模块的透视图。图22B是图22k的第三模块的剖视图。图22C是图22A的第三模块的挠性传动装置的实施例的透视图。图23是图22A的第三模块的驱动部件的实施例的剖视图。图M是图22k的第三模块的电动机轴和传动齿轮的实施例的侧视图。图25A-图25C是图22A的第三模块的连接机构的实施例的透视图。图沈是图22A的第三模块的调节部件的实施例的前透视图。图27A是图22k的第三模块的调节部件的实施例的前透视图。图27B是图27A的调节部件的正面视图。图28k是根据实施例的第四模块的顶部透视图。图^B是图28A的第四模块的挠性传动装置的实施例的透视图。图28C是图28A的第四模块的底部透视图。图^D是图28A的第四模块的挠性传动装置的实施例的透视图。图28E是图28A的第四模块的剖视图。图四是图2名k的第四模块的驱动部件的实施例的剖视图。图30是连接在图28k的第四模块的驱动部件上的挠性传动装置的实施例的示意图。图31A是图2名k的第四模块的从动部件的实施例的剖视图。图31B是图2名k的第四模块的滑轮的实施例的俯视图。图31C是图28A的第四模块的滑轮的实施例的透视图。图31D是图28k的第四模块的关节编码器的实施例的透视图。图32是根据实施例的机架组件的侧视图。图33A是根据实施例的可动结构的升高组件的侧视图。图3 是处于静态结构的图33A的升高组件的侧视图。图33C是根据实施例的升高组件的腿部件的剖视图。图33D是根据实施例的升高组件的腿部件的剖视图。图34是根据实施例的双连接器拉伸部件的示意图。图35是根据实施例的三连接器拉伸部件的示意图。图36A是连接在根据实施例的驱动部件和从动部件上的图35的三连接器拉伸部件的示意图。图36B是连接在根据实施例的驱动部件和从动部件上的图35的三连接器拉伸部件的示意图。专利技术详述目前，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种传动设备，包括：驱动部件；从动部件；至少局部挠性的传动装置，其与所述驱动部件和所述从动部件耦合，并且构造为在所述驱动部件运动时使所述从动部件随之运动，其中，所述挠性的传动装置包括第一拉伸部件，所述第一拉伸部件具有耦合所述驱动部件的第一部分、耦合所述从动部件的第二部分、和所述第一部分与所述第二部分之间的中间部分；以及接合所述第一拉伸部件的所述中间部分的调节部件，其中所述调节部件构造为被调节以改变施加在所述第一拉伸部件上的拉伸力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·贝内特，
申请(专利权)人：马科外科公司，
类型：发明
国别省市：US