CN109171966B - 用于手术器械的快换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于手术器械的快换装置，实现手术器械与机械臂末端之间的快速连接与拆换。快换装置包括安装基座、安装接头、定位机构和锁紧机构；定位机构包括第一定位部和相配合的第二定位部，第一定位部和第二定位部分别设置在安装基座与安装接头上；锁紧机构包括设置在安装接头上的第一连接件，以及设置在安装基座上的控制装置和第二连接件；控制装置被配置为，控制第二连接件与第一连接件相锁定，以使第一定位部与第二定位部保持配合接触的状态，进而实现安装接头与安装基座间的装配；控制装置还被配置为，控制第二连接件与第一连接件相解锁，以使第一定位部与第二定位部处于可分离的状态，进而实现安装接头与安装基座间的卸载。

Description

用于手术器械的快换装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别设计一种用于手术器械的快换装置。

背景技术

伴随着机器人技术的不断发展，微创伤手术正以不同于传统的形式逐渐进入了大众视野，精准高效的手术实施过程体现在了医学治疗的各个方面，患者的医学治疗环境由此也得到了极大的改善，现代医疗技术水平也迈向了一个崭新的台阶。关于结合机器人技术进行微创伤手术的相关领域研究亦是现代医学发展中的重要一环。

微创伤手术作为当前最为常用的微创伤手术方法体系，关于其与机器人技术的结合应用研究是当今微创伤手术研究领域的一大热点，受到广大相关领域研究设计人员的关注。

对于手术机器人来说，执行手术的主要操作部件为手术器械，手术器械是需要进入人体执行相关的手术操作的，因此，其需要与机械臂末端实现可靠且准确地连接，这样才能使得整个手术过程能够安全及高质量的进行。此外，在整个手术过程中，手术器械更换频繁也是常有的，故也需要采用快换的方式实现不同手术器械的切换，提高整台手术的效率以及质量，确保医生在手术的实施过程当中获得较为舒适的操作环境。于是，关于如何实现手术器械与机械臂末端连接的安全可靠，以及如何实现手术器械的快速安装和拆卸，一直是手术机器人领域发展的一个不可忽视的技术问题。

例如，中国专利申请CN106344161A公开了一种脊柱微创手术机器人末端工具快换机构，其可以实现手术过程中末端器械的快速安装和拆卸，但是，其锁紧操作过程较为繁琐，不便于医护人员实现快速操作。另有中国专利申请CN106102642A公开了一种外壳手术套管安装件的技术与方法，其能够在手术过程中实现手术套管的安装与拆卸，但是其结构设计使得必须操作解锁按钮才能实现手术套管的安装操作，不能直接进行卡接，造成在一些工况下手术操作的不便捷，另外该专利公开的技术结构需要较大的空间才能实现机构的布置，从而造成整个结构小巧化的设计难以实施。

因此，有必要开发一种新型的用于手术器械的快换装置，以解决以上提到的一个或多个问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种用于手术器械的快换装置，能够实现手术器械与机械臂末端的可靠且准确的连接，还能够实现手术器械与机械臂末端的快速且安全的分离，便于医护人员实现手术器械的快速安装与拆卸，降低医护人员的工作量，降低安装与拆换操作的复杂性，提高手术效率以及手术质量，为医生在手术的实施过程当中提供更为舒适的操作环境。

因此，根据本发明的一个方面，提供了一种用于手术器械的快换装置，其包括：

安装基座；

安装接头，用于与所述安装接头可拆卸地连接；

定位机构，用于定位所述安装基座与所述安装接头，且包括第一定位部以及与所述第一定位部相配合的第二定位部，所述第一定位部设置在所述安装基座上，所述第二定位部设置在所述安装接头上；以及，

锁紧机构，包括设置在所述安装接头上的第一连接件，以及设置在所述安装基座上的控制装置和第二连接件；

所述控制装置被配置为，控制所述第二连接件与所述第一连接件相锁定，以使所述第一定位部与所述第二定位部保持配合接触的状态，进而实现所述安装接头与所述安装基座间的装配；

所述控制装置还被配置为，控制所述第二连接件与所述第一连接件相解锁，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可分离的状态，进而实现所述安装接头与所述安装基座间的卸载。

优选地，所述第二连接件具有锁定位置和解锁位置，所述控制装置包括控制按钮以及弹性件；

所述第二连接件被配置为，在外力作用下被驱动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态，且所述弹性件在所述第二连接件运动至所述解锁位置过程中存储弹性势能；

所述弹性件被配置为，在所述第二连接件被撤去外力作用时释放弹性势能，以驱动所述第二连接件自所述解锁位置运动至所述锁定位置，以使所述第二连接件与所述第一连接件相锁定，进而使所述第一定位部与所述第二定位部保持配合接触的状态；

所述控制按钮被配置为，在外力作用下驱动所述第二连接件自所述锁定位置运动至所述解锁位置，以使所述第二连接件与所述第一连接件相解锁，进而使所述第一定位部与所述第二定位部处于可分离的状态。

优选地，所述第二连接件还具有初始位置；

所述第一连接件被配置为，在外力作用下驱动所述第二连接件自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态；或者，

所述控制按钮被配置为，在外力作用下驱动所述第二连接件自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态。

优选地，所述控制按钮被配置为，在外力作用下沿第一方向移动，并驱动所述第二连接件沿第二方向自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态，并使所述弹性件存储弹性势能；或者，

所述第一连接件被配置为，在外力作用下沿第三方向移动，并驱动所述第二连接件沿第二方向自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态，并使所述弹性件存储弹性势能；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮或所述第一连接件被撤去外力作用时释放弹性势能，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向运动至所述锁定位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部保持配合接触的状态；

所述控制按钮还被配置为，在外力作用下沿第一方向移动，并驱动所述第二连接件沿第二方向自所述锁定位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可分离的状态。

优选地，所述弹性件还被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时释放弹性势能，并驱动所述控制按钮沿所述第一方向复位。

优选地，所述第一定位部为定位凹槽，所述第二定位部为与所述定位凹槽形状匹配的定位凸台；所述安装基座具有至少一端开口的内腔，所述定位凹槽设置在所述开口处。

优选地，所述安装基座上设置有与所述内腔贯通的销孔，所述第一连接件上设置有用于与所述销孔连通的连接孔；

所述控制按钮可活动地设置在所述安装基座上，且位于所述第二连接件的外侧，用于与所述第二连接件配合接触；

所述第二连接件设置在所述内腔内，所述弹性件设置在所述第二连接件的第一端，且当所述第二连接件位于所述锁定位置时，其第二端延伸插入所述销孔并从该销孔中伸出；

所述第二方向为所述第二连接件的轴线方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述控制按钮被配置为，在外力作用沿所述第一方向朝所述第二连接件运动，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向朝所述弹性件运动，并缩进至所述解锁位置；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时，驱动所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动，并伸出至所述锁定位置。

优选地，所述安装接头包括两个相对设置的第一连接件，每个所述第一连接件上均设置有所述连接孔；所述第二连接件的数量与所述连接孔的数量以及位置相匹配；

每两个所述第二连接件相对设置形成一第二连接件组，所述第二连接件组中的两个所述第二连接件的第一端之间连接一个所述弹性件，所述第二连接件组中的两个所述第二连接件的第二端分别插入一个所述销孔并从对应的所述销孔中伸出；其中：

所述控制按钮被配置为，在外力作用下驱动所述第二连接件组中的两个所述第二连接件沿所述第二方向做相向运动，以使两个所述第二连接件均缩进各自的所述销孔，以到达所述解锁位置；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时释放弹性势能，驱动所述第二连接件组中的两个所述第二连接件沿所述第二方向做背向运动，以使两个所述第二连接件均伸出各自的所述销孔并进一步插入各自对应的所述连接孔，以到达所述锁定位置。

优选地，每个所述第一连接件上设置有多个所述连接孔，所述控制按钮、所述第二连接件组的数量与每个所述第一连接件上的所述连接孔的数量相配平，且每个所述控制按钮控制一组所述第二连接件组运动。

优选地，所述安装基座呈“回”字形，所述安装接头呈“巨”字形。

优选地，所述快换装置还包括挡板，设置在所述第二连接件远离所述控制按钮的一侧；所述挡板用于限制所述第二连接件和/或所述弹性件在所述第一方向上的移动。

优选地，所述控制按钮具有第一导向块，所述第二连接件具有与所述第一导向块相配合接触的第二导向块；

所述控制按钮被配置为，在外力作用下通过所述第一导向块与所述第二导向块之间的相互作用，驱动所述第二连接件沿所述第二方向朝所述弹性件移动；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时，驱动所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动，并通过所述第一导向块与所述第二导向块之间的相互作用驱动所述控制按钮沿所述第一方向背离所述第二连接件运动。

优选地，所述第一导向块具有第一斜面，所述第二导向块与所述第一斜面相配合的外表面为第二斜面；所述第一斜面与所述第二连接件的轴向呈一夹角，通过所述第一斜面与所述第二斜面之间的相对移动，实现所述控制按钮在所述第一方向上的运动与所述第二连接件在所述第二方向上的运动之间的转换。

优选地，所述控制按钮具有第一导向块，所述第二连接件组中每个所述第二连接件均具有与所述第一导向块相配合的第二导向块，且所述第二导向块相对配置；

所述控制按钮被配置为，在外力作用下通过所述第一导向块与两个所述第二导向块之间的相互作用，驱动所述第二连接组中的两个所述第二连接件沿所述第二方向朝所述弹性件移动；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时，驱动两个所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动，并通过所述第一导向块与两个所述第二导向块之间的相互作用驱动所述控制按钮沿所述第一方向背离所述第二连接件运动。

优选地，所述第一导向块具有一槽口，所述槽口具有两个第一斜面且呈V字形，所述第二连接件组的两个所述第二导向块分别具有一个第二斜面，两个所述第一斜面分别与一个所述第二斜面相配合。

优选地，所述第二连接件上设置有一限位部，用于限制所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动的距离。

优选地，所述安装基座上设置有与所述内腔贯通的销孔，所述第一连接件上设置有用于与所述销孔连通的连接孔；

所述控制按钮可活动地设置在所述安装基座上，且位于所述第二连接件的外侧，用于与所述第二连接件配合接触；

所述第二连接件设置在所述内腔内，所述弹性件设置在所述第二连接件的第一端，且当所述第二连接件位于所述锁定位置时，其第二端延伸插入所述销孔并从该销孔中伸出；

所述第二方向为所述第二连接件的轴线方向，所述第三方向为所述第一连接件与所述第二连接件相接近的方向；

所述第一连接件被配置为，在外力作用下沿所述第三方向朝所述第二连接件运动，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向朝所述弹性件运动，并缩进至所述解锁位置；

所述弹性件被配置为，在所述第一连接件被撤去外力作用时，驱动所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动，并伸出至所述锁定位置。

优选地，所述控制按钮可活动地设置在所述安装基座上，所述第二连接件与所述控制按钮固定连接或一体成型，所述弹性件设置在所述安装基座与所述控制按钮之间；其中：

所述第二连接件为具有卡合部的锁紧臂，所述第一连接件具有与所述卡合部相配合的结合部；

所述第一方向为所述控制按钮向所述内腔运动的方向，且所述第二方向与所述第一方向相同；

所述控制按钮被配置为，在外力作用下沿所述第一方向移动，并驱动所述第二连接件运动至所述解锁位置；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时，驱动所述第二连接件沿所述第一方向运动至所述锁定位置。

优选地，所述结合部具有第一锁紧斜面，所述卡合部具有与所述第一锁紧斜面相配合的第二锁紧斜面，所述第一锁紧斜面与第二锁紧斜面用于实现所述结合部与所述卡合部之间的锁定。

优选地，所述控制按钮至少为两个并相对设置，每个所述控制按钮至少与一个所述锁紧臂连接或一体成型；其中：

所述控制按钮被配置为，在外力作用下沿所述第一方向朝向所述内腔运动，并驱动两个所述锁紧臂做背向运动而到达所述解锁位置；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时，驱动两个所述锁紧臂做相向运动而到达所述锁定位置。

优选地，每个所述控制按钮均与至少两个所述锁紧臂固定连接或一体成型，同一个所述控制按钮上的两个所述锁紧臂并排设置形成一锁紧臂组，各锁紧臂组交错配置。

优选地，所述安装基座上设置有限位柱，所述控制按钮上设置有限位孔，以允许所述限位柱插入所述限位孔，用于限制所述控制按钮沿所述第一方向的移动距离。

优选地，在所述定位凹槽的远端，所述安装基座内设置有滑动导向凸台；在所述滑动导向凸台的远端，所述内腔中还设置有隔板；所述滑动导向凸台和所述隔板用于引导所述第二连接件进入所述内腔。

优选地，所述安装基座上设有第一凹槽，所述控制按钮上设置有第二凹槽；所述弹性件的一部分容置在所述第一凹槽，另一部分容置在所述第二凹槽。

优选地，所述快换装置还包括助力拆卸机构，设置在所述内腔中，用于通过弹性力推动所述第一连接件与所述第二连接件分离。

优选地，所述助力拆卸机构包括弹簧销，所述弹簧销包括销轴以及套设在所述销轴之外围的压簧；所述销轴的本体的一端设有前顶凸台，另一端设有后顶凸台；所述压簧设置于所述前顶凸台与所述后顶凸台之间，所述前顶凸台的直径大于所述压簧。

优选地，所述内腔中设置有隔板；在所述隔板的远端，所述内腔还设有一止挡凸台；所述隔板中设置有第一安装孔，所述止挡凸台上设置有第二安装孔，所述弹簧销穿设在所述第一安装孔与所述第二安装孔中，且所述后顶凸台位于所述前顶凸台的远端，所述第一安装孔的直径大于所述压簧的直径，所述第二安装孔的直径大于所述销轴的本体的直径且小于所述压簧的直径，所述后顶凸台的直径大于所述第二安装孔的直径。

优选地，所述控制按钮可活动地设置在所述安装基座上，所述第二连接件与所述控制按钮固定连接或一体成型，所述弹性件设置在所述安装基座与所述控制按钮之间；其中：

所述第二连接件为具有卡合部的锁紧臂，所述第一连接件具有与所述卡合部相配合的结合部；

所述第二方向为所述控制按钮向所述内腔运动的方向，所述第三方向为所述第一连接件与所述第二连接件相接近的方向；

所述第一连接件被配置为，在外力作用下沿所述第三方向移动，并驱动所述第二连接件沿第二方向运动至所述解锁位置；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时，驱动所述第二连接件沿所述第二方向运动至所述锁定位置。

优选地，所述结合部具有第一锁紧斜面，所述卡合部具有与所述第一锁紧斜面相配合的第二锁紧斜面，所述第一锁紧斜面与第二锁紧斜面用于实现所述结合部与所述卡合部之间的锁定；

所述结合部在面向所述锁紧臂的一侧还具有第一导向斜面；所述卡合部还具有与所述第二锁紧斜面邻接的第二导向斜面，所述第二导向斜面用于与所述第一导向斜面配合接触，以降低所述结合部与所述卡合部结合时的阻力。

优选地，所述第一导向斜面相对于所述第二导向斜面具有一夹角，以实现所述结合部与所述卡合部之间线接触，以降低所述结合部与所述卡合部相对运动时的摩擦力。

优选地，所述第二连接件为磁性可调的主动磁体，所述第一连接件为被动磁体，且所述控制装置包括一控制按钮；

所述控制按钮被配置为，控制增强所述主动磁体的磁性，或控制所述主动磁体产生磁性，以使所述主动磁体与所述被动磁体通过磁性吸附而实现锁定，而使所述第一定位部与所述第二定位部保持配合接触的状态；

所述控制按钮还被配置为，控制减小所述主动磁体的磁性，或控制消除所述主动磁体的磁性，以使所述主动磁体与所述被动磁体实现解锁，而使所述第一定位部与所述第二定位部处于可分离状态。

优选地，所述主动磁体为励磁磁体或永磁磁体。

优选地，所述第一定位部包括两个对称设置的定位凹槽，所述第二定位部包括两个对称设置的定位凸台，两个所述定位凸台各自插入一个所述定位凹槽。

根据本发明提供的技术方案，所述快换装置用于实现手术器械与机械臂末端的快速安装与拆卸，其中，所述安装基座与所述安装接头分别与机械臂末端以及手术器械连接，因此通过安装基座与安装接头便可实现手术器械与机械臂末端之间的连接，且两者连接时，既通过定位机构实现高精度的定位，又通过锁紧机构将两者快速固定连接。

进一步，本发明的锁紧机构包括第一连接件、第二连接件、以及控制装置，通过控制装置实现第一连接件与第二连接件的锁定与解锁，其能够控制安装基座与安装接头实现快速锁紧与快速分离，锁紧和拆卸操作的过程较为简单和方便，减少医护工作人员的工作量，实现手术器械的快速更换，提高手术效率，而且还能实现手术器械与机械臂末端可靠且准确的连接，保证整个手术过程安全且高质量的进行。

在一个优选实施例中，所述控制装置包括控制按钮和弹性件，所述弹性件被配置为第二连接件运动至解锁位置过程中存储弹性势能，并在第二连接件撤去外力作用时释放弹性势能，而驱动第二连接件自解锁位置运动至锁定位置，以实现第二连接件与第一连接件之间的锁定，而使两个定位部保持配合接触的状态，从而完成安装接头与安装基座之间的装配连接，且所述控制按钮被配置为在外力作用下驱动第二连接件自锁定位置运动至解锁位置，以解锁所述第二连接件与所述第一连接件，并使所述第一定位部与所述第二定位部处于可分离的状态，而实现安装接头与安装基座之间的卸载。整个操作过程只需人为按压控制按钮或借助弹性件弹性恢复功能，即可实现安装接头与安装基座的快速连接与拆卸，操作非常方便。

在另一个优选实施例中，所述安装基座与安装接头通过磁性吸附在一起，且通过控制按钮能够改变安装基座上主动磁体的磁性，使在不需要连接时，主动磁体能够减小磁性甚至无磁性，以便于定位插装安装基座与安装接头或解除安装基座与安装接头之间的连接，而在需要连接时，又能够使主动磁体增强或产生磁性，便于安装基座与安装接头磁体吸附，如此构造，不仅结构简单，而且连接和拆卸更加方便。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1是本发明实施例一提供的安装基座及其上锁紧机构的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的安装接头的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的安装基座与安装接头相互分离的状态示意图；

图4是本发明实施例一提供的安装基座与安装接头相互固定的状态示意图；

图5是本发明实施例一提供的安装基座及其上锁紧机构的使用状态示意图；

图6是本发明实施例一提供的锁紧销的结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的控制按钮的结构示意图；

图8是本发明实施例二提供的安装接头与安装基座相互分离的状态示意图；

图9是本发明实施例二提供的安装基座与安装接头相互分离的剖面示意图

图10是本发明实施例二提供的安装基座与安装接头的装配连接过程示意图；

图11是本发明实施例二提供的安装基座与安装接头相互锁紧的状态示意图；

图12是本发明实施例二提供的安装基座与安装接头相互锁紧的外观状态示意图；

图13是本发明实施例二提供的安装基座的结构示意图；

图14是本发明实施例二提供的控制按钮的结构示意图；

图15是本发明实施例二提供的弹簧销的结构示意图；

图16是本发明实施例三提供的安装基座及其上锁紧机构的结构示意图；

图17是本发明实施例三提供的安装接头的结构示意图；

图18是本发明实施例三提供的安装基座与安装接头相互分离的状态示意图；

图19是本发明实施例三提供的安装基座与安装接头相互固定的状态示意图。

图1至图7中：

100-安装接头；1-3-定位凸台；

103-安装基座；1-2-定位凹槽；105-挡板；

110-第一连接件；1-1-第一连接孔；101-控制按钮；102-锁紧轴；104-弹性件；1-4-第一斜面1-5-限位部；；1-6-第二导向块；1-7-第一导向块；

图8至图15中：

301-安装接头；311-定位凸台；

302-安装基座；3-1-定位凹槽；3-9-第一凹槽；3-11-安装槽；3-15-限位柱；3-16-开口；3-14-滑动导向凸台；3-12-止档凸台；3-17-第二安装孔；

310-第一连接件；312-结合部；3-2-第一锁紧斜面；3-3-第一导向斜面；303-控制按钮；3-7-第二凹槽；3-6-限位孔；305-弹性件；3-13-锁紧臂；3-4-第二锁紧斜面；3-5-第二导向斜面；

304-弹簧销；3-10-前顶凸台；3-8-后顶凸台；306-压簧；

图16至图19中：

201-安装接头；2-1定位凸台；205-被动磁体；

202-安装基座；2-2-定位凹槽；203-控制按钮；204-主动磁体。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

以下列举的较优实施例，以清楚说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。

如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。“内部”、“内侧”，是指相对靠近安装基座的内腔的一侧；“外部”、“外侧”，是指相对远离安装基座的内腔的一侧。“远端”，是指安装接头与安装基座结合时，所述安装接头靠近安装基座的一侧或者安装基座远离所述安装接头的一侧；近端，是指安装接头与安装基座结合时，所述安装接头远离安装基座的一侧或者安装基座靠近所述安装接头的一侧。

本发明的核心思想在于提供一种用于手术器械的快换装置，用于实现手术器械与机械臂末端之间的快速连接与快速拆换，以此降低连接和拆卸的复杂度，减少医护人员的工作量，提高手术效率。这里，本发明对手术器械没有特别的限制，可以是剪刀、电钩等工具中任一种。

进一步地，本发明以下实施例提供了一种快换装置，其均包括一个安装基座、一个安装接头、一个定位机构以及一个锁紧机构。所述安装基座与安装接头分别与机械臂以及手术器械连接。例如，所述安装基座与机械臂的末端连接；所述安装接头则与手术器械连接。此外，所述锁紧机构则用于可拆卸地连接所述安装基座与所述安装接头，所述定位机构用于定位所述安装基座与所述安装接头。

在本发明中，所述定位机构包括第一定位部以及与所述第一定位部相配合的第二定位部；所述第一定位部设置在安装基座上，所述第二定位部设置在安装接头上，而所述第一定位部优选为定位凹槽，所述第二定位部优选为与定位凹槽形状匹配的定位凸台。

在本发明中，所述锁紧机构包括设置在所述安装接头的第一连接件，以及设置在所述安装基座上的控制装置和第二连接件，所述第二连接件用于与所述第一连接件可锁定连接，这里的“可锁定连接”可以是机械方式的可锁定连接，例如卡扣连接(如销孔配合、悬臂卡接、弹扣连接等)，或者电磁方式的可锁定连接，例如磁性连接。具体的，在安装接头与安装基座装配时，所述控制装置控制所述第二连接件与所述第一连接件相锁定，致使所述第一定位部与所述第二定位部保持配合接触的状态；而在安装接头与安装基座卸载时，所述控制装置可控制所述第二连接件与所述第一连接件相解锁，并使得所述第一定位部与所述第二定位部处于可分离的状态；这样通过控制装置可实现安装接头与安装基座之间的快速连接与快速分离，如此，拆装操作的过程较为简单和方便。

在本发明的一个实施例中，所述第二连接件具有锁定位置和解锁位置，所述控制装置包括控制按钮以及弹性件。其中，所述第二连接件用于在外力作用下被驱动至所述解锁位置，以便于在装配时使第一定位部与第二定位部处于可结合的状态，且同时弹性件在第二连接件运动至解锁位置过程中存储弹性势能。进而，弹性件用于在第二连接件被撤去外力作用时释放弹性势能，驱动第二连接件自解锁位置运动至锁定位置，而使第二连接件与第一连接件相锁定，从而令第一定位部与第二定位部保持配合接触的状态，即使得安装基座与安装接头之间保持装配的状态。进一步地，所述控制按钮还用于在外力作用下驱动第二连接件从锁定位置运动至解锁位置，使第二连接件与第一连接件相解锁，也使得第一定位部与第二定位部处于可分离的状态，进而便可解除安装基座与安装接头之间的装配状态，达到快速拆卸的目的。

在本发明的一个优选实施例中，所述第二连接件还具有初始位置。本发明实施例中，可以通过控制按钮驱动第二连接件自所述初始位置运动至所述解锁位置，而使得第一定位部与第二定位部能够相结合，实现安装接头与安装基座之间的定位。这里的“初始位置”是指，在没有受到外力作用时，且没有与所述第一连接件相互作用时，所述第二连接件所处的位置。

进一步，所述控制按钮被配置为，在外力作用下沿第一方向移动，并驱动所述第二连接件沿第二方向自初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态，并使所述弹性件存储弹性势能；此外，所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时释放弹性势能，并驱动所述第二连接件沿第二方向运动至所述锁定位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部保持配合接触的状态。另外，所述控制按钮还被配置为，在外力作用下沿第一方向移动，并驱动所述第二连接件沿第二方向自所述锁定位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可分离的状态。

然而，在一些替代性的实施例中，装配之前，所述第二连接件不限于通过控制按钮驱动其运动至解锁位置，例如也可通过第一连接件驱动第二连接件自初始位置运动至解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态，此处，第一连接件亦在外力作用下驱动第二连接件运动，比如在插装第一定位部与第二定位部时，即可借助于第一连接件对第二连接件的作用，驱动第二连接件运动，并同时使弹性件存储弹性势能。因此，弹性件可以在第一连接被撤去外力作用时释放弹性势能，而驱动第二连接件沿第二方向运动至锁定位置，使第一定位部与第二定位部保持配合接触的状态。进一步，所述第一连接件被配置为，在外力作用下沿第三方向移动，并驱动所述第二连接件沿第二方向自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态，并使所述弹性件存储弹性势能。这里的第三方向为第一连接件与第二连接件相接近的方向，即装配时的方向。

进一步，在本发明的其他实施例中，所述第二连接件可以为磁性可调的主动磁体，所述第一连接件为被动磁体，且所述控制装置包括一控制按钮；那么，装配时，只要通过控制按钮控制减小所述主动磁体的磁性，或控制消除主动磁体的磁性，便可方便所述第一定位部与所述第二定位部相结合，进而所述控制按钮被配置为控制增强所述主动磁体的磁性，或控制主动磁体产生磁性，便可使得所述主动磁体与所述被动磁体相互磁性吸附，从而使所述第一定位部与所述第二定位部在结合后保持配合接触的状态；反之，拆卸时，通过同样的方式，便可解除主动磁体与被动磁体之间的磁性吸附，使第一定位部与第二定位部相分离。如此，安装基座与安装接头之间也可通过磁性吸附的方式实现快速连接与快速拆卸，且结构也简单，操作方便。

以下参考附图对以上本发明实施例提出的快换装置作进一步的说明。

<实施例一>

请参考图1至图7，图1是本发明实施例一提供的安装基座及其上锁紧机构的结构示意图，图2是本发明实施例一提供的安装接头的结构示意图，图3是本发明实施例一提供的安装基座与安装接头相互分离的状态示意图，图4是本发明实施例一提供的安装基座与安装接头相互固定的状态示意图，图5是本发明实施例一提供的安装基座及其上锁紧机构的使用状态示意图，图6是本发明实施例一提供的锁紧销的结构示意图，图7是本发明实施例一提供的控制按钮的结构示意图。

如图1至图7所示，所述快换装置包括安装基座103、安装接头100、定位机构和锁紧机构。所述安装接头100插装在安装基座103上且二者通过定位机构实现定位，并通过锁紧机构以销孔配合的方式实现可拆卸式的连接。

其中：所述定位机构包括定位凹槽1-2和定位凸台1-3；所述定位凹槽1-2设置在安装基座103上，具体的，所述安装基座103具有至少一端开口的内腔，所述定位凹槽1-2设置在所述开口处；所述定位凸台1-3设置在安装接头100上并与定位凹槽1-2相配合；通过将定位凸台1-3插装于定位凹槽1-2内，便可快速定位安装基座103和安装接头100，且还能够达到自动定位的目的，实现了安装基座103与安装接头100之间的高精度定位。这里，所述定位凹槽1-2的形状包括但不限于梯形，还可以菱形、腰圆等其他形状，所述定位凸台1-3的形状与定位凹槽1-2的形状相匹配。

所述锁紧机构包括第一连接件110，所述第一连接件110位于所述安装接头100上。优选，所述第一连接件110为多个，包括但不限于图2中所示的两个。所述第一连接件110上设置有连接孔1-1。所述连接孔1-1的数量优选为多个，包括但不限于两个。优选，所述连接孔1-1对称布置在所述第一连接件110上。进一步，两个第一连接件110的连接孔1-1的数量以及位置相匹配。相应地，所述安装基座103上设置有与所述内腔贯通的销孔(未标示)，所述销孔用于与连接孔1-1连通，且销孔的数量与连接孔1-1的数量以及位置相匹配。

另外，所述锁紧机构还包括控制按钮101、弹性件104和锁紧轴102，这里的锁紧轴102即为第二连接件，所述控制按钮101和弹性件104共同构成所述控制装置。在本实施例中，所述控制按钮101在外力作用下可以沿第一方向运动，而所述锁紧轴102在控制按钮101驱动下可以沿第二方向运动，所述第一方向与第二方向相互垂直，且均垂直于所述安装基座103与安装接头100拆装时相互运动的方向。优选，所述第二方向为所述锁紧轴102的轴线方向。优选的，当安装接头100与安装基座103相装配时，第一方向水平设置，而第二方向竖直设置。

具体而言，所述锁紧轴102安装在所述安装基座103的内腔内，而所述控制按钮101可活动地设置在所述安装基座103上，并位于所述锁紧轴102的外侧，用于与锁紧轴102配合接触。另有，所述锁紧轴102具有相对的第一端和第二端，所述锁紧轴102的第一端设置了所述弹性件104，且可以在弹性件104作用下，所述锁紧轴102的第二端延伸并插入所述销孔且从该销孔中伸出(参见图1)，此即为锁紧轴102的初始位置。此处，应理解的是，在安装接头100与安装基座103装配之前，所述锁紧轴102便处于一初始位置，但该初始位置不限于在弹性件104作用下实现，只要令锁紧轴102的第二端延伸插入相应的一个销孔并从该销孔中伸出而静止即可。

那么，当所述控制按钮101受到外力作用(如向内按压)，而沿第一方向朝锁紧轴102移动时，可以驱动锁紧轴102沿垂直于控制按钮101移动方向的第二方向朝弹性件104移动(即轴向)，使锁紧轴102的第二端缩进所述销孔，以使锁紧轴102处于一解锁位置(参见图5)，此时，便可将安装接头100的定位凸台1-3插入安装基座103的定位凹槽1-2内，实现两者的定位。此时由于所述弹性件104在控制按钮101沿第一方向做靠近锁紧轴102的运动时存储了弹性势能，进而，当安装接头100与安装基座103定位好，即可撤去作用在控制按钮101上的外力，使弹性件104释放弹性势能而驱动锁紧轴102沿第二方向背离弹性件104运动，使锁紧轴102的第二端伸出所述销孔并进一步插入所述连接孔1-1至锁定位置(参见图4)，从而将安装基座103与安装接头100的连接固定。反之，若重新施力于控制按钮101，便可使锁紧轴102从锁定位置重新缩进所述销孔至解锁位置，而便于定位凸台1-3与定位凹槽1-2相脱离，实现安装基座103与安装接头100的快速拆卸。较佳地，所述弹性件104在控制按钮101被撤去外力作用时释放弹性势能，还可通过锁紧轴102驱动控制按钮101沿第一方向背离锁紧轴102运动，而实现控制按钮101的复位，操作更为方便。

另需要说明的是，在本实施例中，锁紧轴102的解锁位置即是锁紧轴102的第二端缩进至销孔，该位置为在拆卸时，使第一连接件110与锁紧轴102相解锁的某一位置，或者在装配时，使定位凸台1-3与定位凹槽1-2相结合的某一位置；锁紧轴102的锁定位置，即是锁紧轴102的第二端伸出销孔并进一步插入对应的连接孔，使第一连接件110与锁紧轴102相锁定的某一位置；锁紧轴102的初始位置，即较佳地在弹性件104作用下，锁紧轴102的第二端伸出销孔并处于静止状态的位置。因此，在拆装安装基座103与安装接头100时，医护人员只需按压控制按钮101，便可使锁紧机构自动完成两者的连接与拆卸，操作过程较为简单，便于医护人员实现快速操作，提高手术效率。

接下去参阅图7，并结合图1，所述控制按钮101具体包括按钮本体以及设置在所述按钮本体朝向锁紧轴102一侧的第一导向块1-7。如图6所示，并结合图1，所述锁紧轴102包括轴本体以及设置于所述轴本体上的第二导向块1-6。所述第一导向块1-7用于与锁紧轴102的第二导向块1-6配合接触，以实现控制按钮101在第一方向上的移动与锁紧轴102在第二方向上的移动之间的转换。即，所述控制按钮101在受到外力作用后，通过第一导向块1-7与第二导向块1-6之间的相互作用，驱动锁紧轴102沿第二方向朝向弹性件104移动，并且所述弹性件104在控制按钮101被撤去外力作用时，驱动锁紧轴102沿第二方向背离弹性件104运动，并通过第一导向块1-7与第二导向块1-6之间的相互作用，驱动控制按钮101沿第一方向背离锁紧轴102运动。

进一步，所述第一导向块1-7设置有第一斜面1-4，所述第一斜面1-4与锁紧轴102的轴向呈一夹角；与此同时，所述第二导向块1-6与第一斜面1-4配合接触的外表面为第二斜面。所述第二斜面的倾斜角度与第一斜面1-4的倾斜角度优选相同。通过第一斜面1-4与所述第二斜面之间的相对移动，可以实现控制按钮101在第一方向上的移动与锁紧轴102在第二方向上的移动之间的转换。

优选，所述第一连接件110为多个，每个第一连接件110上均设置有一个或多个连接孔1-1。在本实施例中，所述锁紧轴102的数量与连接孔1-1的数量以及位置相匹配，例如所述连接孔1-1的数量为四个，锁紧轴102也为四个。进一步，根据所述第一连接件110的数量，多个锁紧轴102形成多个锁紧轴组，每个锁紧轴组所包含的锁紧轴102的数量与所述第一连接件110的数量相同。在本实施例中，如图2-3所示，所述第一连接件110为两个，且关于第一方向相对设置。相应地，每个锁紧轴组包括两个相对设置的锁紧轴102，且两个锁紧轴102的第二端分别插入一个销孔，并进一步各自插入两个相对设置的连接孔1-1，且两个锁紧轴102的第一端与同一弹性件104连接。

然而，相对设置的两个第一连接件110上的连接孔1-1的数量可以相同或不相同，本发明对此不作具体的限制，例如可以在其中一个第一连接件110上设置多个连接孔(如2个)，而在另一个第一连接件110上仅设置一个连接孔1-1，因此，锁紧轴102也可以是不成组配置。较佳地，每个第一连接件110上均设置有多个连接孔1-1(优选相同数量)，而所述控制按钮101、锁紧轴组的数量与每个第一连接件110上的连接孔1-1的数量相匹配，且每个控制按钮101控制一组锁紧轴101运动，操作更为简单和方便。

进一步，所述第一导向块1-7与同一个锁紧轴组中的两个第二导向块1-6相互作用。具体而言，所述第一导向块1-7具有一V字形的槽口，该槽口具有两个第一斜面1-4，该两个第一斜面1-4分别与同一锁紧轴组中的两个第二斜面相配合，且两个所述第二斜面分别设置在两个相对设置的第二导向块1-6上。例如，所述第二导向块1-6可以为三角形凸起，该三角形凸起上的一个第二斜面与一个第一斜面1-4配合接触。因此，实际操作时，仅一个控制按钮101在外力作用下用下，可以通过其第一导向块1-7与两个第二导向块1-6之间的相互作用，驱动同一锁紧轴组中的两个锁紧轴102沿所述第二方向做相向运动，而后，所述弹性件104在控制按钮101被撤去外力作用时，驱动同一锁紧轴组中的两个锁紧轴102沿第二方向做背向运动，并通过第一导向块1-7与两个第二导向块1-6之间的相互作用，共同驱动该控制按钮101沿第一方向背离锁紧轴102运动。

进一步地，如图6所示，所述锁紧轴102的轴本体上还设置有限位部1-5，所述限位部1-5的直径大于其需要插入的销孔的直径，从而只允许锁紧轴102的一部分插入销孔，以此限制锁紧轴102在沿第二方向背离弹性件104运动过程中的移动距离，防止锁紧轴102在弹性件104驱动下过度延伸。

优选地，所述安装基座103的内腔内，在锁紧轴102远离控制按钮101的一侧设有挡板105(参阅图1)，用于阻止锁紧轴102和(或)弹性件104在第一方向上的移动，从而防止锁紧轴102和(或)弹性件104在移动过程中发生偏移而影响锁紧操作。所述挡板105的两端分别与安装基座103的内腔的一侧面连接。所述挡板105的侧面与锁紧轴102的外表面抵靠接触，但实际中为了保证运动的顺畅性，挡板105的侧面与锁紧轴102的外表面之间可预留有一定间隙。此外，所述挡板105的横截面可以是平面或曲面，以与锁紧轴102的外圆周面接触。

进一步为了简化结构，从图1或图5中垂直于纸面的方向上看(即，从安装基座103与安装接头100拆装时相互运动的方向上看)，所述安装基座103优选呈“回”字形，其内圈四边形成定位凹槽1-2以及内腔，外圈和内圈之间的部分形成四个侧部，其中两个相对侧部上分别设置有两个销孔，而另外二个侧部上各设置有一个控制按钮101。在本实施例中，从第一方向上看(参阅图2)，所述安装接头100优选呈“巨”字形，其上下两个端部用于形成两个第一连接件110，每个第一连接件110上设置有连接孔1-1，且所述安装接头100远端突出部分便构成定位凸台1-3。

在一个替代性实施例中，在所述快换装置中，所述安装基座103上设置有与所述内腔贯通的销孔，所述第一连接件110上设置有用于与所述销孔连通的连接孔1-1；所述控制按钮101可活动地设置在所述安装基座103上，且位于所述锁紧轴102的外侧，用于与所述锁紧轴102配合接触；所述锁紧轴102设置在所述安装基座的内腔内，所述弹性件104设置在锁紧轴102的第一端，且当所述锁紧轴102位于所述锁定位置时，其第二端延伸插入所述销孔并从该销孔中伸出；所述第二方向为锁紧轴102的轴线方向，所述第三方向为第一连接件110与锁紧轴102相接近的方向；且所述第一连接件110被配置为，在外力作用下沿所述第三方向朝锁紧轴102运动，并驱动锁紧轴102沿所述第二方向朝所述弹性件104运动，并缩进至所述解锁位置；所述弹性件104被配置为，在所述第一连接件110被撤去外力作用时，驱动所锁紧轴102沿所述第二方向背离所述弹性件104运动，并伸出至所述锁定位置。

<实施例二>

请参考图8至图15，图8是本发明实施例二提供的安装接头与安装基座相互分离的状态示意图，图9是本发明实施例二提供的安装基座与安装接头相互分离的剖面示意图，图10是本发明实施例二提供的安装基座与安装接头的装配连接过程示意图，图11是本发明实施例二提供的安装基座与安装接头相互锁紧的状态示意图，图12是本发明实施例二提供的安装基座与安装接头相互锁紧的外观状态示意图，图13是本发明实施例二提供的安装基座的结构示意图，图14是本发明实施例二提供的控制按钮的结构示意图，图15是本发明实施例二提供的弹簧销的结构示意图。

如图8至图15所示，所述快换装置包括安装基座302、安装接头301、定位机构和锁紧机构。所述安装接头301插装在安装基座302上且二者通过定位机构实现定位，并通过锁紧机构以悬臂卡接的方式实现可拆卸式的固定连接。

其中：所述定位机构包括定位凹槽3-1和定位凸台311；所述定位凹槽3-1设置在安装基座302上，并可具体开设在安装基座302之内腔的开口处；所述定位凸台311设置在安装接头301上并与定位凹槽3-1相配合；通过将定位凸台311插装于定位凹槽3-1内，便可定位安装基座302和安装接头301，达到了自动定位的目的，实现了安装基座302与安装接头301之间的高精度定位。这里，所述定位凹槽3-1可以是任一自外向内缩小的形状结构，例如为棱形、圆锥形、或其他异型结构。所述定位凸台311的形状与定位凹槽3-1的形状相匹配。

针对锁紧机构来说，其包括位于所述安装接头301远端的第一连接件310，以及位于所述安装基座302上的控制按钮303、弹性件305和锁紧臂3-13，这里的锁紧臂3-13即为第二连接件，而控制按钮303和弹性件305共同构成所述控制装置。其中，所述控制按钮303可活动地设置在安装基座302上，而所述锁紧臂3-13设置在控制按钮303上，可以是固定连接或一体成型，且所述弹性件305设置在安装基座302与控制按钮303之间。

此外，所述锁紧臂3-13具有卡合部，而所述第一连接件310具有结合部312，所述卡合部用于与结合部312相配合。另外，所述控制按钮303至少为两个。所述控制按钮303可以沿第一方向运动，而所述锁紧臂3-13可以沿第二方向运动，所述第一方向与第二方向相同，均为垂直于所述安装基座302以及安装接头301拆装时相互运动的方向。所述控制按钮303在外力作用下沿所述第一方向移动，并驱动与其连接的所述锁紧臂3-13运动至所述解锁位置，并使所述弹性件305存储弹性势能，而所述弹性件305在所述控制按钮303被撤去外力作用时，驱动所述控制按钮303以及与之连接的所述锁紧臂3-13运动至所述锁定位置。

如图14所示，在一个实施例中，所述控制按钮303为两个并相对设置，且每个控制按钮303均与至少两个锁紧臂3-13固定连接或一体成型，且相同控制按钮303上的两个锁紧臂3-13并排设置形成一个锁紧臂组，各锁紧臂组交错配置。然而，在其他替代性实施例中，通过对弹性件305、控制按钮303以及锁紧臂3-13的设置，每个控制按钮303也可至少与一个锁紧臂3-13固定连接或一体成型，且在锁紧臂3-13在锁定位置与所述第一连接件相锁定时没有延伸通过另一个锁紧臂3-13，因此，不同控制按钮303上的两个锁紧臂3-13可以不需要交错设置。

进一步地，所述卡合部和所述结合部312优选通过斜面锁紧。可选的，所述结合部312具有第一锁紧斜面3-2，所述卡合部具有与第一锁紧斜面3-2相配合的第二锁紧斜面3-4，所述第一锁紧斜面3-2与第二锁紧斜面3-4用于实现所述结合部312与所述卡合部之间的锁定，以此通过斜面锁紧所实现的连接安全且可靠。

接下去结合交错配置的结构来讲，如图14所示，所述控制按钮303选择性地为两个，每个控制按钮303与两个锁紧臂3-13一体成型。每个锁紧臂3-13呈L形，所述卡合部位于锁紧臂3-13的末端上，且两个控制按钮303上共有的四个锁紧臂交错布置。如此，通过四个锁紧臂的卡合部与一个结合部312相配合可以形成较为牢固的锁紧。

实际使用时，每个控制按钮303的至少一部分延伸出安装基座302的外部，以方便接收外力；进而，当两个控制按钮303受到外力作用时，便可驱动控制按钮303沿第一方向向安装基座302的内腔移动，进而驱动两侧的锁紧臂3-13沿第一方向做背向运动而运动至解锁位置，以在解锁位置处形成一个容纳结合部312的锁定空间，此时，便可将安装接头301插入安装基座302，进而，当所述结合部312容纳于所述锁定空间，并且在定位凹槽3-1和定位凸台311相互配合完成快换装置的定位后，便去除施加在控制按钮303上的外力，而后，弹性件305释放弹性势能，驱动控制303沿第一方向向远离安装基座302的内腔移动，并驱动两侧的锁紧臂3-13沿第一方向做相向运动至锁定位置，而使锁紧臂3-13的卡合部与第一连接件310的结合部312卡接锁定，以此将安装基座302与安装接头301的连接固定。反之，重新按压控制按钮303，便可解除结合部312与卡合部之间的卡接关系，进而可直接拉出安装接头301，省力又方便。

因此，在本实施例中，在拆装安装基座302与安装接头301时，医护人员只需按压控制按钮303，便可使锁紧机构快速便捷地完成两者的连接与拆卸，操作过程简单，便于医护人员实现快速操作，提高手术效率。

本实施例中，所述弹性件305为一压簧，其中的一部分容置在安装基座302的第一凹槽3-9内，另一部分容置在控制按钮303的第二凹槽3-7内，在控制按钮303沿第一方向向安装基座302的内腔移动时，可压缩弹性件305使其存储弹性势能。优选地，通过多个弹性件305驱动同一个控制按钮303运动，例如可以是两个弹性件305。在一个替代性的实施例中，所述弹性件305也可以为一拉簧，此时所述控制按钮303沿第一方向远离安装基座302的内腔移动，所述锁紧臂3-13从锁定位置或初始位置运动至解锁位置，实现与第一连接件解锁或锁定，进而实现所述安装接头301和安装基座302之间的配合或拆卸。在一个替代性实施例中，所述控制按钮303与所述弹性件305为一体成型。

接着参考图9和图13，所述安装基座302的相对侧分别设置有一个安装槽3-11，每个安装槽3-11中可活动地容纳一个所述控制按钮303。优选地，所述安装槽3-11中上还设有限位柱3-15。如图14所示，所述控制按钮303上设置有限位孔3-6。所述限位柱3-15插入限位孔3-6，从而限制控制按钮303沿第一方向的移动距离。更优选地，所述限位孔3-6为长腰孔，其长轴沿着控制按钮303的移动方向设置，因此，长腰孔之长轴的长度便是控制按钮303的移动距离。

如图9至图11所示，在所述安装基座302的开口处3-16处还设置有滑动导向凸台3-14；进一步，在滑动导向凸台3-14的远端，所述安装基座302的内腔中设置有隔板。所述滑动导向凸台3-14与所述隔板用以引导所述锁紧臂3-13进入所述安装基座的内腔，使得控制按钮303在隔板以及滑动导向凸台3-14所限定的空间内移动，防止锁紧臂3-13的移动发生偏斜。因此，所述隔板的近端至滑动导向凸台3-14的远端的轴向距离与锁紧臂3-13的长度相当。

进一步地，在所述安装基座302的内腔中还设置有一个助力拆卸机构，用于通过弹性力推动第一连接件310与锁紧臂3-13分离。所述助力拆卸机构具体包括一弹簧销304，所述弹簧销304包括销轴以及套设在所述销轴之外围的压簧306。

如图15所示，所述销轴的本体的近端设有前顶凸台3-10，远端设有后顶凸台3-8，所述压簧306位于该两个凸台之间，且所述前顶凸台3-10的直径大于压簧306，以此限制压簧306的位移。此外，在所述隔板的远端，所述内腔还设有一止挡凸台3-12，所述隔板上设置有第一安装孔，所述止挡凸台3-12上设置有第二安装孔3-17。其中，所述第一安装孔的直径大于压簧306的直径，所述第二安装孔3-17的直径小于压簧306的直径且大于销轴本体的直径，所述后顶凸台3-8的直径大于第二安装孔3-17的直径。如此，通过后顶凸台3-8能够限制弹簧销304在压簧306的弹性力作用下向近端运动的距离，所述压簧306与前顶凸台3-10则一起限制弹簧销304向远端运动的距离，并在弹簧销304向近端运动时使压簧306存储弹性势能。因此，在拆卸时，弹簧销304能够借助压簧306存储的弹性势能推动安装接头301自动弹出安装基座302，操作更为省力和方便。

在一个替代性实施例中，在所述快换装置中，所述控制按钮303可活动地设置在所述安装基座302上，所述第二连接件与所述控制按钮303固定连接或一体成型，所述弹性件305设置在所述安装基座302与所述控制按钮303之间；所述第二连接件为具有卡合部的锁紧臂3-13，所述第一连接件310具有与所述卡合部相配合的结合部312；所述第二方向为所述控制按钮303向所述安装基座的内腔运动的方向，所述第三方向为第一连接件310与第二连接件相接近的方向；所述第一连接件310被配置为，在外力作用下沿所述第三方向移动，并驱动所述第二连接件沿第二方向运动至所述解锁位置；所述弹性件305被配置为，在所述控制按钮302被撤去外力作用时，驱动所述第二连接件沿所述第二方向运动至所述锁定位置。

进一步地，为了更方便地实现锁紧操作，所述结合部312在面向锁紧臂3-13的一侧还具有第一导向斜面3-3，对应地，所述锁紧臂3-13在面向结合部312的一侧还设置有第二导向斜面3-5，所述第二导向斜面3-5用于与第一导向斜面3-3配合接触，以降低结合部312与所述卡合部结合时的阻力。具体而言，所述第一导向斜面3-3与第一锁紧斜面3-2邻接设置，所述第一导向斜面3-3的倾斜方向与第一锁紧斜面3-2的倾斜方向相反。所述第二导向斜面3-5与所述第二锁紧斜面3-4邻接设置，所述第二导向斜面3-5的倾斜方向与第二锁紧斜面3-4的倾斜方向相反。如此配置，使得安装接头301装入安装基座302的过程中在与插入方向相垂直的方向上存在较大的分力，而在插入方向的分力较小，以降低两者相对运动时候的阻力。所述第一导向斜面3-3与第二导向斜面3-5优选形成一定角度的夹角配合接触，以实现所述结合部与所述卡合部之间线接触，以降低两者相对运动时候的摩擦力，这样可以在不触发控制按钮303的状态下，亦可将安装接头301插入安装基座302，此时，第一连接件310可驱动两侧的锁紧臂3-13作背向运动而运动到解锁位置。

<实施例三>

请参考图16至图19，图16是本发明实施例三提供的安装基座及其上锁紧机构的结构示意图，图17是本发明实施例三提供的安装接头的结构示意图，图18是本发明实施例三提供的安装基座与安装接头相互分离的状态示意图，图19是本发明实施例三提供的安装基座与安装接头相互固定的状态示意图。

如图16至图19所示，所述快换装置包括安装基座202、安装接头201、定位机构和锁紧机构。所述安装接头201插装在安装基座202上且二者通过定位机构实现定位，并通过锁紧机构以磁性吸附的方式实现可拆卸的固定连接。

其中：所述定位机构包括定位凹槽2-2和定位凸台2-1；所述定位凹槽2-2为两个并对称设置在安装基座202上；所述定位凸台2-1亦为两个并对称设置在安装接头100上，且定位凸台2-1的位置与所述定位凹槽2-2相匹配；通过将两个定位凸台2-1各自插装于一个定位凹槽2-2，便可定位安装基座202和安装接头201，达到了自动定位和消除间隙的目的，实现了安装基座202与安装接头201之间的高精度定位。这里，所述定位凹槽2-2的形状包括但不限于腰圆形，还可以是锥形、矩形、梯形等，所述定位凸台2-1的形状与定位凹槽2-2的形状相匹配。

所述锁紧机构包括设置在所述安装接头201上的被动磁体205，即为第一连接件，以及设置在安装基座202上的控制按钮203和主动磁体204，这里的主动磁体204即为第二连接件。这里，从而通过主动磁体204与被动磁体205的磁性吸附锁定，实现安装接头201与安装基座202的固定连接。进一步地，所述主动磁体204具体设置在两个定位凹槽2-2之间。所述被动磁体205较佳地由磁性材料制成，而所述主动磁体204可以是励磁磁体或永磁磁体。

为了实现快速拆卸和快速连接，通过控制按钮203控制主动磁体204的磁性大小或有无，实现主动磁体204与被动磁体205间的解锁与锁定。例如，需要装载配合时，可通过控制按钮203减小主动磁体204的磁性，使主动磁体204无法与被动磁体205相吸附，而方便定位凸台2-1插装到定位凹槽2-2。而当需保持连接固定时，通过控制按钮203增强主动磁体204的磁性，而使主动磁体204能够与被动磁体205相吸附，从而保持定位凹槽2-2和定位凸台2-1之间的配合接触状态。进而拆卸时，亦通过控制按钮203减小主动磁体204的磁性，从而解除两者的磁性吸附，以便于分离定位凹槽2-2和定位凸台2-1。然而，在其他实施例中，装载配合时，也可不触发控制按钮203，使主动磁体204原本不具有磁性，而方便定位凸台2-1插装到定位凹槽2-2。进而保持连接固定时，通过控制按钮203控制主动磁体204产生磁性，而与被动磁体205相吸附，那么，拆卸时，通过控制按钮203控制消除主动磁体204的磁性，从而解除磁性吸附。此处，通过控制按钮203控制主动磁体204的磁性大小或有无，实现主动磁体与被动磁体的磁性吸附，结构简单，连接和拆卸方便。

具体来说，当所述主动磁体204为励磁磁体时，在控制按钮203的控制下，向励磁磁体的线圈通电时，可以使励磁磁体产生磁性，而断电则可消除励磁磁体的磁性，并且所述控制按钮203还可控制励磁磁体所接收的电流大小来调整其磁性大小，以此增强或减小励磁磁体的磁性。对于励磁磁体而言，在装配时，不需要通电即可将定位凸台2-1插装至定位凹槽2-2中，定位好后，通过通电实现主动磁体与被动磁体的吸附，使定位凸台2-1与定位凹槽2-2保持配合接触的状态。

此外，当所述主动磁体204为永磁磁体时，控制按钮203可以控制增强或减小永磁磁体的磁性，例如在永磁磁体的外部增设一个电场，该电场通电时可以削弱或消除永磁磁体的磁性，而断电时使得永磁磁体可恢复原有的磁性。因此，对于永磁磁体而言，在装配时，需要通过外加电场消除或减小其磁性，以便于将定位凸台2-1插装至定位凹槽2-2中，定位好后，只要撤去外加电场即可实现主动磁体与被动磁体的吸附，使定位凸台2-1与定位凹槽2-2保持配合接触的状态。

综上，上述实施例对实现安装基座与安装接头之间的可拆卸连接方式进行了详细说明，当然，本发明包括但不同限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。

最后，根据本发明实施例提供的快换装置，其能够实现手术器械与机械臂末端的快速安装与快速拆卸，且与现有技术相比，该快换装置上的锁紧机构主要通过控制装置控制安装基座与安装接头实现快速锁紧与快速分离，锁紧和拆卸操作的过程较为简单和方便，便于减少医护工作人员的工作量，实现手术器械的快速更换，提高手术效率，而且还能实现手术器械与机械臂末端可靠且准确的连接，保证整个手术过程安全且高质量的进行。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (29)

1.一种用于手术器械的快换装置，其特征在于，包括：

安装基座；

安装接头，用于与所述安装基座可拆卸地连接；

定位机构，用于定位所述安装基座与所述安装接头，且包括第一定位部以及与所述第一定位部相配合的第二定位部，所述第一定位部设置在所述安装基座上，所述第二定位部设置在所述安装接头上，所述第一定位部为定位凹槽，所述第二定位部为与所述定位凹槽形状匹配的定位凸台，所述安装基座具有至少一端开口的内腔，所述定位凹槽设置在所述开口处，所述安装基座上设置有与所述内腔贯通的销孔；以及，

锁紧机构，包括设置在安装接头上的第一连接件，以及设置在所述安装基座上的控制装置和第二连接件；所述第一连接件上设置有用于与所述销孔连通的连接孔；所述第二连接件设置在所述内腔内；

所述控制装置包括控制按钮以及弹性件；所述控制按钮可活动地设置在所述安装基座上，且位于所述第二连接件的外侧，用于与所述第二连接件配合接触；所述弹性件设置在所述第二连接件的第一端，且当所述第二连接件位于锁定位置时，其第二端延伸插入所述销孔并从该销孔中伸出；其中：所述第二连接件具有锁定位置和解锁位置；

所述第二连接件被配置为，在外力作用下被驱动沿第二方向朝所述弹性件运动，并缩进至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态，并使所述弹性件存储弹性势能；所述第二方向为所述第二连接件的轴线方向；

所述弹性件被配置为，在所述第二连接件被撤去外力作用时释放弹性势能，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动而自所述解锁位置运动直至伸出至所述锁定位置，以使所述第二连接件与所述第一连接件相锁定，进而使所述第一定位部与所述第二定位部保持配合接触的状态，从而实现所述安装接头与所述安装基座间的装配。

2.根据权利要求1所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述第二连接件还具有初始位置；

所述第一连接件被配置为，在外力作用下驱动所述第二连接件自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态；或者，

所述控制按钮还被配置为，在外力作用下驱动所述第二连接件自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态。

3.根据权利要求2所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，

所述控制按钮被配置为，在外力作用下沿第一方向移动，并驱动所述第二连接件沿第二方向自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态，并使所述弹性件存储弹性势能；或者，

所述第一连接件被配置为，在外力作用下沿第三方向移动，并驱动所述第二连接件沿第二方向自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态，并使所述弹性件存储弹性势能；所述第三方向为所述第一连接件与所述第二连接件相接近的方向。

4.根据权利要求3所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述弹性件还被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时释放弹性势能，并驱动所述控制按钮沿所述第一方向复位。

5.根据权利要求1所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，

所述控制按钮被配置为，在外力作用下沿第一方向移动，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向自所述锁定位置运动至所述解锁位置，以使所述第二连接件与所述第一连接件相解锁，进而使所述第一定位部与所述第二定位部处于可分离的状态，从而实现所述安装接头与所述安装基座间的卸载；所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时释放弹性势能，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动而自所述解锁位置运动直至伸出至所述锁定位置；或者，

所述第一连接件被配置为，在外力作用下沿第三方向朝所述第二连接件运动，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向朝所述弹性件运动，并缩进至所述解锁位置；

所述弹性件被配置为，在所述第一连接件被撤去外力作用时释放弹性势能，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动而自所述解锁位置运动直至伸出至所述锁定位置；所述第三方向为所述第一连接件与所述第二连接件相接近的方向。

6.根据权利要求5所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述安装接头包括两个相对设置的第一连接件，每个所述第一连接件上均设置有所述连接孔；所述第二连接件的数量与所述连接孔的数量以及位置相匹配；

每两个所述第二连接件相对设置形成一第二连接件组，所述第二连接件组中的两个所述第二连接件的第一端之间连接一个所述弹性件，所述第二连接件组中的两个所述第二连接件的第二端分别插入一个所述销孔并从对应的所述销孔中伸出；其中：

所述控制按钮被配置为，在外力作用下驱动所述第二连接件组中的两个所述第二连接件沿所述第二方向做相向运动，以使两个所述第二连接件均缩进各自的所述销孔，以到达所述解锁位置；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时释放弹性势能，驱动所述第二连接件组中的两个所述第二连接件沿所述第二方向做背向运动，以使两个所述第二连接件均伸出各自的所述销孔并进一步插入各自对应的所述连接孔，以到达所述锁定位置。

7.根据权利要求6所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，每个所述第一连接件上设置有多个所述连接孔，所述控制按钮、所述第二连接件组的数量与每个所述第一连接件上的所述连接孔的数量相匹配，且每个所述控制按钮控制一组所述第二连接件组运动。

8.根据权利要求6所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述安装基座呈“回”字形；所述安装接头呈“巨”字形。

9.根据权利要求5所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，还包括挡板，设置在所述第二连接件远离所述控制按钮的一侧；所述挡板用于限制所述第二连接件和/或所述弹性件在所述第一方向上的移动。

10.根据权利要求5所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述控制按钮具有第一导向块，所述第二连接件具有与所述第一导向块相配合的第二导向块；

所述控制按钮被配置为，在外力作用下通过所述第一导向块与所述第二导向块之间的相互作用，驱动所述第二连接件沿所述第二方向朝所述弹性件移动；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时，驱动所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动，并通过所述第一导向块与所述第二导向块之间的相互作用驱动所述控制按钮沿所述第一方向背离所述第二连接件运动。

11.根据权利要求10所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述第一导向块具有第一斜面，所述第二导向块与所述第一斜面相配合的外表面为第二斜面；所述第一斜面与所述第二连接件的轴向呈一夹角，通过所述第一斜面与所述第二斜面之间的相对移动，实现所述控制按钮在所述第一方向上的运动与所述第二连接件在所述第二方向上的运动之间的转换。

12.根据权利要求6所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述控制按钮具有第一导向块；所述第二连接件组中每个所述第二连接件均具有与所述第一导向块相配合的第二导向块，且所述第二导向块相对配置；

所述控制按钮被配置为，在外力作用下通过所述第一导向块与两个所述第二导向块之间的相互作用，驱动所述第二连接件组中的两个所述第二连接件沿所述第二方向朝所述弹性件移动；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时，驱动两个所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动，并通过所述第一导向块与两个所述第二导向块之间的相互作用驱动所述控制按钮沿所述第一方向背离所述第二连接件运动。

13.根据权利要求12所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述第一导向块具有一槽口，所述槽口具有两个第一斜面且呈V字形，所述第二连接件组的两个所述第二导向块分别具有一个第二斜面，两个所述第一斜面分别与一个所述第二斜面相配合。

14.根据权利要求1所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述第二连接件上设置有一限位部，用于限制所述第二连接件沿所述第二方向背离所述弹性件运动的距离。

15.一种用于手术器械的快换装置，其特征在于，包括：

安装基座；

安装接头，用于与所述安装基座可拆卸地连接；

定位机构，用于定位所述安装基座与所述安装接头，且包括第一定位部以及与所述第一定位部相配合的第二定位部，所述第一定位部设置在所述安装基座上，所述第二定位部设置在所述安装接头上，所述第一定位部为定位凹槽，所述第二定位部为与所述定位凹槽形状匹配的定位凸台，所述安装基座具有至少一端开口的内腔，所述定位凹槽设置在所述开口处；以及，

锁紧机构，包括设置在安装接头上的第一连接件，以及设置在所述安装基座上的控制装置和第二连接件；所述第二连接件为具有卡合部的锁紧臂，所述第一连接件具有与所述卡合部相配合的结合部；

所述控制装置包括控制按钮以及弹性件；所述控制按钮可活动地设置在所述安装基座上，所述第二连接件与所述控制按钮连接，所述弹性件设置在所述安装基座与所述控制按钮之间；其中：所述第二连接件具有锁定位置和解锁位置；

所述第二连接件被配置为，在外力作用下被驱动下沿第二方向运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态，并使所述弹性件存储弹性势能；所述第二方向为所述控制按钮向所述内腔运动的方向；

所述弹性件被配置为，在所述第二连接件被撤去外力作用时释放弹性势能，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向自所述解锁位置运动至所述锁定位置，以使所述第二连接件与所述第一连接件相锁定，进而使所述第一定位部与所述第二定位部保持配合接触的状态，从而实现所述安装接头与所述安装基座间的装配。

16.根据权利要求15所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述第二连接件与所述控制按钮固定连接或一体成型；

所述控制按钮被配置为，在外力作用下沿第一方向移动，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向自所述锁定位置运动至所述解锁位置，以使所述第二连接件与所述第一连接件相解锁，进而使所述第一定位部与所述第二定位部处于可分离的状态，从而实现所述安装接头与所述安装基座间的卸载，所述第一方向与所述第二方向相同；或者，

所述第一连接件被配置为，在外力作用下沿第三方向移动，并驱动所述第二连接件沿所述第二方向运动至所述解锁位置，所述第三方向为所述第一连接件与所述第二连接件相接近的方向；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时释放弹性势能，并驱动所述第二连接件沿所述第一方向自所述解锁位置运动至所述锁定位置。

17.根据权利要求15所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述结合部具有第一锁紧斜面，所述卡合部具有与所述第一锁紧斜面相配合的第二锁紧斜面，所述第一锁紧斜面与第二锁紧斜面用于实现所述结合部与所述卡合部之间的锁定。

18.根据权利要求16所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述控制按钮至少为两个并相对设置，每个所述控制按钮至少与一个所述锁紧臂连接或一体成型；其中：

所述控制按钮被配置为，在外力作用下沿所述第一方向朝向所述内腔运动，并驱动两个所述锁紧臂做背向运动而到达所述解锁位置；

所述弹性件被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时，驱动两个所述锁紧臂做相向运动而到达所述锁定位置。

19.根据权利要求15所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，每个所述控制按钮均与至少两个所述锁紧臂固定连接或一体成型，同一个所述控制按钮上的两个所述锁紧臂并排设置形成一锁紧臂组，各锁紧臂组交错配置。

20.根据权利要求16所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述安装基座上设置有限位柱，所述控制按钮上设置有限位孔，以允许所述限位柱插入所述限位孔，用于限制所述控制按钮沿所述第一方向的移动距离。

21.根据权利要求15所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，在所述定位凹槽的远端，所述安装基座内设置有滑动导向凸台；在所述滑动导向凸台的远端，所述内腔中还设置有隔板；所述滑动导向凸台和所述隔板用于引导所述第二连接件进入所述内腔。

22.根据权利要求15所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述安装基座上设有第一凹槽，所述控制按钮上设置有第二凹槽；所述弹性件的一部分容置在所述第一凹槽，另一部分容置在所述第二凹槽。

23.根据权利要求15所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，还包括助力拆卸机构，设置在所述内腔中，用于通过弹性力推动所述第一连接件与所述第二连接件分离。

24.根据权利要求23所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述助力拆卸机构包括弹簧销，所述弹簧销包括销轴以及套设在所述销轴之外围的压簧；所述销轴的本体的一端设有前顶凸台，另一端设有后顶凸台；所述压簧设置于所述前顶凸台与所述后顶凸台之间，所述前顶凸台的直径大于所述压簧。

25.根据权利要求24所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述内腔中设置有隔板；在所述隔板的远端，所述内腔还设有一止挡凸台；所述隔板中设置有第一安装孔，所述止挡凸台上设置有第二安装孔，所述弹簧销穿设在所述第一安装孔与所述第二安装孔中，且所述后顶凸台位于所述前顶凸台的远端，所述第一安装孔的直径大于所述压簧的直径，所述第二安装孔的直径大于所述销轴的本体的直径且小于所述压簧的直径，所述后顶凸台的直径大于所述第二安装孔的直径。

26.根据权利要求15所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，

所述结合部具有第一锁紧斜面，所述卡合部具有与所述第一锁紧斜面相配合的第二锁紧斜面，所述第一锁紧斜面与第二锁紧斜面用于实现所述结合部与所述卡合部之间的锁定；

所述结合部在面向所述锁紧臂的一侧还具有第一导向斜面；

所述卡合部还具有与所述第二锁紧斜面邻接的第二导向斜面，所述第二导向斜面用于与所述第一导向斜面配合接触，以降低所述结合部与所述卡合部结合时的阻力。

27.根据权利要求26所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述第一导向斜面相对于所述第二导向斜面具有一夹角，以实现所述结合部与所述卡合部之间线接触，以降低所述结合部与所述卡合部相对运动时的摩擦力。

28.根据权利要求16所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述第二连接件还具有初始位置；

所述第一连接件被配置为，在外力作用下驱动所述第二连接件自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态；或者，

所述控制按钮还被配置为，在外力作用下驱动所述第二连接件自所述初始位置运动至所述解锁位置，以使所述第一定位部与所述第二定位部处于可结合的状态。

29.根据权利要求28所述的用于手术器械的快换装置，其特征在于，所述弹性件还被配置为，在所述控制按钮被撤去外力作用时释放弹性势能，并驱动所述控制按钮沿所述第一方向复位。

Images