CN108742797A - 一种主被动混合式锁骨下静脉穿刺机器人 - Google Patents

一种主被动混合式锁骨下静脉穿刺机器人 Download PDF

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张贯
张贯一
刘博健
代雪松
杨智康
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Abstract

本发明公开了一种主被动混合式锁骨下静脉穿刺机器人，其组成包括：穿刺角度调整模块和位姿调整模块。该机器人的穿刺角度调整模块拥有两个主动自由度，分别为穿刺角度调节自由度和进针自由度；并在穿刺角度调整模块上加装超声探头和力传感器，通过超声图像和穿刺力数据提高穿刺成功率；位姿调整模块采用被动式关节，通过离合器或制动器锁紧，方便机器人保持当前状态，并采用重力补偿弹簧减轻医生在调节机构高度时的劳动强度。

Description

一种主被动混合式锁骨下静脉穿刺机器人
技术领域
本发明涉及一种主被动混合式锁骨下静脉穿刺机器人，属医疗器械技术领域。
背景技术
锁骨下静脉置管术是经锁骨下静脉将导管插入到上腔静脉，开辟一条快捷、有效的输液通路，提高患者的治疗效率。现有的穿刺一般采用医生徒手穿刺或在图像引导进行穿刺，前者需要医生拥有丰富的手术经验；后者需要医生一面需要紧盯超声图像，一面进行穿刺，容易使医生手眼不协调而造成穿刺手术失败。而且医生在穿刺过程中手部抖动也是导致穿刺针误穿入锁骨下动脉和造成气胸等并发症的主要原因之一，严重危害患者生命。另外，在穿刺过程中穿刺力过大引起患者疼痛，造成的患者不配合也是一个影响穿刺成功率的因素。
发明内容
针对现有技术中存在问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、易于控制、定位准确和操作简单的主被动混合式锁骨下静脉穿刺机器人。
基本技术方案：一种主被动混合式锁骨下静脉穿刺机器人，它包括：穿刺角度调整模块和位姿调整模块，所述的穿刺角度调整模块的位姿模块连接架与夹持夹夹紧实现穿刺角度调整模块与位姿调整模块连接；所述的穿刺角度调整模块，其特征在于：所述的穿刺角度调整模块包括穿刺模块底座、角度调整杆Ⅰ、角度调整杆Ⅱ、联轴器、角度调整电机、超声探头夹持器、齿轮Ⅰ、齿轮Ⅱ、角度调整轴主动轴、角度调整从动轴、穿刺模块、滚珠丝杠滑模块、角度调整底板、穿刺电机、位姿模块连接架，角度调整电机与穿刺模块底座螺栓连接，齿轮Ⅰ与角度调整电机的输出轴配合连接，角度调整主动轴通过轴承固定在穿刺模块底座上，齿轮Ⅱ与角度调整主动轴键连接，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ啮合；角度调整杆Ⅰ与角度调整主动轴配合，角度调整杆Ⅱ一端与角度调整杆Ⅰ销连接，角度调整杆Ⅱ另一端与角度调整底板销连接，角度调整从动轴一端与穿刺模块底座配合，角度调整从动轴另一端通过轴承固定在角度调整底板，角度调整电机驱动角度调整主动轴带动角度调整杆Ⅰ和角度调整杆Ⅱ实现角度调整底板的俯仰运动，滚珠丝杠模块与角度调整底板连接，穿刺电机与角度调整底板固定，穿刺电机与滚珠丝杠模块通过联轴器连接，实现穿刺模块的前后移动，位姿模块连接架与穿刺模块底座螺栓连接，超声探头夹持器与穿刺模块底座螺栓连接，通过调整超声探头夹持器可锁紧与松开超声探头，所述的位姿调整模块包括固定器、底座、外立柱、升降锁紧器、内立柱、离合器、连杆Ⅰ、制动器Ⅰ、连杆Ⅱ、制动器Ⅱ、俯仰关节、连杆Ⅲ、重力补偿弹簧、轴套、旋转轴Ⅰ、旋转轴Ⅱ，固定器与底座螺纹连，外立柱与底座螺纹连接，内立柱的底端与底座通过重力补偿弹簧连接，重力补偿弹在调节升降过程中实现对机器人自重的重力补偿，方便调整高度，内立柱可在外立柱中伸缩，升降关节固定在外立柱上并可锁紧内立柱，内立柱的上端与离合器的定子固定连接，离合器的转子与轴套固定连接，轴套与轴承外圈配合，轴承内圈固定在内立柱上，通过离合器可使轴套锁死，轴套与连杆Ⅰ配合，使连杆Ⅰ相对于内立柱做旋转运动，制动器Ⅰ的定子与连杆Ⅰ固定连接，制动器Ⅰ的转子与旋转轴Ⅰ配合，旋转轴Ⅰ与轴承配合，轴承在连杆Ⅰ上，旋转轴Ⅰ与连杆Ⅱ配合，离合器Ⅱ定子与连杆Ⅱ固定连接，离合器Ⅱ转子与旋转轴Ⅱ配合，旋转轴Ⅱ与轴承配合、轴承在连杆Ⅱ上，旋转轴Ⅱ与俯仰关节键连接、俯仰关节可以绕着旋转轴Ⅱ旋转，连杆Ⅲ与俯仰关节螺栓连接。
作为优选，所述的穿刺模块包括穿刺针、穿刺针锁紧螺母、穿刺针固定器、力传感器、力传感器固定轴、力传感器固定座、穿刺模块底座、滑轨滑块、穿刺针支撑架，穿刺模块底座与滚珠丝杠模块固定连接，滑轨滑块与穿刺模块底座固定连接，穿刺针支撑架与滑轨滑块固定，力传感器两端分别与力传感器固定轴螺纹连接，力传感器一端连接的力传感器固定轴与穿刺针支撑架固定，力传感器另一端连接的力传感器固定轴与力传感器固定座固定，随着针的穿刺使传感器采集穿刺力数据，穿刺针与穿刺针固定器可拆卸连接，穿刺针固定器上有螺纹与穿刺针锁紧螺母配合，通过穿刺针锁紧螺母锁紧穿刺针固定器夹持住穿刺针。
作为优选，所述的连杆Ⅲ包括夹持夹、球形关节、内推杆、螺纹固定杆、楔块、外杆、弹簧，外杆一端设置有球面槽，楔块与螺纹固定杆键连接，弹簧套在螺纹固定杆，弹簧底部固定在外杆上，螺纹固定杆的底部设置有螺纹，螺纹固定杆与螺母配合锁紧俯仰关节，球形关节配合在外杆的球面槽中，内推杆一端抵着楔块，内推杆另一端抵着球形关节，夹持夹与球形关节螺纹连接，螺纹固定杆带动楔块向下运动时，楔块推动内推杆运动将球形关节锁死在外杆的球面槽中，从而锁紧夹持夹，夹持夹通过螺栓锁紧。
本发明的有益效果为：
1.本发明采用机械穿刺，大大减少了锁骨下静脉穿刺对医务人员经验的依赖，减轻了医护工作者的工作强度，解放了人力。穿刺机器人的旋转关节采用多连杆被动自由度不仅方便医生操作，而且提高机器人灵活性，更好的满足因患者体型不同导致的穿刺位置不同的需求，并且各个被动关节均可实现自锁，保持机器人当前位姿；穿刺机构采用主动自由度，避免医生手部抖动对穿刺过程的影响；
2.本发明采用主动自由度和被动自由度相结合可降低对控制系统的要求，易于控制；
3.本发明采用了重力补偿弹簧，在调整机器人高度时可平衡机器自身人重力，减小医生工作强度；
4.本发明调整超声探头夹持器可锁紧与松开超声探头，容易更换探头且操作简洁；
5.本发明通过超声定位穿刺血管，使穿刺更加精准。并对对穿刺过程中的穿刺力数据进行采集，保证针尖位置并减少误穿发生，减轻患者痛苦；
6.本发明穿刺模块采用模块设计，易于拆卸和消毒；
7.本发明易于移动、使用简单，将固定器固定在病床上即可进行穿刺手术。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的位姿调整模块结构示意图。
图3为本发明位姿调整模块结构剖视图。
图4为本发明角度调整模块的结构正视示意图。
图5为本发明角度调整模块的结构后视示意图。
图6为本发明穿刺模块结构示意图。
图7为本发明连杆Ⅲ结构示意图。
图中：1、穿刺角度调整模块；2、位姿调整模块；1-1、穿刺模块底座；1-2、角度调整杆Ⅰ；1-3、角度调整杆Ⅱ；1-4、联轴器；1-5、角度调整电机；1-6、超声探头夹持器；1-7、齿轮Ⅰ；1-8、齿轮Ⅱ；1-9、角度调整轴主动轴；1-10、角度调整从动轴；1-11、穿刺模块；1-12、滚珠丝杠滑模块；1-13、角度调整底板；1-14、穿刺电机；1-15、位姿模块连接架；2-1、固定器；2-2、底座；2-3、外立柱；2-4、升降锁紧器；2-5、内立柱；2-6、离合器；2-7、连杆Ⅰ；2-8、制动器Ⅰ；2-9、连杆Ⅱ；2-10制动器Ⅱ；2-11、俯仰关节；2-12、连杆Ⅲ；2-13、重力补偿弹簧；2-14、轴套；2-15、旋转轴Ⅰ；2-16、旋转轴Ⅱ；1-11-1、穿刺针；1-11-2穿刺针锁紧螺母；1-11-3、穿刺针固定器；1-11-4、力传感器；1-11-5、力传感器固定轴；1-11-6、力传感器固定座；1-11-7、穿刺模块底座；1-11-8、滑轨滑块；1-11-9、穿刺针支撑架；2-12-1、夹持夹；2-12-2、球形关节；2-12-3、内推杆；2-12-4、螺纹固定杆；2-12-5楔块；2-12-6外杆；2-12-7、弹簧。
具体实施方式：
为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1、2、3、4、5所示，本发明具体实施方式采用以下技术方案：一种主被动混合式锁骨下静脉穿刺机器人，其组成包括：穿刺角度调整模块1和位姿调整模块2，所述的穿刺角度调整模块1的位姿模块连接架1-15与夹持夹2-12-1夹紧实现穿刺角度调整模块1与位姿调整模块2连接；所述的穿刺角度调整模块1，其特征在于：所述的穿刺角度调整模块1包括穿刺模块底座1-1、角度调整杆Ⅰ1-2、角度调整杆Ⅱ1-3、联轴器1-4、角度调整电机1-5、超声探头夹持器1-6、齿轮Ⅰ1-7、齿轮Ⅱ1-8、角度调整轴主动轴1-9、角度调整从动轴1-10、穿刺模块1-11、滚珠丝杠滑模块1-12、角度调整底板1-13、穿刺电机1-14、位姿模块连接架1-15，角度调整电机1-5与穿刺模块底座1-1螺栓连接，齿轮Ⅰ1-7与角度调整电机1-5的输出轴配合连接，角度调整主动轴1-9通过轴承固定在穿刺模块底座1-1上，齿轮Ⅱ1-8与角度调整主动轴1-9键连接，齿轮Ⅰ1-7和齿轮Ⅱ1-8啮合；角度调整杆Ⅰ1-2与角度调整主动轴1-9配合，角度调整杆Ⅱ1-3一端与角度调整杆Ⅰ1-2销连接，角度调整杆Ⅱ1-3另一端与角度调整底板1-13销连接，角度调整从动轴1-10一端与穿刺模块底座1-1配合，角度调整从动轴1-10另一端通过轴承固定在角度调整底板1-13，角度调整电机1-5驱动角度调整主动轴1-9带动角度调整杆Ⅰ1-2和角度调整杆Ⅱ1-3实现角度调整底板1-13的俯仰运动，滚珠丝杠模块1-12与角度调整底板1-13连接，穿刺电机1-14与角度调整底板1-13固定，穿刺电机1-14与滚珠丝杠模块1-12通过联轴器1-4连接，实现穿刺模块1-11的前后移动，位姿模块连接架1-15与穿刺模块底座1-1螺栓连接，超声探头夹持器1-6与穿刺模块底座1-1螺栓连接，通过调整超声探头夹持器可锁紧与松开超声探头，所述的位姿调整模块2包括固定器2-1、底座2-2、外立柱2-3、升降锁紧器2-4、内立柱2-5、离合器2-6、连杆Ⅰ2-7、制动器Ⅰ2-8、连杆Ⅱ2-9、制动器Ⅱ2-10、俯仰关节2-11、连杆Ⅲ2-12、重力补偿弹簧2-13、轴套2-14、旋转轴Ⅰ2-15、旋转轴Ⅱ2-16，固定器2-1与底座2-2螺纹连，外立柱2-3与底座2-2螺纹连接，内立柱2-5的底端与底座2-2通过重力补偿弹簧2-13连接，重力补偿弹簧2-13在调节升降过程中实现对机器人自重的重力补偿，方便调整高度，内立柱2-5可在外立柱2-3中伸缩，升降关节2-4固定在外立柱2-3上并可锁紧内立柱2-5，内立柱2-5的上端与离合器2-6的定子固定连接，离合器2-6的转子与轴套2-14固定连接，轴套2-14与轴承外圈配合，轴承内圈固定在内立柱2-5上，通过离合器2-6可使轴套2-14锁死，轴套2-14与连杆Ⅰ2-7配合，使连杆Ⅰ2-7相对于内立柱2-5做旋转运动，制动器Ⅰ2-8的定子与连杆Ⅰ2-7固定连接，制动器Ⅰ2-8的转子与旋转轴Ⅰ2-15配合，旋转轴Ⅰ2-15与轴承配合，轴承在连杆Ⅰ2-7上，旋转轴Ⅰ2-15与连杆Ⅱ2-9配合，制动器Ⅱ2-10定子与连杆Ⅱ2-9固定连接，制动器Ⅱ2-10转子与旋转轴Ⅱ2-16配合，旋转轴Ⅱ2-16与轴承配合、轴承在连杆Ⅱ2-9上，旋转轴Ⅱ2-16与俯仰关节2-11键连接、俯仰关节2-11可以绕着旋转轴Ⅱ2-16旋转，连杆Ⅲ2-12与俯仰关节2-11螺栓连接。
参见附图6，所述的穿刺模块1-11包括穿刺针1-11-1、穿刺针锁紧螺母1-11-2、穿刺针固定器1-11-3、力传感器1-11-4、力传感器固定轴1-11-5、力传感器固定座1-11-6、穿刺模块底座1-11-7、滑轨滑块1-11-8、穿刺针支撑架1-11-9，穿刺模块底座1-11-7与滚珠丝杠模块1-12固定连接，滑轨滑块1-11-8与穿刺模块底座1-11-7固定连接，穿刺针支撑架1-11-9与滑轨滑块1-11-8固定，力传感器1-11-4两端分别与力传感器固定轴1-11-5螺纹连接，力传感器1-11-4一端连接的力传感器固定轴1-11-5与穿刺针支撑架1-11-9固定，力传感器1-11-4另一端连接的力传感器固定轴1-11-5与力传感器固定座1-11-6固定，随着针的穿刺带动滑台运动，使传感器采集穿刺力数据，穿刺针1-11-1与穿刺针固定器1-11-3可拆卸连接，穿刺针固定器1-11-3上有螺纹与穿刺针锁紧螺母1-11-2配合，通过穿刺针锁紧螺母1-11-2锁紧穿刺针固定器1-11-3夹持住穿刺针1-11-1。
进一步的，参见附图7，所述的连杆Ⅲ2-12包括夹持夹2-12-1、球形关节2-12-2、内推杆2-12-3、螺纹固定杆2-12-4、楔块2-12-5、外杆2-12-6、弹簧2-12-7，外杆2-12-7一端设置有球面槽，楔块2-12-5与螺纹固定杆2-12-4键连接，弹簧2-12-7套在螺纹固定杆2-12-4，弹簧2-12-7底部固定在外杆2-12-6上，螺纹固定杆2-12-4的底部设置有螺纹，螺纹固定杆2-12-4与螺母配合锁紧俯仰关节2-11，球形关节2-12-2配合在外杆2-12-7的球面槽中，内推杆2-12-3一端抵着楔块2-12-5，内推杆2-12-3另一端抵着球形关节2-12-2，夹持夹2-12-1与球形关节2-12-2螺纹连接，螺纹固定杆2-12-4带动楔块2-12-5向下运动时，楔块2-12-5推动内推杆2-12-3运动将球形关节2-12-2锁死在外杆2-12-7的球面槽中，从而锁紧夹持夹2-12-1，夹持夹2-12-1通过螺栓锁紧。
本发明具体实施方式的工作原理为：使用时将机构通过固定器2-1夹持在病床上，医生拖动穿刺角度调整模块1和调节俯仰关节2-11使穿刺模块1-11到病人锁骨下静脉附近，使用夹持在穿刺角度调整模块1上的超声探头扫描病人锁骨下静脉，通过超声图像选择合适的穿刺位置，通过离合器2-6、制动器Ⅰ2-8、制动器Ⅱ2-10和螺纹固定杆2-12-4依次锁紧位姿调整模块2的各个关节，保持当前机器人位姿；通过角度调整电机1-5驱动角度调整主动轴1-9带动角度调整杆Ⅰ1-2和角度调整杆Ⅱ1-3调节角度调整底板1-13的到合适的穿刺角度，启动穿刺电机1-14通过联轴器1-4带动滚珠丝杆模块1-12前进带动穿刺模块1-11直线运动，在穿刺过程中观察穿刺力数据和超声图像，保证穿刺1-11-1针尖停留在锁骨下静脉中完成穿刺。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种主被动混合式锁骨下静脉穿刺机器人，其组成包括：穿刺角度调整模块（1）和位姿调整模块（2），所述的穿刺角度调整模块（1）的位姿模块连接架（1-15）与夹持夹（2-12-1）连接实现穿刺角度调整模块（1）与位姿调整模块（2）连接；所述的穿刺角度调整模块（1），其特征在于：所述的穿刺角度调整模块（1）包括穿刺模块底座（1-1）、角度调整杆Ⅰ（1-2）、角度调整杆Ⅱ（1-3）、联轴器（1-4）、角度调整电机（1-5）、超声探头夹持器（1-6）、齿轮Ⅰ（1-7）、齿轮Ⅱ（1-8）、角度调整轴主动轴（1-9）、角度调整从动轴（1-10）、穿刺模块（1-11）、滚珠丝杠滑模块（1-12）、角度调整底板（1-13）、穿刺电机（1-14）、位姿模块连接架（1-15），角度调整电机（1-5）与穿刺模块底座（1-1）螺栓连接，齿轮Ⅰ（1-7）与角度调整电机（1-5）的输出轴配合连接，角度调整主动轴（1-9）通过轴承固定在穿刺模块底座（1-1）上，齿轮Ⅱ（1-8）与角度调整主动轴（1-9）键连接，齿轮Ⅰ（1-7）和齿轮Ⅱ（1-8）啮合，角度调整杆Ⅰ（1-2）与角度调整主动轴（1-9）配合，角度调整杆Ⅱ（1-3）一端与角度调整杆Ⅰ（1-2）销连接，角度调整杆Ⅱ（1-3）另一端与角度调整底板（1-13）销连接，角度调整从动轴（1-10）一端与穿刺模块底座（1-1）配合，角度调整从动轴（1-10）另一端通过轴承固定在角度调整底板（1-13），角度调整电机（1-5）驱动角度调整主动轴（1-9）带动角度调整杆Ⅰ（1-2）和角度调整杆Ⅱ（1-3）实现角度调整底板（1-13）的俯仰运动，滚珠丝杠模块（1-12）与角度调整底板（1-13）连接，穿刺电机（1-14）与角度调整底板（1-13）固定，穿刺电机（1-14）与滚珠丝杠模块（1-12）通过联轴器（1-4）连接，实现穿刺模块（1-11）的前后移动，位姿模块连接架（1-15）与穿刺模块底座（1-1）螺栓连接，超声探头夹持器（1-6）与穿刺模块底座（1-1）螺栓连接，通过调整超声探头夹持器可锁紧与松开超声探头；所述的位姿调整模块（2）包括固定器（2-1）、底座（2-2）、外立柱（2-3）、升降锁紧器（2-4）、内立柱（2-5）、离合器（2-6）、连杆Ⅰ（2-7）、制动器Ⅰ（2-8）、连杆Ⅱ（2-9）、制动器Ⅱ（2-10）、俯仰关节（2-11）、连杆Ⅲ（2-12）、重力补偿弹簧（2-13）、轴套（2-14）、旋转轴Ⅰ（2-15）、旋转轴Ⅱ（2-16），固定器（2-1）与底座（2-2）螺纹连，外立柱（2-3）与底座（2-2）螺纹连接，内立柱（2-5）的底端与底座（2-2）通过重力补偿弹簧（2-13）连接，重力补偿弹簧（2-13）在调节升降过程中实现对机器人自重的重力补偿，方便调整高度，内立柱（2-5）可在外立柱（2-3）中伸缩，升降关节（2-4）固定在外立柱（2-3）上并可锁紧内立柱（2-5），内立柱（2-5）的上端与离合器（2-6）的定子固定连接，离合器（2-6）的转子与轴套（2-14）固定连接，轴套（2-14）与轴承外圈配合，轴承内圈固定在内立柱（2-5）上，通过离合器（2-6）可使轴套（2-14）锁死，轴套（2-14）与连杆Ⅰ（2-7）配合，使连杆Ⅰ（2-7）相对于内立柱（2-5）做旋转运动，制动器Ⅰ（2-8）的定子与连杆Ⅰ（2-7）固定连接，制动器Ⅰ（2-8）的转子与旋转轴Ⅰ（2-15）配合，旋转轴Ⅰ（2-15）与轴承配合，轴承在连杆Ⅰ（2-7）上，旋转轴Ⅰ（2-15）与连杆Ⅱ（2-9）配合，制动器Ⅱ（2-10）定子与连杆Ⅱ（2-9）固定连接，制动器Ⅱ（2-10）转子与旋转轴Ⅱ（2-16）配合，旋转轴Ⅱ（2-16）与轴承配合，轴承在连杆Ⅱ（2-9）上，旋转轴Ⅱ（2-16）与俯仰关节（2-11）键连接、俯仰关节（2-11）可以绕着旋转轴Ⅱ（2-16）旋转，连杆Ⅲ（2-12）与俯仰关节（2-11）螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的穿刺角度调整模块（1），其特征在于：所述的穿刺模块（1-11）包括穿刺针（1-11-1）、穿刺针锁紧螺母（1-11-2）、穿刺针固定器（1-11-3）、力传感器（1-11-4）、力传感器固定轴（1-11-5）、力传感器固定座（1-11-6）、穿刺模块底座（1-11-7）、滑轨滑块（1-11-8）、穿刺针支撑架（1-11-9），穿刺模块底座（1-11-7）与滚珠丝杠模块（1-12）固定连接，滑轨滑块（1-11-8）与穿刺模块底座（1-11-7）固定连接，穿刺针支撑架（1-11-9）与滑轨滑块（1-11-8）固定，力传感器（1-11-4）两端分别与力传感器固定轴（1-11-5）螺纹连接，力传感器（1-11-4）一端连接的力传感器固定轴（1-11-5）与穿刺针支撑架（1-11-9）固定，力传感器（1-11-4）另一端连接的力传感器固定轴（1-11-5）与力传感器固定座（1-11-6）固定，随着针的穿刺使传感器采集穿刺力数据，穿刺针（1-11-1）与穿刺针固定器（1-11-3）可拆卸连接，穿刺针固定器（1-11-3）上有螺纹与穿刺针锁紧螺母（1-11-2）配合，通过穿刺针锁紧螺母（1-11-2）锁紧穿刺针固定器（1-11-3）夹持住穿刺针（1-11-1）。
3.根据权利要求1所述的连杆Ⅲ（2-12），其特征在于：所述的连杆Ⅲ（2-12）包括夹持夹（2-12-1）、球形关节（2-12-2）、内推杆（2-12-3）、螺纹固定杆（2-12-4）、楔块（2-12-5）、外杆（2-12-6）、弹簧（2-12-7），外杆（2-12-7）一端设置有球面槽，楔块（2-12-5）与螺纹固定杆（2-12-4）键连接，弹簧（2-12-7）套在螺纹固定杆（2-12-4），弹簧（2-12-7）底部固定在外杆（2-12-6）上，螺纹固定杆（2-12-4）的底部设置有螺纹，螺纹固定杆（2-12-4）与螺母配合锁紧俯仰关节（2-11），球形关节（2-12-2）配合在外杆（2-12-7）的球面槽中，内推杆（2-12-3）一端抵着楔块（2-12-5），内推杆（2-12-3）另一端抵着球形关节（2-12-2），夹持夹（2-12-1）与球形关节（2-12-2）螺纹连接，螺纹固定杆（2-12-4）带动楔块（2-12-5）向下运动时，楔块（2-12-5）推动内推杆（2-12-3）运动将球形关节（2-12-2）锁死在外杆（2-12-7）的球面槽中，从而锁紧夹持夹（2-12-1）；夹持夹（2-12-1）通过螺栓锁紧。
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