CN111012392A - 一种手术器械固定装置的自动配合结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手术器械固定装置的自动配合结构，包括：依次连接的驱动装置、第一联轴器、第二联轴器和第三联轴器，驱动装置与第一联轴器之间设有调节件，调节件的内部设有通孔且呈凸台状，调节件的大径段与驱动装置固定连接，调节件的小径段与所述第一联轴器在轴向上滑动连接，调节件使所述第一联轴器在径向上随所述驱动装置转动，在轴向上相对驱动装置移动；驱动装置设置在驱动座的侧壁上，驱动装置的输出端连接第一联轴器，第二联轴器设置在所述隔离座上，第三联轴器设置在传动座上。本发明的自动配合结构能够实现快速自动对准和安装，使微创手术器械更加灵活和自动化。

Description

一种手术器械固定装置的自动配合结构

技术领域

本发明涉及手术机器人技术领域，尤其是涉及一种手术器械固定装置的自动配合结构。

背景技术

手术器械往往由手术器械固定装置固定在机械臂或机械臂的滑台上，一方面手术器械固定装置能够为手术器械提供操作的动力，另一方面手术器械固定装置还能控制手术器械的操作模式，可见，手术器械固定装置是一个及其复杂和关键的装置，复杂之处在于由繁多的细小零件组成；关键之处在于，零件之间的组装和配合要做到精准，否则将会对手术的操作造成不可逆的损伤。

现有技术中，电机作为动力源并通过传动机构为手术器械提供动力，而传动机构则分布于组成手术器械固定装置的各个零部件中，当各个零部件进行组装时，则需要将各个零部件中涉及传动机构的零件进行对接，而传动机构零件之间的必须要保证对接的精度。

但手术器械作为一种精密仪器，零件多且复杂，如果需要人工去对接，不仅耗时且费力，而且还容易产生误差；因此，特别需要一种能够无需人工对接，还能快速、精准的手术器械传动机构。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种手术器械固定装置的自动配合结构，包括：依次连接的驱动装置、第一联轴器、第二联轴器和第三联轴器，所述驱动装置与所述第一联轴器之间设有调节件，所述调节件的内部设有通孔且呈凸台状，所述调节件的大径段与所述驱动装置固定连接，所述调节件的小径段与所述第一联轴器在轴向上滑动连接，所述调节件使所述第一联轴器在径向上随所述驱动装置转动，在轴向上相对驱动装置移动；

所述驱动装置设置在所述驱动座的侧壁上，所述驱动装置的输出端连接第一联轴器，所述第二联轴器设置在所述隔离座上，所述第三联轴器设置在所述传动座上。

优选地，所述调节件的小径段上设有两个对称的滑孔，滑孔贯穿小径段的外壁且滑孔的长度沿轴向延伸。

优选地，调节件上还设有销钉柱和弹簧，销钉柱由两个滑孔贯穿调节件的小径段，弹簧套设在小径段上，弹簧的一端抵接在大径段的端面上，另一端抵接在销钉柱上。

优选地，销钉柱的长度大于小径段的直径，销钉柱的两端固定在第一联轴器的两侧壁上，第一联轴器压缩弹簧并通过销钉柱沿滑孔轴向移动。

优选地，第一联轴器的第二端设有第一凹槽，第一凹槽为长度沿第一联轴器的径向延伸的长方槽状，

所述第二联轴器的第一端设有第一卡条，第二联轴器通过第一卡条插入第一联轴器的第一凹槽内与第一联轴器对接。

优选地，第二联轴器的第二端设有第二凹槽，第二凹槽为长度沿第二联轴器的径向延伸的长方槽状，

第三联轴器的第一端设有第二卡条，第三联轴器通过第二卡条插入第二联轴器的第二凹槽内与第二联轴器对接。

优选地，所述第一联轴器与所述驱动装置的输出端之间设有第一弹簧，当所述第一联轴器受到施加力时，所述第一弹簧压缩，所述驱动装置带动所述第一联轴器旋转，并使得所述第一卡条与所述第一凹槽卡合，所述第二卡条与所述第二凹槽卡合。

优选地，所述驱动装置为电机。

优选地，所述电机的转子插入所述调节件的大径段的通孔内，螺栓由大径段一侧的外壁插入通孔内，贯穿转子并插入大径段的另一侧，使所述调节件能够随所述电机转子转动。

优选地，所述隔离座与所述传动座之间通过第一快拆结构进行安装或拆卸，所述隔离座与所述驱动座之间通过第二快拆结构进行安装或拆卸。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在驱动装置与第一联轴器之间设置调节件，第一联轴器通过调节件的销钉柱在滑孔内的运动从而相对电机轴向运动，此外，在小径段上还设有弹簧能够使第一联轴器复位。因此，在隔离座安装在驱动座，第二联轴器与第一联轴器进行对接时，第一卡条可与第一联轴器端面的任意位置接触，若第一卡条初始状态下为卡入第一凹槽内，则第二联轴器推挤第一联轴器使第一联轴器向电机方向压缩弹簧，而后只需转动电机带动第一联轴器转动，便可自动使第一卡条与第一凹槽对准对接，弹簧复位，无需人工将第二联轴器的第一卡条插入第一联轴器的第一凹槽内。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1是本发明实施例中的一种手术器械的立体结构示意图。

图2是本发明实施例中的一种手术器械固定装置的自动配合结构的分解结构示意图。

图3是本发明实施例中的驱动装置、第一联轴器和第二联轴器的爆炸图。

图4是本发明实施例中的一种手术器械固定装置的快拆结构的分解结构示意图一(图中未示出器械连接机构)。

图5是本发明实施例中的一种手术器械固定装置的快拆结构的分解结构示意图二(图中未示出器械连接机构)。

图6是图5所示的第一定位块(即A区域)的放大结构示意图。

图7是图5中的第一快拆组件的结构示意图一。

图8是图5中的第一快拆组件的结构示意图二。

图9是图5中的传动座的结构示意图(图中仅示出传动座的框架)。

图10是图5中的传动座的俯视图(图中仅示出传动座的框架和第一快拆组件)。

图11是图5中的隔离座和驱动座的结构示意图(图中示出了第一快拆组件和第一定位块)。

图12是图5中的第二快拆组件的立体结构示意图。

图13是图5中的第二快拆组件的剖视图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

如图1所示，显示了一种手术器械，其包括驱动座1、设置在驱动座1上的隔离座2以及设置在隔离座2上的传动座3。其中，传动座3上设置有器械连接机构4(包括器械杆41和器械42)，驱动座1上固定有驱动机构5，另外，驱动座1对器械连接机构4还起到支撑作用。

图2显示了根据图1的手术器械的固定装置的自动配合结构，包括：依次连接的驱动装置51、第一联轴器6、第二联轴器7和第三联轴器8，驱动装置51与第一联轴器6之间设有调节件9，调节件9的内部设有通孔且呈凸台状，调节件9的大径段91与驱动装置51固定连接，调节件9的小径段92与第一联轴器6在轴向上滑动连接，调节件9使第一联轴器6在径向上随驱动装置51转动，在轴向上相对驱动装置51移动；

驱动装置51设置在驱动座1的侧壁上，驱动装置51的输出端连接第一联轴器6，第二联轴器7设置在隔离座2上，第三联轴器8设置在传动座1上。

具体地，参见图3，调节件9的小径段92上设有两个对称的滑孔93，滑孔93贯穿小径段92的外壁且滑孔93的长度沿轴向延伸。调节件9上还设有销钉柱94和弹簧95，销钉柱94由两个滑孔93而贯穿调节件9的小径段92，弹簧95套设在小径段92上，且弹簧95的一端抵接在大径段91的端面上，另一端抵接在销钉柱94上。销钉柱94的长度大于小径段92的直径，因此，销钉柱94的两端伸出小径段92并固定在第一联轴器6的两侧壁上，销钉柱94的长度小于或等于第一联轴器6的最大径向尺寸，如此，通过销钉柱94对第一联轴器6与调节件9的小径段92进行了周向限位。而滑孔93则可以使第一联轴器6与销钉柱94一起压缩弹簧95，并使第一联轴器6随销钉柱94沿滑孔93轴向移动而移动，滑孔93的长度范围限制了第一联轴器6的轴向运动范围。

进一步地，第一联轴器6的第二端设有第一凹槽61，第一凹槽61为长度沿第一联轴器6的径向延伸的长方槽状，

第二联轴器7的第一端设有第一卡条71，第二联轴器7通过第一卡条71插入第一联轴器6的第一凹槽61内与第一联轴器6对接。

进一步地，第二联轴器7的第二端设有第二凹槽72，第二凹槽72为长度沿第二联轴器的径向延伸的长方槽状，

第三联轴器8的第一端设有第二卡条81，第三联轴器8通过第二卡条81插入第二联轴器7的第二凹槽72内与第二联轴器7对接。

优选地，第一联轴器7与驱动装置51的输出端之间设有弹簧95，当第一联轴器7受到施加力时，弹簧95压缩，驱动装置51带动第一联轴器7旋转，并使得第一卡条71与第一凹槽61卡合，第二卡条81与第二凹槽72卡合。

本实施例中，驱动装置51为电机。

进一步地，电机的转子插入调节件9的大径段91的通孔内，螺栓96由大径段91一侧的外壁插入通孔内，贯穿转子并插入大径段91的另一侧，使调节件9能够随电机51转子转动。

下面将具体而详细的描述本发明中无需人工对接的具体过程。

在第一联轴器6与电机51之间设置有调节件9，因此将第一联轴器6与第二联轴器7进行连接时，第一卡条71和第一凹槽61的对准将不再是必要的操作，换言之，第二联轴器7端面上的第一卡条71可以与第一联轴器6的端面的任意位置进行接触，当第一卡条71并未插入到第一凹槽61中时，在这种情况下，第一联轴器6受到第二联轴器7的推力，从而使弹簧95在调节件9的小径段92上被压缩。那么当第一电机5旋转并带动第一联轴器6旋转时，由于第一联轴器6并未与第二联轴器7在径向上定位，因此二者之间会产生相对运动，从而使第一联轴器6的第一凹槽61会转动到与第二联轴器7的第一卡条71相配和的位置，并在弹簧95的推动下，与第一卡条71相卡合，从而实现第一联轴器6与第二联轴器7之间的径向定位。

同样地，在将第三联轴器8与第二联轴器7进行连接使，第二卡条81与第二凹槽72的对准将不再是必要的操作，换言之，第三联轴器8端面上的第二卡条81可以与第二联轴器7的端面的任意位置进行接触，当第二联轴器7旋转时，第二联轴器7的第二凹槽72会转动到与第三联轴器8的第二卡条81相配和的位置，并在弹簧95的推动下，与第二卡条81相卡合，从而实现第二联轴器7与第三联轴器8之间的径向定位。

下面将将参考附图4-13对驱动座1、隔离座2以及传动座3之间的连接方式进行详细说明。

如图4和5所示，传动座3与隔离座2之间通过第一快拆结构进行快速链接。

第一快拆结构包括第一定位部，其中第一定位部包括设置在传动座3底部的第三滑槽31以及设置在隔离座2上的第一滑块21。第一滑块21能够容纳在第三滑槽31中并沿第三滑槽31进行滑动。

第三滑槽31构造成宽度不一致的两个部分，较宽的部分靠近器械连接机构4的一端，较窄的部分远离器械连接机构4的一端，较宽的部分和较窄的部分之间形成台阶32。隔离座2的第一滑块21两侧对称地设有第一定位块22，第一定位块22包括斜槽221和位于斜槽221端部的凸起部222(如图6所示)。在第一滑块21导入第三滑槽31的过程中，该第一定位块22能够抵接在第三滑槽31的台阶32上，从而限制传动座3在X方向的运动范围。从而，通过第一滑块21和第三滑槽31使得传动座3和隔离座2在Y轴方向和X方向上被完全定位。

进一步地，第一快拆结构还包括第二定位部，第二定位部包括设置在第三滑槽31远离器械连接机构4的一端的凸块33(凸块33位于传动座3下表面所在的平面上)，在第一滑块21远离器械连接机构4的一端设有凹槽23，当传动座3滑动到与隔离座2即将完成装配的状态时，该凸块33能够容纳在凹槽23中。从而使隔离座2与传动座3在Z轴方向上被完全定位。

为了方便将第一滑块21顺利的导入第三滑槽321中，在第一滑块21远离器械连接机构4的端部设有向下倾斜的导向斜面211，以减小第一滑块21进入第三滑槽31时的阻力，从而提高装配效率。

如图4-8所示，传动座3的两侧对称地设有第一快拆组件34，第一快拆组件34包括依次连接的按钮341、导向块342、挡块343和小圆柱344，按钮341、导向块342、挡块343和小圆柱344采用一体成型。小圆柱344设置在挡块343的中心位置且小圆柱344上套设有第五弹簧，优选地，挡块343上设有小圆柱344的端面设有卡合部3441，以限制第五弹簧不必要的移动。导向块342又包括倾斜部3421(向上倾斜)和平面部3422，倾斜部3421使得按钮始341始终位于第一定位块22的侧上方，从而不与第一定位块22产生干涉。倾斜部3421和平面部3422接合的位置的下表面设有第二定位块345。第二定位块345的宽度小于斜槽221的宽度，且在传动座3的下表面与隔离座2的上表面接触并沿X轴相对滑动时，第二定位块345始终位于第一定位块22的上方。从而使得当传动座沿X轴方向移动时，第二定位块345能够顺利通过斜槽221。

如图9所示，传动座3上对应第一快拆组件34的位置设有导向槽35，导向块342的平面部3422能够容置在导向槽35中，使得导向块342能够在导向槽35中沿Y轴方向移动。

如图10所示，两个第一快拆组件34的小圆柱344之间套设有第五弹簧(第五弹簧未示出)，第五弹簧分别抵接在每个第一快拆组件34的挡块343上。优选地，第五弹簧分别抵接在卡合部3441中。当松开按钮341时，第五弹簧能够使两个第一快拆组件34迅速复位。如图11所示，当传动座3与隔离座2安装状态时，第二定位块345卡在凸起部222。

传动座3与隔离座2的安装方式如下：

使传动座3的下表面与隔离座2的上表面相接触，沿隔离座2的长度方向(即X轴方向)推动传动座3，在传动座3移动过程中，第一快拆组件34上的第二定位块345进入第一定位块22的斜槽221中(靠近斜槽221的外侧)，在斜槽221的限位和导向作用下，第一快拆组件34的第五弹簧逐渐压缩以使第二定位块345向着靠近第一滑块21的方向移动，从而使第二定位块345能够顺利通过斜槽221的窄部。第二定位块345通过斜槽221后在第五弹簧的作用下复位，并且此时的第二定位块345刚好卡在第一定位块22的凸起部222(如图6所示)，从而防止传动座3向X轴反向移动。并且此时，第三滑槽31上的凸块33和第一滑块21上的凹槽23刚好配合。此时，传动座3与隔离座2完成安装。

在需要将传动座3从隔离座2上拆卸下来时，同时按下两侧的按钮341，此时，第二定位块345不再受第一定位块22的凸起部222的限制，沿X轴负方向推动传动座3，使第二定位块345通过斜槽221，此时，可以松开按钮341，并沿X轴负方向继续推动传动座3，即可实现传动座3与隔离座2的拆卸。

返回图4和图5，隔离座2与驱动座1之间通过第二快拆结构进行快速连接。

第二快拆结构包括第三定位部，其中，第三定位部包括设置在隔离座2底部的第四滑槽24以及设置在驱动座1上的第二滑块11，第二滑块11能够容置在第四滑槽24中，使得隔离座2能够沿驱动座1的长度方向进行滑动。通过第二滑块11和第四滑槽24使得驱动座1与隔离座2在Y轴方向上被完全定位。

进一步地，第二快拆结构7还包括第四定位部，第四定位部包括设置在隔离座2底部远离器械连接机构4的一端的卡块25以及设置在隔离座2靠近器械连接机构4一端的插块26，插块26沿隔离座2的长度方向延伸。驱动座1上设置有与该插块26相互配合的插孔27，当隔离座2安装在驱动座1上后，插块26插入插孔27中，同时驱动座1远离器械连接机构4的端部卡合在隔离座2的卡块25中，从而使传动座1与隔离座2在X轴方向和Z轴方向上被完全定位。

如图12和13所示，第二快拆结构7还包括第二快拆组件12，第二快拆组件12包括槽座121以及能够容置在槽座121中且能沿槽座121上下滑动的联动块122。槽座121的底部设有两个导杆1211和1212，导杆1211和1212上均套设有弹簧(图中未显示)。联动块122包括第三滑块1221以及与设置在第三滑块1221上的按压棒1222(该按压棒1222的位置靠近器械连接机构4的一端)，该按压棒222与第三滑块1221一体成型。联动块122的内部设有第一圆柱孔1223，该第一圆柱孔1223的位置与第一导杆1211的位置相对应，第一导杆1211套设上第六弹簧后能够容置在该第一圆柱孔1223内。该第一圆柱孔1223的位置与按压棒1222的位置可以对应也可以不对应，只要按下按压棒1222，能够带动第三滑块1222在槽座121中向下移动即可。联动块122上还设有通孔1223，该通孔1223下部的直径大于上部的直径，该通孔1223内设有联动按钮123，联动按钮123下部的直径大于联动按钮123上部的直径，联动按钮123的下部容置在通孔1223的下部，联动按钮123的上部容置在通孔1223的上部。从而，通孔1223上部和下部形成的台阶与联动按钮123上部和下部形成的台阶相抵接。联动按钮123的内部设有第二圆柱孔1231，该第二圆柱孔1231与第二导杆1212的位置相对应，第二导杆1212套上第七弹簧后能够容置在该第二圆柱孔1231中。

进一步地，再次参见图4和图5，第二快拆组件12还包括设置在隔离座2底部的第三卡孔28(该第三卡孔28的位置位于靠近器械连接机构4的一端)，当隔离座2与驱动座1安装后，联动按钮123容置在第三卡孔28内部。

隔离座2与驱动座1的安装方式如下：

使隔离座2的底面与驱动座1的上表面相接触，沿驱动座1的长度方向(即X轴方向推动隔离座2)，在隔离座2移动过程中，隔离座2底部的第四滑槽24与驱动座上表面的第二滑块11相互配合，对隔离座2的移动起到限制和导向作用。

隔离座2继续移动，隔离座2的插块26插入驱动座的插孔27中，并且，驱动座1底板的端部(远离器械的一端)卡合在隔离座2的卡块25中。同时，第二快拆组件的联动按钮123刚好容置在隔离座底部的第三卡孔28中，从而完成隔离座2与驱动座1的安装。

当需要将隔离座2从驱动座1上拆卸下来时，只需对按压棒1222施压，第三滑块1221向下移动，第三滑块1221下移带动联动按钮123下移，进而使得联动按钮123从隔离座2的第三卡孔28中移出，此时，沿与安装方向相反的方向推动隔离座2，从而将隔离座2与驱动座1分离。当按压棒1222不再受力时，按压棒1222和联动按钮123在第六弹簧和第七弹簧的作用下复位。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种手术器械固定装置的自动配合结构，其特征在于，包括：依次连接的驱动装置、第一联轴器、第二联轴器和第三联轴器，所述驱动装置与所述第一联轴器之间设有调节件，所述调节件的内部设有通孔且呈凸台状，所述调节件的大径段与所述驱动装置固定连接，所述调节件的小径段与所述第一联轴器在轴向上滑动连接，所述调节件使所述第一联轴器在径向上随所述驱动装置转动，在轴向上相对驱动装置移动；

所述驱动装置设置在所述驱动座的侧壁上，所述驱动装置的输出端连接第一联轴器，所述第二联轴器设置在所述隔离座上，所述第三联轴器设置在所述传动座上。

2.根据权利要求1所述的手术器械固定装置的自动配合结构，其特征在于，所述调节件的小径段上设有两个对称的滑孔，滑孔贯穿小径段的外壁且滑孔的长度沿轴向延伸。

3.根据权利要求2所述的手术器械固定装置的自动配合结构，其特征在于，调节件上还设有销钉柱和弹簧，销钉柱由两个滑孔贯穿调节件的小径段，弹簧套设在小径段上，弹簧的一端抵接在大径段的端面上，另一端抵接在销钉柱上。

4.根据权利要求3所述的手术器械固定装置的自动配合结构，其特征在于，销钉柱的长度大于小径段的直径，销钉柱的两端固定在第一联轴器的两侧壁上，第一联轴器压缩弹簧并通过销钉柱沿滑孔轴向移动。

5.根据权利要求1所述的手术器械固定装置的自动配合结构，其特征在于，第一联轴器的第二端设有第一凹槽，第一凹槽为长度沿第一联轴器的径向延伸的长方槽状，

所述第二联轴器的第一端设有第一卡条，第二联轴器通过第一卡条插入第一联轴器的第一凹槽内与第一联轴器对接。

6.根据权利要求1所述的手术器械固定装置的自动配合结构，其特征在于，第二联轴器的第二端设有第二凹槽，第二凹槽为长度沿第二联轴器的径向延伸的长方槽状，

第三联轴器的第一端设有第二卡条，第三联轴器通过第二卡条插入第二联轴器的第二凹槽内与第二联轴器对接。

7.根据权利要求1所述的手术器械固定装置的自动配合结构，其特征在于，所述第一联轴器与所述驱动装置的输出端之间设有第一弹簧，当所述第一联轴器受到施加力时，所述第一弹簧压缩，所述驱动装置带动所述第一联轴器旋转，并使得所述第一卡条与所述第一凹槽卡合，所述第二卡条与所述第二凹槽卡合。

8.根据权利要求1所述的手术器械固定装置的自动配合结构，其特征在于，所述驱动装置为电机。

9.根据权利要求8所述的手术器械固定装置的自动配合结构，其特征在于，所述电机的转子插入所述调节件的大径段的通孔内，螺栓由大径段一侧的外壁插入通孔内，贯穿转子并插入大径段的另一侧，使所述调节件能够随所述电机转子转动。

10.根据权利要求9所述的手术器械固定装置的自动配合结构，其特征在于，所述隔离座与所述传动座之间通过第一快拆结构进行安装或拆卸，所述隔离座与所述驱动座之间通过第二快拆结构进行安装或拆卸。

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