CN111658140A

CN111658140A - 一种医疗用气动柔性机械臂

Info

Publication number: CN111658140A
Application number: CN202010548270.1A
Authority: CN
Inventors: 卢革委
Original assignee: Lishui Jinbeiju Medical Equipment Co ltd
Current assignee: Lishui Jinbeiju Medical Equipment Co ltd
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2020-09-15

Abstract

一种医疗用气动柔性机械臂，属于医疗辅助设备技术领域，包括壳体、工作臂组件和动力机构；所述壳体内部设置有动力机构，且所述壳体上端面螺栓连接有工作臂机构，所述动力机构用于驱动工作臂机构改变工作状态，另外，所述壳体后端面螺栓连接有调整臂机构，所述调整臂机构固设于支架底座上；本装置结构简单，通过柔性臂实现任意角度的调节，其次，通过气缸和齿轮组放大对钢丝的拉力，实现对柔性臂的固定，确保其快速定位和良好的稳定性。

Description

一种医疗用气动柔性机械臂

技术领域

本发明属于医疗辅助设备技术领域，特别涉及一种医疗用气动柔性机械臂。

背景技术

目前的手术过程中，如：内窥镜一般是由一个专门的助手或者用弯臂扶持。人工持镜会增加手术室内的人数，使得本来空间就有限的手术室里面更加拥挤；此外，人手持镜很难适应时间较长的大型手术，因为时间稍长的话，肌肉疲劳，持镜的手会发抖，术者就很难看到清晰稳定的图像。

再者就是现在大部分手术室的弯臂结构，调节范围受到限制，或者就是逐级调节，在微调方面很难达到临床应用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医疗用气动柔性机械臂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种医疗用气动柔性机械臂，包括壳体、工作臂组件和动力机构；所述壳体内部设置有动力机构，且所述壳体上端面螺栓连接有工作臂机构，所述动力机构用于驱动工作臂机构改变工作状态，另外，所述壳体后端面螺栓连接有调整臂机构。

进一步，还包括有支架底座，所述支架底座的底部设置有滚轮。

进一步，所述动力机构包括动力装置、齿轮组和装配块；所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮；所述第一齿轮上侧啮合有第二齿轮，所述第二齿轮的后侧设置有第三齿轮，所述第三齿轮的上侧啮合连接有第四齿轮，所述第四齿轮前端面偏离圆心的位置设置有转动销，所述转动销销体上转动设置有装配块，所述动力装置的驱动端转动设置于第一齿轮偏离圆心的位置，用于驱动第一齿轮转动。

进一步，所述所述动力装置采用气缸、电机或液压缸。

进一步，所述工作臂组件包括柔性臂、钢丝和安装座；所述安装座和壳体的上端面螺栓连接，且所述安装座的上端和柔性臂的一端固定连接，所述柔性臂的另一端固设有工作部，其次，所述柔性臂内部设置有钢丝，所述钢丝一端固设于工作部内部，且钢丝另一端穿过壳体的上端壁和所述装配块可拆卸连接。

进一步，所述装配块的上端面设置有弹性组件，所述弹性组件的上端和所述安装座的下端面触接；其中，所述弹性组件包括上下相对设置的垫帽，所述上下相对设置的垫帽之间套设有弹簧，所述钢丝依次穿过上侧垫帽、弹簧和下侧垫帽与装配块可拆卸连接。

进一步，所述调整臂机构包括万向组件和装夹滑动组件；所述装夹滑动组件固设于支架底座上，所述万向组件插设于装夹滑动组件上。

进一步，所述万向组件包括万向接头和连接轴，所述万向接头一端和所述壳体的后端面螺栓连接，另一端和所述连接轴螺纹连接。

进一步，所述装夹滑动组件包括滑动杆、滑动装夹块、套帽、螺母和插杆；所述滑动杆上滑动套设有滑动装夹块，且所述滑动杆杆体上贯穿设置有插槽，所述插杆一端穿过滑动装夹块螺纹连接有螺母，且所述插杆另一端套设有套帽，所述连接轴贯穿设置于套帽上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置结构简单，通过柔性臂实现任意角度的调节，其次，通过气缸和齿轮组放大对钢丝的拉力，实现对柔性臂的固定，确保其快速定位和良好的稳定性。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明结构爆炸示意图；

图3是图本发明中调整臂机构的结构爆炸示意图；

图中：1-支架底座；2-装夹滑动组件；3-动力机构；4-前板；5-内筒；6-壳体；7-工作臂组件；8-上盖；9-动力装置；10-齿轮组；11-弹性组件；12-装配块；13-万向组件；14-滑动杆；15-滑动装夹块；16-套帽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除，完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。

实施例：

如图1所示的一种医疗用气动柔性机械臂，包括壳体6、工作臂组件7和动力机构3。

所述壳体6内部设置有动力机构3，且所述壳体6上端面螺栓连接有工作臂机构7，所述动力机构3用于驱动工作臂机构7改变工作状态，另外，所述壳体6后端面螺栓连接有调整臂机构，所述调整臂机构用于调整壳体的位置状态，且所述调整臂机构固设于支架底座1上。

其次，所述支架底座1的底部设置有滚轮，减少和地面的摩擦，便于移动。

在本实施例中，参考图2可知，所述壳体6包括外壳、内筒5、上盖8、下盖和前板4，所述外壳、上盖8、下盖和前板4共同围设出一个安装腔，所述安装腔内部固设有内筒5，所述内筒5筒体上设置有上下贯穿的方孔，且所述内筒5内部转动设置有动力机构3。

在本实施例中，结合图2和图3可知，所述动力机构3包括动力装置9、齿轮组10和装配块12；所述齿轮组10包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮；所述第一齿轮上侧啮合有第二齿轮，所述第二齿轮的后侧设置有第三齿轮，所述第三齿轮的上侧啮合连接有第四齿轮，所述第四齿轮前端面偏离圆心的位置设置有转动销，所述转动销销体上转动设置有装配块12，所述动力装置9的驱动端转动设置于第一齿轮偏离圆心的位置，用于驱动第一齿轮转动，其中，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮均不相同，且所述第四齿轮为不完全齿轮，首先，通过设置齿轮组，改变对钢丝的拉力，达到对柔性臂的工作状态的改变；在本实施例中，所述所述动力装置9采用气缸；所述气缸固设于下盖的上端面，且所述气缸驱动端动力设置有升降轴，所述升降轴轴体上套设有弹性件，且所述升降轴远离气缸的一端与连接杆的一端螺纹连接，且连接杆的另一端横向开设有滑槽，所述滑槽内容置有铰接销，所述铰接销固设于第一齿轮远离圆心的位置；值得一说的是，在具体工作过程中，气缸的输出端驱动升降轴上下运动，带动连接杆上下运动，此时，铰接销在滑槽内滑动，第一齿轮转动，通过铰接销的滑动，解决连杆死点问题，然后，带动齿轮组整体进行转动，其次，通过第四齿轮(为不完全齿轮)、避免超行程，同时，通过齿轮组对拉力进行放大，提高工作臂组件7的承受力。

在本实施例中，所述工作臂组件7包括柔性臂、钢丝和安装座；所述柔性臂包括若干个关节模块，各个关节模块首尾相连形成柔性臂体，且各个关节模块均设置有钢丝贯穿通道，所述安装座和壳体6的上端面螺栓连接，且所述安装座的上端和柔性臂的一端固定连接，所述柔性臂的另一端固设有工作部，其次，所述柔性臂内部设置有钢丝，所述钢丝一端固设于工作部内部，且钢丝另一端穿过壳体6的上端壁和所述装配块12可拆卸连接，即通过钢丝位于装配块12的内部设置有压紧块，所述压紧块的外表面抵接有螺栓，通过锁紧螺栓，从而压紧钢丝。

另外，所述关节模块内部设置有弹性垫圈，所述弹性垫圈和下一个所述关节模块前端的球头触接，其作用是，增强转动的摩擦力，降噪。

在本实施例中，所述装配块12的上端面设置有弹性组件11，所述弹性组件11的上端和所述壳体6内部的上端壁固定连接；其中，所述弹性组件11包括上下相对设置的垫帽，所述上下相对设置的垫帽之间套设有弹簧，所述钢丝依次穿过上侧垫帽、弹簧和下侧垫帽与装配块12可拆卸连接。

在本实施例中，所述调整臂机构包括万向组件13和装夹滑动组件2；所述装夹滑动组件2固设于支架底座1上，所述万向组件13插设于装夹滑动组件2上；

其中，所述万向组件13包括万向接头和连接轴，所述万向接头一端和所述壳体6的后端面螺栓连接，另一端和所述连接轴螺纹连接；调整壳体6朝向。

在本实施例中，所述万向接头具备锁紧功能，具体来说，所述万向接头内部设置有弹性部，且所述万向接头外侧插设有按压杆，所述按压杆一端位于万向接头内部朝向弹性部，另一端位于外界空间，其作用是，当需要锁紧时，按压按压杆，此时，按压杆朝向弹性部的一端挤压弹性部，从而锁紧万向接头和连接轴。

在本实施例中，所述气缸至少管路连接有一个开关，用于控制气缸充气放气，在一优选实施例中，所述气缸仅管路连接一个开关，所述开关为脚踏开关或手控开关，在另一优选实施例中，所述气缸管路连接有两个开关，其中一个开关为脚踏开关，另一个为手控开关(图中未画出)，其作用是，增强设备的适用性以及用户体验感。

另外，所述装夹滑动组件2包括滑动杆14、滑动装夹块15、套帽16、螺母和插杆；所述滑动杆14上滑动套设有滑动装夹块15，且所述滑动杆14杆体上贯穿设置有插槽，所述插杆一端穿过滑动装夹块15螺纹连接有螺母，且所述插杆另一端套设有套帽16，所述连接轴贯穿设置于套帽16上，值得注意的是，所述滑动装夹块15的下端面设置有开口槽，所述开口槽和滑动装夹块15自身的滑动槽相连通，通过螺母的松紧实现调整壳体6位置的改变和固定。

本发明工作原理：将柔性臂调整至所需位置，接着，启动动力装置9驱动第一齿轮，带动第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮转动，从而带动装配块12向下移动，即通过该机构可以实现装配块12在上下做往复运动，达到拉紧钢丝的目的，从而固定柔性臂的状态，通过工作臂组件7和动力机构3的结合，实现快速定位，以及在医疗过程中确保长期保持的稳定性；接着，当踩合脚踏开关时或者下按手控开关时，气缸放气，在弹性件的作用下，升降轴上升，从而使钢丝绳松动，便于医护人员进行调整柔性臂的位置，反之，气缸充气，升降轴下降，拉紧钢丝绳，固定柔性臂的状态。

另外，通过装夹滑动组件2和调整臂机构，增强安装的便利性以及进一步提高设备角度调整的范围。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“若干个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本发明按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种医疗用气动柔性机械臂，其特征在于：包括壳体、工作臂组件和动力机构；所述壳体内部设置有动力机构，且所述壳体上端面螺栓连接有工作臂机构，所述动力机构用于驱动工作臂机构改变工作状态，另外，所述壳体后端面螺栓连接有调整臂机构。

2.根据权利要求1所述的一种医疗用气动柔性机械臂，其特征在于：还包括有支架底座，所述支架底座的底部设置有滚轮。

3.根据权利要求1所述的一种医疗用气动柔性机械臂，其特征在于：所述动力机构包括动力装置、齿轮组和装配块；所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮；所述第一齿轮上侧啮合有第二齿轮，所述第二齿轮的后侧设置有第三齿轮，所述第三齿轮的上侧啮合连接有第四齿轮，所述第四齿轮前端面偏离圆心的位置设置有转动销，所述转动销销体上转动设置有装配块，所述动力装置的驱动端转动设置于第一齿轮偏离圆心的位置，用于驱动第一齿轮转动。

4.根据权利要求3所述的一种医疗用气动柔性机械臂，其特征在于：所述所述动力装置采用气缸、电机或液压缸。

5.根据权利要求3所述的一种医疗用气动柔性机械臂，其特征在于：所述工作臂组件包括柔性臂、钢丝和安装座；所述安装座和壳体的上端面螺栓连接，且所述安装座的上端和柔性臂的一端固定连接，所述柔性臂的另一端固设有工作部，其次，所述柔性臂内部设置有钢丝，所述钢丝一端固设于工作部内部，且钢丝另一端穿过壳体的上端壁和所述装配块可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的一种医疗用气动柔性机械臂，其特征在于：所述装配块的上端面设置有弹性组件，所述弹性组件的上端和所述安装座的下端面触接；其中，所述弹性组件包括上下相对设置的垫帽，所述上下相对设置的垫帽之间套设有弹簧，所述钢丝依次穿过上侧垫帽、弹簧和下侧垫帽与装配块可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种医疗用气动柔性机械臂，其特征在于：所述调整臂机构包括万向组件和装夹滑动组件；所述装夹滑动组件固设于支架底座上，所述万向组件插设于装夹滑动组件上。

8.根据权利要求7所述的一种医疗用气动柔性机械臂，其特征在于：所述万向组件包括万向接头和连接轴，所述万向接头一端和所述壳体的后端面螺栓连接，另一端和所述连接轴螺纹连接。

9.根据权利要求8所述的一种医疗用气动柔性机械臂，其特征在于：所述装夹滑动组件包括滑动杆、滑动装夹块、套帽、螺母和插杆；所述滑动杆上滑动套设有滑动装夹块，且所述滑动杆杆体上贯穿设置有插槽，所述插杆一端穿过滑动装夹块螺纹连接有螺母，且所述插杆另一端套设有套帽，所述连接轴贯穿设置于套帽上。