CN111437037A - 一种导轨装置及医用机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导轨装置及医用机器人，涉及医疗器械技术领域。导轨装置包括：两个曲线导轨、两个滑块以及连接块，两个曲线导轨呈间距设置；两个滑块分别滑动连接于两个曲线导轨；两个滑块分别转动连接在连接块的顶部，连接块的底部适于连接医用机器人。通过将曲线导轨设置在待手术病人的高空处，解决现有的以腹腔镜手术机器人为代表的落地式结构的医用机器人具有行走不灵活、操作不方便、视线容易被遮挡以及占用大量的地面空间等的问题。

Description

一种导轨装置及医用机器人
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种导轨装置及医用机器人。
背景技术
腹腔镜手术是一门新发展起来的微创方法，是未来手术方法发展的一个必然趋势。随着工业制造技术的突飞猛进，相关学科的融合为开展新技术、新方法奠定了坚定的基础，加上医生越来越娴熟的操作，使得许多过去的开放性手术现在已被腔内手术取而代之，大大增加了手术选择机会。
腹腔镜镜手术机器人是腹腔镜手术的重要设备，现有的以腹腔镜手术机器人为代表的医用机器人一般采用落地式结构，这种结构具有行走不灵活、操作不方便、视线容易被遮挡以及占用大量的地面空间等缺点。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决现有的以腹腔镜手术机器人为代表的医用机器人一般采用落地式结构，这种结构具有行走不灵活、操作不方便、视线容易被遮挡以及占用大量的地面空间等的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种导轨装置，包括：
两个曲线导轨，两个所述曲线导轨呈间距设置；
两个滑块，两个所述滑块分别滑动连接于两个所述曲线导轨；
连接块，两个所述滑块分别转动连接在所述连接块的顶部，所述连接块的底部适于连接医用机器人。
进一步地，所述曲线导轨包括相互连接的第一弧段导轨和第二弧段导轨，所述第一弧段导轨的弧形开口方向和所述第二弧段导轨的弧形开口方向相反。
进一步地，所述曲线导轨包括导轨本体和支撑部，所述支撑部包括一个支撑边，所述支撑边与所述导轨本体连接，所述支撑边呈长条状结构并延伸在所述导轨本体的长度方向的一侧，其中，所述导轨本体长度方向的一侧为两个所述导轨本体相背或相对的一侧；
所述滑块包括滑移机构，所述滑移机构包括一个行走轮，所述行走轮滑动连接在所述支撑边上。
进一步地，所述曲线导轨包括导轨本体和支撑部，所述支撑部包括两个支撑边，两个所述支撑边分别与所述导轨本体连接，一个所述支撑边呈长条状结构并延伸在所述导轨本体的长度方向的一侧，另一个支撑边呈长条状结构并延伸在所述导轨本体的长度方向的另一侧，其中，所述导轨本体长度方向的一侧为两个所述导轨本体相背或相对的一侧，所述导轨本体长度方向的另一侧为两个所述导轨本体相对或相背的一侧；
所述滑块包括滑移机构，所述滑移机构包括两个行走轮，每个所述行走轮滑动连接在对应的所述支撑边上。
进一步地，所述滑块还包括滑块本体和旋转块，每个所述滑块本体分别与所述连接块转动连接，每个所述滑块本体的顶部分别与所述旋转块转动连接，所述旋转块连接有一个所述滑移机构。
进一步地，所述行走轮为行走轮，所述行走轮的轮缘处开设有呈环形的轮槽，所述支撑边置于所述轮槽中，以防止所述行走轮沿着所述支撑边移动时发生脱离。
进一步地，所述行走轮与所述旋转块转动连接。
进一步地，所述滑块本体包括中本体和两个侧本体，两个所述侧本体对称分布在所述中本体的两侧，所述中本体的底面低于所述侧本体的底面，所述旋转块通过第一转轴和第一轴承转动连接在所述侧本体处，所述中本体通过第二转轴和第二轴承与所述连接块转动连接。
进一步地，所述滑块还包括制动器，所述制动器设置于所述旋转块上。
另外，本发明还提供一种医用机器人，包括所述的导轨装置。
由于该医用机器人在本发明中所起的作用与该导轨装置所起的作用相同，因此对该医用机器人不再解释说明。
与现有技术相比，本发明提供的一种导轨装置，具有但不局限于以下技术效果：
通过将曲线导轨设置在例如手术台或病床的上方，也就是待手术病人的高空处，这种状态下的曲线导轨不会挡住病人、医生的视线，也不会占用地面的空间，通过滑块沿着曲线导轨滑动，这种“曲线”的设计，使得滑块带着机器人本体至少可以在一个二维平面内滑动，只需要移动滑块到该二维平面上合适的位置即可，操作方便，同时，通过设置两条曲线导轨和两个滑块，可以减轻每个滑块与每个曲线导轨承受的负荷，结构更加稳定，另外，在这种悬空设置的情况下，医用机器人不会受到障碍物(比如病床)的阻碍，使得其行走灵活；解决现有的以腹腔镜手术机器人为代表的医用机器人一般采用落地式结构，这种结构具有行走不灵活、操作不方便、视线容易被遮挡以及占用大量的地面空间等的问题。
附图说明
图1为本发明的具体实施方式的导轨装置的示意性结构图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为本发明的具体实施方式的滑块的示意性结构图；
图4为本发明的具体实施方式的滑块的示意性剖视图。
标记说明：
1-曲线导轨，11-导轨本体，12-支撑边；
2-滑块，21-滑块本体，211-中本体，212-侧本体，213-第二转轴，214- 第二轴承，215-第二轴套，22-旋转块，221-第一转轴，222-第一轴承，223- 第一轴套，224-第一六角螺母，23-行走轮，231-轮槽，24-制动器，241-内六角螺钉；
3-机器人本体，31-升降杆，32-支臂旋转支架，33-旋转支臂，34-伸缩杆，35-手术操作手；
4-连接块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
而且，附图中Z轴表示竖向，也就是上下位置，并且Z轴的正向(也就是Z轴的箭头指向)表示上，Z轴的负向(也就是与Z轴的正向相反的方向) 表示下；
附图中X轴表示水平面的纵向，与Z轴垂直，并且X轴的正向(也就是 X轴的箭头指向)表示前侧，X轴的负向(也就是与X轴的正向相反的方向) 表示后侧；
附图中Y中表示水平面的横向，同时与Z轴和X轴垂直，并且Y轴的正向(也就是Y轴的箭头指向)表示右侧，Y轴的负向(也就是与Y轴的正向相反的方向)表示左侧；
X轴和Z轴形成的平面为竖直平面。
同时需要说明的是，前述Z轴、Y轴及X轴的表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参见图1和图2，本实施方式提供了一种导轨装置，用于医用机器人，包括：
曲线导轨1，两个曲线导轨1呈间距设置；
连接块4；
滑块2，两个滑块2分别转动连接在连接块4的顶部两端，两个滑块2分别滑动连接于两个曲线导轨1，滑块2适于沿着曲线导轨1移动；
医用机器人设置在连接块4的底部。
这里，可以将曲线导轨1设置在高空处，设置在高空处指的是相对于待手术的病人来说，曲线导轨1设置于病人手术区域的上方，可以是设置于房顶上，也可以是设置在病床或者手术台的上方等。
需要说明的是，该导轨装置不仅可以用于腹腔镜手术机器人，也可以用于其他医用机器人。这里，以医用机器人为腹腔镜手术机器人为例，该腹腔镜手术机器人还包括机器人本体3，其中，机器人本体3设置在连接块4的底部。
这里，通过将曲线导轨1设置在待手术病人的高空处，这种状态下的曲线导轨1不会挡住病人、医生的视线，也不会占用地面的空间，通过滑块2 沿着曲线导轨1滑动，这种“曲线”的设计，使得滑块2带着机器人本体3 可以在一个二维平面内滑动，只需要移动滑块2到该二维平面上合适的位置即可，操作方便，同时，通过设置两条曲线导轨1和两个滑块2，可以减轻每个滑块2与每个曲线导轨1承受的负荷，结构更加稳定。
另外，在这种悬空设置的情况下，机器人本体3不会受到障碍物比如病床的阻碍，使得其行走灵活，解决现有的落地式结构的以腹腔镜手术机器人为代表的医用机器人具有行走不灵活、操作不方便、视线容易被遮挡以及占用大量的地面空间等的问题。
需要说明的是，这里，不单单可以是医用机器人设置在滑块2的底部，也可以是其他的需要变化方位的医疗器械。
同时需要说明的是，上述出现的“设置于”、“设置在”包括固定、可拆卸连接等多种连接方式，同时本实施方式后文中提及的“设置于”、“设置在”亦是如此。
参见图1，优选地，曲线导轨1包括相互连接的第一弧段导轨102和第二弧段导轨104，第一弧段导轨102的弧形开口方向和第二弧段导轨104的弧形开口方向相反，也就是第一弧段导轨102和第二弧段导轨104朝向不同方向凸出。
通过第一弧段导轨102和第二弧段导轨104，保证曲线导轨1最少有两个折弯处，保证滑块2可以在一个二维平面内进行至少两次变向，也就是呈现为例如S型。相较于传统的直线型导轨移动方式，更加灵活多变。
参见图1和图2，优选地，曲线导轨1包括导轨本体11和支撑部，支撑部包括支撑边12。
当支撑部包括一个支撑边12时：支撑边12与导轨本体11连接，支撑边 12呈长条状结构并延伸在导轨本体11的长度方向的一侧，其中，导轨本体 11长度方向的一侧为两个导轨本体11相背或相对的一侧；滑块2包括滑移机构，滑移机构包括一个行走轮23，行走轮23滑动连接在支撑边12上。
通过设置支撑边12提供对滑块2移动以及支撑的区域。
这里，支撑边12可以是与支撑本体11一体成型，可以减小制造成本与加工时间。
当支撑部包括两个支撑边12时：两个支撑边12分别与导轨本体11连接，一个支撑边12呈长条状结构并延伸在导轨本体11的长度方向的一侧，另一个支撑边12呈长条状结构并延伸在导轨本体11的长度方向的另一侧，其中，导轨本体11长度方向的一侧为两个导轨本体11相背或相对的一侧，导轨本体11长度方向的另一侧为两个导轨本体11相对或相背的一侧；滑块2包括滑移机构，滑移机构包括两个行走轮23，每个行走轮23滑动连接在对应的支撑边12上。
其中，可以理解的是，通过设置两个支撑边12，并且每个支撑边12上均滑动连接有一个行走轮23，相较于只设置一个支撑12来说，不仅可以实现沿着曲线导轨1移动的基本要求，又可以保证在移动过程中更加稳定。
参见图2和图4，优选地，行走轮23的轮缘处开设有呈环形的轮槽231，支撑边12置于轮槽231中，以防止行走轮23沿着支撑边12移动时发生脱离。
参见图1至图3，这里对滑块2的具体结构做出描述，优选地，滑块2还包括滑块本体21和旋转块22，每个旋转块22分别与一个滑移机构连接，每个滑块本体21分别与连接块4转动连接，每个滑块本体21的顶部分别与两个旋转块22转动连接。
这里，需要说明的是，通过行走轮23的轮槽231与支撑边12的配合作用，行走轮23既直接负责提供承重的作用，又直接负责提供导向的作用，因而在用两个曲线导轨1对应两个滑块2的情况下，在保证行走移动稳定的基础下，又大大减轻了行走轮23的承重，保证了结构的强度。
通过旋转块22与滑块本体21转动连接，以及滑块本体21与连接块4的转动连接，保证在行走到曲线导轨1的弧度区域时，旋转块22同时转动做出变向，使其能顺利的行走。
参见图2和图3，优选地，滑块2顶部设置有制动器24，制动器24适于阻止滑块2沿着曲线导轨1移动。
这里，制动器24可以是电磁失电制动器，当电磁失电制动器失电后，滑块2无法继续在曲线导轨1上移动，防止因意外而移动机器人本体3，造成不良的后果。这里的制动器24为现有技术，以能实现滑块2在曲线导轨1上的制动为准，比如也可以是一种摩擦制动器，该摩擦制动器被启动时，靠摩擦制动器的制动件与曲线导轨1之间的摩擦力而制动，保持停止状态。
这里，优选地，制动器24可以设置在旋转块22上，例如，可以通过内六角螺钉241与旋转块22固定连接，制动器24设置在这个位置后，正好处于导轨本体11的正下方，方便直接作用于导轨本体11以完成制动。
参见图3和图4，优选地，滑块本体21包括中本体211和侧本体212，两个侧本体212对称分布在中本体211的两侧，中本体211的底面低于侧本体212的底面，旋转块22通过第一转轴221和第一轴承222转动连接在侧本体212处，中本体211通过第二转轴213和第二轴承214与连接块4转动连接。
优选地，可以在侧本体212处开设一个侧孔，通过第一转轴221插入该侧孔以完成旋转块22与侧本体212的相对旋转，第一转轴221底端伸出侧孔的位置螺纹连接有一个第一六角螺母224，通过该第一六角螺母224保证旋转块22不会与侧本体212脱离。
这里，第一转轴221可以是一体成型在旋转块22的底部，中本体211和侧本体212一体成型。
这里，可以通过在侧孔中两端设置第一轴承222，其中第一转轴221设置在该第一轴承222中完成与侧本体212的相对旋转，侧孔的上下两端可以均设置有一个第一轴承222，使第一转轴221在转动的更加稳定。
这里，第一轴承222可以是滑动轴承座，在侧孔内壁的中部设置有一个第一轴套223，第一轴套223与滑动轴承座过盈配合，第一轴套223与第一转轴221间隙配合，通过设置第一轴套223，避免了第一转轴221的损坏。
优选地，可以在中本体211处开设一个中孔，通过第二转轴213插入该中孔以完成中本体211与连接块4的相对旋转，第二转轴213底端伸出连接块4底部的位置螺纹连接有一个第二六角螺母，通过该第二六角螺母保证中本体211不会与连接块4脱离，其中第二转轴213与连接块4可以是固定连接，也可以是拆卸连接，也可以是转动连接，这些连接方式不会影响滑块本体21与连接块4的相对转动。
这里，可以通过在中孔中两端设置第二轴承214，其中第二转轴213设置在该第二轴承214中完成与中本体211的相对旋转，中孔的上下两端可以均设置有一个第二轴承214，使第二转轴213在转动的更加稳定。
这里，第二轴承214可以是滑动轴承座，在中孔内壁的中部设置有一个第二轴套215，第二轴套215与滑动轴承座过盈配合，第二轴套215与第二转轴213间隙配合，通过设置第二轴套215，避免了第二转轴213的损坏。
参见图3，优选地，行走轮23与旋转块22转动连接。
通过将行走轮23与旋转块22转动连接，这样行走轮23在支撑边12上行走的时候，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，减小了其所受的阻力。
参见图1，优选地，曲线导轨1可以呈S形状。
这里，曲线导轨1可以呈S形状，该S形状的曲线导轨1不仅可以提供滑块2在水平面，即XY面上的移动，并且其具有形状美观的特点。
参见图1，本实施例还提供一种医用机器人，该医用机器人包括前述的导轨装置，以该医用机器人为腹腔镜手术机器人为例，腹腔镜手术机器人的机器人本体3包括由上至下依次设置的升降杆31、旋转支臂33、伸缩杆34和手术操作手35，其中升降杆31的顶部与滑块2的底部连接，升降杆31和伸缩杆34均竖直设置，旋转支臂33水平设置。
通过升降杆31的升降功能，在不需要手术时，将旋转支臂33、伸缩杆 34和手术操作手35高高的悬起，需要手术时，将旋转支臂33、伸缩杆34和手术操作手35下移至稍高于病人上方的位置。
参见图1，优选地，旋转支臂33设置有多个，升降杆31的底部设置有支臂旋转支架32，在垂直于升降杆31的平面上，多个旋转支臂33的一端转动连接在支臂旋转支架32的容纳槽中。
通过设置多个旋转支臂33，进而可以设置多个手术操作手35，在多个手术操作手35不同方位下的作用下，能够更灵活、更简便的完成手术。
参见图1，优选地，伸缩杆34适于沿着旋转支臂33的长度方向上移动。
通过伸缩杆34小范围的升降、旋转支臂33的旋转以及伸缩杆34在旋转支臂33上的移动，使得手术操作手35更加灵活。
需要说明的是，上述关于机器人本体3的具体结构可以为现有技术，在此不多做赘述。
这里，通过这种吊顶式结构，现对于落地式结构具有占地空间小，所有的走线都在高空处，地面不会有繁琐的线缆，通过Z轴上的升降杆31，在不需要手术时可以将设备升高到最顶端，这样对人员的走动及视野影响很小，滑块2在曲线导轨1上滑动及各关节的相互运动来实现手术操作手35的空间移动，从而能准确方便定位病床上伤者伤口位置，相比悬臂式机器人结构更加稳定与简单，运行平稳、定位精确，具有更好的灵巧性，能够安全完成更精细和复杂的操作。
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种导轨装置，其特征在于，包括：
两个曲线导轨(1)，两个所述曲线导轨(1)呈间距设置；
两个滑块(2)，两个所述滑块(2)分别滑动连接于两个所述曲线导轨(1)；以及
连接块(4)，两个所述滑块(2)分别转动连接在所述连接块(4)的顶部，所述连接块(4)的底部适于连接医用机器人。
2.根据权利要求1所述的导轨装置，其特征在于，所述曲线导轨(1)包括相互连接的第一弧段导轨(102)和第二弧段导轨(104)，所述第一弧段导轨(102)的弧形开口方向和所述第二弧段导轨(104)的弧形开口方向相反。
3.根据权利要求1所述的导轨装置，其特征在于，所述曲线导轨(1)包括导轨本体(11)和支撑部，所述支撑部包括一个支撑边(12)，所述支撑边(12)与所述导轨本体(11)连接，所述支撑边(12)呈长条状结构并延伸在所述导轨本体(11)的长度方向的一侧，其中，所述导轨本体(11)长度方向的一侧为两个所述导轨本体(11)相背或相对的一侧；
所述滑块(2)包括滑移机构，所述滑移机构包括一个行走轮(23)，所述行走轮(23)滑动连接在所述支撑边(12)上。
4.根据权利要求1所述的导轨装置，其特征在于，所述曲线导轨(1)包括导轨本体(11)和支撑部，所述支撑部包括两个支撑边(12)，两个所述支撑边(12)分别与所述导轨本体(11)连接，一个所述支撑边(12)呈长条状结构并延伸在所述导轨本体(11)的长度方向的一侧，另一个支撑边(12)呈长条状结构并延伸在所述导轨本体(11)的长度方向的另一侧，其中，所述导轨本体(11)长度方向的一侧为两个所述导轨本体(11)相背或相对的一侧，所述导轨本体(11)长度方向的另一侧为两个所述导轨本体(11)相对或相背的一侧；
所述滑块(2)包括滑移机构，所述滑移机构包括两个行走轮(23)，每个所述行走轮(23)滑动连接在对应的所述支撑边(12)上。
5.根据权利要求3或4所述的导轨装置，其特征在于，所述滑块(2)还包括滑块本体(21)和旋转块(22)，每个所述滑块本体(21)分别与所述连接块(4)转动连接，每个所述滑块本体(21)的顶部分别与所述旋转块(22)转动连接，所述旋转块(22)连接有一个所述滑移机构。
6.根据权利要求3或4所述的导轨装置，其特征在于，所述行走轮(23)的轮缘处开设有呈环形的轮槽(231)，所述支撑边(12)置于所述轮槽(231)中，以防止所述行走轮(23)沿着所述支撑边(12)移动时发生脱离。
7.根据权利要求5所述的导轨装置，其特征在于，所述行走轮(23)与所述旋转块(22)转动连接。
8.根据权利要求5所述的导轨装置，其特征在于，所述滑块本体(21)包括中本体(211)和两个侧本体(212)，两个所述侧本体(212)对称分布在所述中本体(211)的两侧，所述中本体(211)的底面低于所述侧本体(212)的底面，所述旋转块(22)通过第一转轴(221)和第一轴承(222)转动连接在所述侧本体(212)处，所述中本体(211)通过第二转轴(213)和第二轴承(214)与所述连接块(4)转动连接。
9.根据权利要求5所述的导轨装置，其特征在于，所述滑块(2)还包括制动器(24)，所述制动器(24)设置于所述旋转块(22)上。
10.一种医用机器人，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的导轨装置。
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