CN112842535B - 包括行星排传动结构的直线型机械手 - Google Patents
包括行星排传动结构的直线型机械手 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112842535B CN112842535B CN202011630273.6A CN202011630273A CN112842535B CN 112842535 B CN112842535 B CN 112842535B CN 202011630273 A CN202011630273 A CN 202011630273A CN 112842535 B CN112842535 B CN 112842535B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- assembly
- wheel
- control rope
- rotating
- power output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/28—Surgical forceps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
- F16H37/12—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types
- F16H37/122—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types for interconverting rotary motion and oscillating motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Robotics (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明属于医疗器械技术领域,尤其涉及一种包括行星排传动结构的直线型机械手。本发明针对现有技术中弯曲结构的机械手整体线路复杂,钢丝绳所受到的总摩擦力较大,磨损严重的问题,提供一种包括行星排传动结构的直线型机械手,包括机械手本体、操作组件和握持部,所述操作组件包括操作架,所述操作架连接有行星排组件,所述行星排组件上连接有动力输入组件和动力输出组件,所述机械手本体上设有夹持组件,还包括固定连接在动力输出组件上的控制绳,所述控制绳与夹持组件相连接。本发明的整体结构为夹持组件、机械手本体、操作架、行星排组件和动力输出组件依次连接的直线型结构,缩短了控制绳的总长度,减小了控制绳的总摩擦力。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域,尤其涉及一种包括行星排传动结构的直线型机械手。
背景技术
手术钳在医疗上多用以在手术中夹持人体组织。现有技术中存在以钢丝绳控制钳头转动及开合的手术钳。
但现有技术中大都采用普通滑轮控制钢丝绳,通过转动滑轮的方式拉动钢丝绳以控制钳头转动或开合。通过这样方式控制钳头夹持的机械手因不适宜设置为直线型结构,故大都为弯曲结构,导致钢丝绳的走线路径较长,同时需要多个绷紧滑轮对钢丝绳弯曲位置进行绷紧,使得机械手整体线路复杂,钢丝绳所受到的总摩擦力较大,磨损严重。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,提供一种控制绳整体长度短,整体摩擦力小的包括行星排传动结构的直线型机械手。
为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:
一种包括行星排传动结构的直线型机械手,包括机械手本体,所述机械手本体上转动连接有操作组件,握持部连接在操作组件上,所述操作组件包括操作架,所述操作架与机械手本体转动连接,握持部连接在操作架上,所述操作架连接有行星排组件,所述行星排组件上连接有动力输入组件和动力输出组件,移动动力输入组件可带动动力输出组件移动,所述机械手本体远离操作架的一端设有夹持组件,还包括固定连接在动力输出组件上的控制绳,所述控制绳与夹持组件相连接,且移动动力输出组件可拉动控制绳并带动夹持组件转动,所述行星排组件位于动力输出组件与夹持组件之间。
在上述的包括行星排传动结构的直线型机械手中,转动操作架可使夹持组件、机械手本体、操作架、行星排组件和动力输出组件被同一条直线贯穿。
在上述的包括行星排传动结构的直线型机械手中,所述行星排组件包括齿圈和与齿圈同心设置的太阳轮,所述太阳轮与操作架转动连接,所述齿圈与太阳轮之间设有行星轮,所述行星轮分别与齿圈和太阳轮相啮合,所述动力输入组件的一端连接在行星轮上,所述动力输出组件的一端连接在太阳轮上,所述太阳轮上固定连接有传动内环,所述齿圈上固定连接有传动外环,所述传动内环与传动外环之间通过至少一根传动杆相连,所述动力输出组件固定连接在传动杆上,所述传动杆沿太阳轮的径向延伸。
在上述的包括行星排传动结构的直线型机械手中,所述齿圈外表面具有向齿圈内部凹陷的限位环,所述控制绳位于限位环内并压设在齿圈上。
在上述的包括行星排传动结构的直线型机械手中,所述动力输入组件包括操作手柄和固定连接在操作手柄上的驱动杆,所述驱动杆远离操作手柄的一端连接有连杆,所述连杆的一端延伸至行星轮中心且与行星轮转动连接,还包括与驱动杆转动连接的转轴,所述转轴与操作架固定连接,所述转轴位于操作手柄与连杆之间,所述转轴贯穿过太阳轮且与太阳轮转动连接,转轴的轴心线与太阳轮的轴心线相重合。
在上述的包括行星排传动结构的直线型机械手中,所述动力输出组件包括固定连接的动力输出块和连接条,所述连接条连接在行星排组件上,所述控制绳固定连接在动力输出块上,所述动力输出块上还设有用于调节控制绳张力的张紧调节结构,所述控制绳压设在张紧调节结构上,所述张紧调节结构包括固定连接在输出块上的安装架,所述安装架上具有贯通安装架的调节通孔,调节件滑动连接在调节通孔内,所述调节件一侧连接有调节螺栓,转动调节螺栓可使调节件沿调节通孔滑动并压设至调节控制绳上。
在上述的包括行星排传动结构的直线型机械手中,所述夹持组件包括固定连接在机械手本体上的钳头座,所述钳头座一端转动连接有钳头组件,所述控制绳包括相互独立的第一控制绳和第二控制绳,所述第二控制绳连接在钳头组件上且移动动力输出组件可拉动第二控制绳并使钳头组件发生转动,所述钳头组件与钳头座之间设有转动组件,所述转动组件一端与钳头座转动连接,另一端与钳头组件转动连接,且转动组件的转动方向与钳头组件的转动方向不相同,所述第一控制绳连接在转动组件上,操作架上固定连接有驱动轮,所述第一控制绳固定连接在驱动轮上且转动驱动轮可拉动第一控制绳并使转动组件发生转动。
在上述的包括行星排传动结构的直线型机械手中,所述转动组件包括转动座,所述转动座的一端设有第一转动轮,所述第一转动轮与钳头座转动连接,所述第一控制绳连接在第一转动轮上且拉动第一控制绳可带动第一转动轮发生转动,所述转动座远离第一转动轮的一端与钳头组件转动连接,所述转动座上还固定连接有安装轴,限位轮套设在安装轴上且与安装轴转动连接,所述第二控制绳压设在限位轮上;
所述钳头组件包括左钳头和右钳头,所述左钳头靠近转动组件的一端设有第二转动轮,所述第二转动轮与转动组件转动连接,所述右钳头靠近转动组件的一端设有第三转动轮,所述第三转动轮与转动组件转动连接,所述第二控制绳连接在第二转动轮和第三转动轮上,且拉动第二控制绳可使第二转动轮和/或第三转动轮发生转动,所述第二转动轮和/或第三转动轮的外边沿延伸有防干涉台阶。
在上述的包括行星排传动结构的直线型机械手中,还包括差值补偿组件和用于防止第二控制绳在转动组件转动过程中发生松弛的张紧轮组件,所述张紧轮组件连接在钳头座和转动组件上,所述第二控制绳压设在张紧轮组件和差值补偿组件上,转动组件转动时,第二控制绳压设在差值补偿组件上长度的变化趋势和第二控制绳压设在张紧轮组件上长度的变化趋势相反。
在上述的包括行星排传动结构的直线型机械手中,所述差值补偿组件包括设置在操作架上设有压线轮和差值补偿轮,所述差值补偿轮的轴心线与操作架相对机械手本体转动的转动轴心相重合,所述第二控制绳依次压设在压线轮的上端和差值补偿轮的下端,或所述第二控制绳依次压设在压线轮的下端和差值补偿轮的上端;
所述张紧轮组件包括依次设置的第一张紧轮、第二张紧轮和第三张紧轮,所述第一张紧轮连接在钳头座上,所述第二张紧轮和第三张紧轮连接在转动组件上,所述第二控制绳包括左控制绳和右控制绳,第一张紧轮、第二张紧轮、第三张紧轮、压线轮和差值补偿轮均设置两个且分别对应左控制绳和右控制绳,所述左控制绳依次压设在压线轮上端、差值补偿轮下端、第一张紧轮下端、第二张紧轮上端和第三张紧轮下端,所述右控制绳依次压设在压线轮下端、差值补偿轮上端、第一张紧轮上端、第二张紧轮下端和第三张紧轮上端;
所述操作架上设有第一限位面,所述机械手本体上设有第二限位面,转动操作架可使第一限位面压设在第二限位面上,所述第一限位面与第二限位面之间的夹角为20-45度,所述差值补偿轮的直径为第二张紧轮直径的2-4.5倍。
与现有的技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明的整体结构为夹持组件、机械手本体、操作架、行星排组件和动力输出组件依次连接的直线型结构,缩短了控制绳的总长度,减小了控制绳的总摩擦力。
2、本发明利用行星排组件实现传动,该传动结构适宜设置在直线型的钢丝绳控制机械手中,使得整体结构简单、紧凑,操作方便,便于医护人员进行使用。
3、本发明利用第一控制绳控制转动组件的转动,利用第二控制绳控制钳头组件的转动,由于钳头组件连接在转动组件上,故可被转动组件带动而实现多方向的转动,操作灵活,可适应复杂手术环境下的需求。
4、本发明还设有张紧轮组件,从而实现对第二控制绳的绷紧,防止在转动组件转动的过程中出现第二控制绳松弛而脱离预定轨道的问题发生。
5、本发明设有差值补偿组件,转动过程中,第二控制绳压设在差值补偿组件上的长度变化趋势与张紧轮组件恰好相反,这样第二控制绳因压设在张紧轮组件表面长度变化所导致的绷紧或松弛均会由差值补偿组件进行补偿抵消,从而防止第二控制绳因紧绷程度的改变而影响钳头组件的位置,保证钳头组件被独立控制。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是操作组件的结构示意图;
图3是操作组件部分结构的结构示意图;
图4是本发明部分结构的结构示意图;
图5是差值补偿组件的结构示意图;
图中:钳头座1、转动组件2、第一控制绳3、钳头组件4、第二控制绳5、张紧轮组件6、差值补偿组件7、行星排组件8、动力输入组件9、动力输出组件10、转动座21、第一转动轮22、安装轴23、限位轮24、左钳头41、右钳头42、第二转动轮43、第三转动轮44、防干涉台阶45、左控制绳51、右控制绳52、第一张紧轮61、第二张紧轮62、三张紧轮63、压线轮71、差值补偿轮72、第一限位面76、第二限位面77、齿圈81、太阳轮82、行星轮83、传动内环84、传动外环85、传动杆86、限位环87、操作手柄91、驱动杆92、连杆93、转轴94、夹持组件100、动力输出块101、连接条102、张紧调节结构103、安装架104、调节通孔105、调节件106、调节螺栓107、握持部200、机械手本体300、操作组件400、操作架401、驱动轮402、控制绳500。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示,一种包括行星排传动结构的直线型机械手,包括机械手本体300,所述机械手本体300上转动连接有操作组件 400,握持部200连接在操作组件400上,所述操作组件400包括操作架401,所述操作架401与机械手本体300转动连接,握持部200连接在操作架401上,所述操作架401连接有行星排组件 8,所述行星排组件8上连接有动力输入组件9和动力输出组件 10,移动动力输入组件9可带动动力输出组件10移动,所述机械手本体300远离操作架401的一端设有夹持组件100,还包括固定连接在动力输出组件10上的控制绳500,所述控制绳500与夹持组件100相连接,且移动动力输出组件10可拉动控制绳500 并带动夹持组件100转动,所述行星排组件8位于动力输出组件 10与夹持组件100之间。即夹持组件100、机械手本体300、操作架401、行星排组件8和动力输出组件10依次连接,这样在转动操作架401可使夹持组件100、机械手本体300、操作架401、行星排组件8和动力输出组件10被同一条直线贯穿。控制绳500 可采用钢丝绳材质。
本发明,使用时,使用者抓持在握持部200上,施力在动力输入组件9上,动力输入组件9将动力通过行星排组件8传递至动力输出组件10,动力输出组件10拉动控制绳500以控制夹持组件100的转动从而实现夹持。故本发明利用行星排组件8实现传动,本发明的整体结构为夹持组件100、机械手本体300、操作架401、行星排组件8和动力输出组件10依次连接的直线型结构,缩短了控制绳500的总长度,减小了控制绳500的总摩擦力。同时,利用行星排组件8实现传动,该传动结构适宜设置在直线型的钢丝绳控制机械手中,使得整体结构简单、紧凑,操作方便,便于医护人员进行使用。
结合图1-3所示,所述行星排组件8包括齿圈81和与齿圈 81同心设置的太阳轮82,所述太阳轮82与操作架401转动连接,所述齿圈81与太阳轮82之间设有行星轮83,所述行星轮83分别与齿圈81和太阳轮82相啮合,所述动力输入组件9的一端连接在行星轮83上,所述动力输出组件10的一端连接在太阳轮82 上。所述太阳轮82上固定连接有传动内环84,所述齿圈81上固定连接有传动外环85,所述传动内环84与传动外环85之间通过至少一根传动杆86相连,所述动力输出组件10固定连接在传动杆86上。其中,传动杆86沿太阳轮82的径向延伸。通过传动杆 86相连相比直接连接在太阳轮82上增大了连接面积,从而保证了连接的稳定性。
使用时,动力输入组件9将动力输入至行星轮83上,使得行星轮83转动,由于行星轮83与太阳轮82相啮合,故带动太阳轮 82发生转动,太阳轮82带动传动内环84发生同步的转动,进而带动传动杆86转动,从而将动力输出至动力输出组件10,以拉动控制绳500。
优选地,所述齿圈81外表面具有向齿圈81内部凹陷的限位环87,所述控制绳500位于限位环87内并压设在齿圈81上。这样在使用时可对控制绳500的位置进行一定的限位,防止控制绳 500脱出预设轨道。
结合图2和图3所示,所述动力输入组件9包括操作手柄91 和固定连接在操作手柄91上的驱动杆92,所述驱动杆92远离操作手柄91的一端连接有连杆93,所述连杆93的一端延伸至行星轮83中心且与行星轮83转动连接。还包括与驱动杆92转动连接的转轴94,所述转轴94与操作架401固定连接,所述转轴94位于操作手柄91与连杆93之间,所述转轴94贯穿过太阳轮82且与太阳轮82转动连接,转轴94的轴心线与太阳轮82的轴心线相重合。
使用时,使用者施力于操作手柄91上,操作手柄91带动驱动杆92发生以转轴94轴心线为转动中心的转动,从而带动连杆 93使得行星轮83发生环绕太阳轮82的转动,实现将动力输入至行星排组件8。
结合图1和图2所示,所述动力输出组件10包括固定连接的动力输出块101和连接条102,所述连接条102连接在行星排组件8上,所述控制绳500固定连接在动力输出块101上,所述动力输出块101上还设有用于调节控制绳500张力的张紧调节结构 103,所述控制绳500压设在张紧调节结构103上。张紧调节结构 103通过调节压设在控制绳500上力的大小来调节控制绳500的绷紧程度。
使用时,行星排组件8通过连接条102带动动力输出块101 发生摆动,从而带动控制绳500向两侧拉动。
具体的说,所述张紧调节结构103包括固定连接在输出块101 上的安装架104,所述安装架104上具有贯通安装架104的调节通孔105,调节件106滑动连接在调节通孔105内,所述调节件 106一侧连接有调节螺栓107,转动调节螺栓107可使调节件106 沿调节通孔105滑动并压设至调节控制绳500上。
优选地,调节件106一端设有滑轮,控制绳500压设在该滑轮上,这样可以减小使用时控制绳500与调节件106之间的摩擦力。
如图1所示,所述夹持组件100包括固定连接在机械手本体 300上的钳头座1,所述钳头座1一端转动连接有钳头组件4,所述控制绳500包括相互独立的第一控制绳3和第二控制绳5,所述第二控制绳5连接在钳头组件4上且移动动力输出组件10可拉动第二控制绳5并使钳头组件4发生转动,所述钳头组件4与钳头座1之间设有转动组件2,所述转动组件2一端与钳头座1转动连接,另一端与钳头组件4转动连接,且转动组件2的转动方向与钳头组件4的转动方向不相同,所述第一控制绳3连接在转动组件2上,操作架401上固定连接有驱动轮402,所述第一控制绳3固定连接在驱动轮402上且转动驱动轮402可拉动第一控制绳3并使转动组件2发生转动。
使用时,通过转动操作架401带动驱动轮402转动,从而拉动第一控制绳3并带动转动组件2发生转动,通过移动动力输出组件10拉动第二控制绳5,从而带动钳头组件4发生转动,且两者转动的方向不相同。本发明利用第一控制绳3控制转动组件2 的转动,利用第二控制绳5控制钳头组件4的转动,由于钳头组件4连接在转动组件2上,故可被转动组件2带动而实现多方向的转动,操作灵活,可适应复杂手术环境下的需求。
优选地,所述转动组件2转动轨迹所处平面与钳头组件4转动轨迹所处平面相互垂直。即转动组件2与钳头组件4的转动方向相互垂直。这样转动组件2转动时,不会产生钳头组件4转动方向上的分运动,即两者转动的独立性更好,这样手术操作时,钳头转动后最终所处位置更易于预测和控制。
如图1和5所示,第二控制绳5若直接贯通过转动组件2连接至钳头组件4上,在转动组件2向一侧转动时,该侧会形成一个路径更短的通道,处于自由状态的第二控制绳5会倾向通过这个更短的通道连接至钳头组件4,此时第二控制绳5会产生松弛而脱离预定轨道。故需在钳头座1上设置一个用于防止第二控制绳5发生松弛的张紧轮组件6,所述第二控制绳5压设在张紧轮组件6上。
这样虽然可防止第二控制绳5侧向松弛,但在使用过程中发现在转动组件2转动时,钳头组件4会发生略微的偏移,即二者的转动发生了干涉。这是因为转动组件2转动过程中第二控制绳 5压设在张紧轮组件6上的长度变长,导致第二控制绳5整体绷紧,造成钳头组件4发生略微的偏移。以图4所示为例,当转动组件2向下转动时,第二张紧轮62沿轴心线发生转动,第三张紧轮63下压,第一张紧轮61保持不动,由于角度变大,从而使得左控制绳51缠绕在第二张紧轮62表面的长度变长,左控制绳51 绷紧而影响左钳头41使得左钳头41发生转动偏移。
故增设一个差值补偿组件7,所述第二控制绳5压设在差值补偿组件7表面,在转动过程中,第二控制绳5压设在差值补偿组件7上长度的变化趋势和第二控制绳5压设在张紧轮组件6上长度的变化趋势相反。即第二控制绳5压设在张紧轮组件6上的长度变长使得第二控制绳5紧绷时,压设在差值补偿组件7上的长度变小从而使得第二控制绳5松弛,以抵消第二控制绳5在张紧轮组件6上产生的绷紧,反之亦然。故本发明设有差值补偿组件7,转动过程中,第二控制绳5压设在差值补偿组件7上的长度变化趋势与张紧轮组件6恰好相反,这样第二控制绳5因压设在张紧轮组件6表面长度变化所导致的绷紧或松弛均会由差值补偿组件7进行补偿抵消,从而防止第二控制绳5因紧绷程度的改变而影响钳头组件4的位置,保证钳头组件4被独立控制。
具体的说,所述差值补偿组件7包括设置在操作架401上设有压线轮71和差值补偿轮72,所述差值补偿轮72的轴心线与操作架401相对机械手本体300转动的转动轴心相重合,所述第二控制绳5依次压设在压线轮71的上端和差值补偿轮72的下端,或所述第二控制绳5依次压设在压线轮71的下端和差值补偿轮 72的上端。还包括与差值补偿轮72同轴设置的驱动轮402,所述第一控制绳3远离转动组件2的一端固定连接在驱动轮402上。
使用时,手动控制操作架401使其向上或向下转动,此时转动组件2在第一控制绳3的带动下也发生向上或向下的转动。压线轮71上升或下压,使得第二控制绳5压设在差值补偿轮72上的长度增大或减小。
结合图4和图5所示,所述转动组件2包括转动座21,所述转动座21的一端设有第一转动轮22,所述第一转动轮22与钳头座1转动连接,所述第一控制绳3连接在第一转动轮22上且拉动第一控制绳3可带动第一转动轮22发生转动,所述转动座21远离第一转动轮22的一端与钳头组件4转动连接。拉动第一控制绳 3,第一控制绳3通过带动第一转动轮22从而使得转动座21发生转动。
第一控制绳3与转动组件2、第二控制绳5与钳头组件4之间实现相互连接方式均可采用控制绳先固定连接在固定块(图中未画出)上,固定块再固定连接在转动轮上的方式。
优选地,所述转动座21上还固定连接有安装轴23,限位轮 24套设在安装轴23上且与安装轴23转动连接,所述第二控制绳 5压设在限位轮24上。为了确保钳头可以朝两个方向转动,故控制绳均应朝两个方向连接在固定块上,这样控制绳需要从不同的方向缠绕至转动轮上,可以结合图2中右控制绳52与第三转动轮 44的连接关系,右控制绳52为实现可从两个方向拉动第三转动轮44故被弯折为平行的两根线,但在接近第三转动轮44时,为从两个方向连接至固定块(图中未画出,其实为固定连接在第三转动轮44上的凸块)上,末端两根平行的线会逐渐延伸出一个角度而不能保持平行,设置限位轮24后,右控制绳52压设在限位轮24上,这样限位轮24对右控制绳52起到一个限位收缩的作用,使得两根线可保持平行的距离更长,使用时,控制更加稳定。
结合图4和图5所示,所述钳头组件4包括左钳头41和右钳头42,所述左钳头41靠近转动组件2的一端设有第二转动轮43,所述第二转动轮43与转动组件2转动连接,所述右钳头42靠近转动组件2的一端设有第三转动轮44,所述第三转动轮44与转动组件2转动连接,所述第二控制绳5连接在第二转动轮43和第三转动轮44上,且拉动第二控制绳5可使第二转动轮43和/或第三转动轮44发生转动。
优选地,所述第二控制绳5包括连接在第二转动轮43的左控制绳51和连接在第三转动轮44上的右控制绳52。左控制绳51 和右控制绳52相互独立进行控制,使得左钳头41和右钳头42 可独立转动,便于使用者进行操控。
优选地,所述第二转动轮43和/或第三转动轮44的外边沿延伸有防干涉台阶45。这样,连接在第二转动轮43上的左控制绳 51和连接在第三转动轮44上的右控制绳52在使用过程中可通过防干涉台阶45相互隔离,防止使用时左控制绳51和右控制绳52 之间相互摩擦造成磨损。
结合图4和图5所示,所述张紧轮组件6包括依次设置的第一张紧轮61、第二张紧轮62和第三张紧轮63,所述第一张紧轮 61连接在钳头座1上,所述第二张紧轮62和第三张紧轮63连接在转动组件2上,第一张紧轮61、第二张紧轮62和第三张紧轮 63均设置两个且分别对应左控制绳51和右控制绳52,所述左控制绳51依次压设在第一张紧轮61下端、第二张紧轮62上端和第三张紧轮63下端,所述右控制绳52依次压设在第一张紧轮61 上端、第二张紧轮62下端和第三张紧轮63上端。同样的,压线轮71和差值补偿轮72也设置有两个,分别与左控制绳51和右控制绳52对应。
优选地,所述第二张紧轮62的轴心线与转动组件2的转动轴心相重合。即第二张紧轮62的轴心线与第一转动轮22的轴心线相重合。
结合图1和图4所示,所述第二控制绳5压设在差值补偿轮 72和第二张紧轮62上的长度为定值。这样可完全填补差值,实现钳头组件4与转动组件2二者的转动完全不发生干涉的理想状态。
结合图3和图5所示,所述操作架401上设有第一限位面76,所述机械手本体300上设有第二限位面77,转动操作架401可使第一限位面76压设在第二限位面77上,所述第一限位面76与第二限位面77之间的夹角为20-45度,所述差值补偿轮72的直径为第二张紧轮62直径的2-4.5倍。优选地,第一限位面76与第二限位面77之间的夹角为30度,差值补偿轮72的直径为第二张紧轮62直径的3倍,驱动轮402的直径为第一转动轮22直径的 3倍。这样操作架401在30度的范围内的转动正好可带动转动组件2在90度范围内转动,且第二控制绳5的紧绷状态在转动组件 2转动过程中不发生任何改变。
本发明的工作原理是:使用时,使用者抓持在握持部200上,下压或上移操作架401,进一步带动驱动轮402转动,驱动轮402 拉动第一控制绳3从而带动第一转动轮22,使得转动座21发生转动,由于钳头组件4连接在转动座21的一端,故转动座21转动时,钳头组件4会整体随转动座21移动,此外还可通过拉动左控制绳51带动第二转动轮43,使得左钳头41发生转动,通过拉动右控制绳52带动第三转动轮44,使得右钳头42发生转动。在转动座21转动过程中,第二控制绳5在第二张紧轮62表面因缠绕长度变化而导致的紧绷或松弛,由第二控制绳5在差值补偿轮 72表面缠绕长度相反的变化予以抵消,从而保证第二控制绳5在整个过程中松紧度不发生改变,保证钳头组件4被独立控制。使用者施力于操作手柄91上,操作手柄91带动驱动杆92发生以转轴94轴心线为转动中心的转动,从而带动连杆93使得行星轮83 发生环绕太阳轮82的转动,由于行星轮83与太阳轮82相啮合,故带动太阳轮82发生转动,太阳轮82带动传动内环84发生同步的转动,进而带动传动杆86转动,传动杆86通过连接条102带动动力输出块101发生摆动,从而带动控制绳500向两侧拉动,以控制夹持组件100的转动从而实现夹持。故本发明利用行星排组件8实现传动,该传动结构适宜设置在直线型的钢丝绳控制机械手中,缩短了控制绳500的总长度,减小了控制绳500的总摩擦力。而且使得整体结构简单、紧凑,操作方便,便于医护人员进行使用。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了钳头座1、转动组件2、第一控制绳3、钳头组件4、第二控制绳5、张紧轮组件6、差值补偿组件7、行星排组件8、动力输入组件9、动力输出组件10、转动座21、第一转动轮22、安装轴23、限位轮24、左钳头41、右钳头42、第二转动轮43、第三转动轮44、防干涉台阶45、左控制绳51、右控制绳52、第一张紧轮61、第二张紧轮62、三张紧轮63、压线轮71、差值补偿轮72、第一限位面76、第二限位面77、齿圈81、太阳轮82、行星轮83、传动内环84、传动外环85、传动杆86、限位环87、操作手柄91、驱动杆92、连杆93、转轴94、夹持组件100、动力输出块101、连接条102、张紧调节结构103、安装架104、调节通孔105、调节件106、调节螺栓107、握持部200、机械手本体300、操作组件400、操作架401、驱动轮402、控制绳500等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (9)
1.一种包括行星排传动结构的直线型机械手,包括机械手本体(300),所述机械手本体(300)上转动连接有操作组件(400),握持部(200)连接在操作组件(400)上,其特征在于:所述操作组件(400)包括操作架(401),所述操作架(401)与机械手本体(300)转动连接,握持部(200)连接在操作架(401)上,所述操作架(401)连接有行星排组件(8),所述行星排组件(8)上连接有动力输入组件(9)和动力输出组件(10),移动动力输入组件(9)可带动动力输出组件(10)移动,所述机械手本体(300)远离操作架(401)的一端设有夹持组件(100),还包括固定连接在动力输出组件(10)上的控制绳(500),所述控制绳(500)与夹持组件(100)相连接,且移动动力输出组件(10)可拉动控制绳(500)并带动夹持组件(100)转动,所述行星排组件(8)位于动力输出组件(10)与夹持组件(100)之间;
所述行星排组件(8)包括齿圈(81)和与齿圈(81)同心设置的太阳轮(82),所述太阳轮(82)与操作架(401)转动连接,所述齿圈(81)与太阳轮(82)之间设有行星轮(83),所述行星轮(83)分别与齿圈(81)和太阳轮(82)相啮合,所述动力输入组件(9)的一端连接在行星轮(83)上,所述动力输出组件(10)的一端连接在太阳轮(82)上,所述太阳轮(82)上固定连接有传动内环(84),所述齿圈(81)上固定连接有传动外环(85),所述传动内环(84)与传动外环(85)之间通过至少一根传动杆(86)相连,所述动力输出组件(10)固定连接在传动杆(86)上,所述传动杆(86)沿太阳轮(82)的径向延伸。
2.如权利要求1所述的包括行星排传动结构的直线型机械手,其特征在于:转动操作架(401)可使夹持组件(100)、机械手本体(300)、操作架(401)、行星排组件(8)和动力输出组件(10)被同一条直线贯穿。
3.如权利要求1所述的包括行星排传动结构的直线型机械手,其特征在于:所述齿圈(81)外表面具有向齿圈(81)内部凹陷的限位环(87),所述控制绳(500)位于限位环(87)内并压设在齿圈(81)上。
4.如权利要求1所述的包括行星排传动结构的直线型机械手,其特征在于:所述动力输入组件(9)包括操作手柄(91)和固定连接在操作手柄(91)上的驱动杆(92),所述驱动杆(92)远离操作手柄(91)的一端连接有连杆(93),所述连杆(93)的一端延伸至行星轮(83)中心且与行星轮(83)转动连接,还包括与驱动杆(92)转动连接的转轴(94),所述转轴(94)与操作架(401)固定连接,所述转轴(94)位于操作手柄(91)与连杆(93)之间,所述转轴(94)贯穿过太阳轮(82)且与太阳轮(82)转动连接,转轴(94)的轴心线与太阳轮(82)的轴心线相重合。
5.如权利要求1所述的包括行星排传动结构的直线型机械手,其特征在于:所述动力输出组件(10)包括固定连接的动力输出块(101)和连接条(102),所述连接条(102)连接在行星排组件(8)上,所述控制绳(500)固定连接在动力输出块(101)上,所述动力输出块(101)上还设有用于调节控制绳(500)张力的张紧调节结构(103),所述控制绳(500)压设在张紧调节结构(103)上,所述张紧调节结构(103)包括固定连接在输出块(101)上的安装架(104),所述安装架(104)上具有贯通安装架(104)的调节通孔(105),调节件(106)滑动连接在调节通孔(105)内,所述调节件(106)一侧连接有调节螺栓(107),转动调节螺栓(107)可使调节件(106)沿调节通孔(105)滑动并压设至调节控制绳(500)上。
6.如权利要求1所述的包括行星排传动结构的直线型机械手,其特征在于:所述夹持组件(100)包括固定连接在机械手本体(300)上的钳头座(1),所述钳头座(1)一端转动连接有钳头组件(4),所述控制绳(500)包括相互独立的第一控制绳(3)和第二控制绳(5),所述第二控制绳(5)连接在钳头组件(4)上且移动动力输出组件(10)可拉动第二控制绳(5)并使钳头组件(4)发生转动,所述钳头组件(4)与钳头座(1)之间设有转动组件(2),所述转动组件(2)一端与钳头座(1)转动连接,另一端与钳头组件(4)转动连接,且转动组件(2)的转动方向与钳头组件(4)的转动方向不相同,所述第一控制绳(3)连接在转动组件(2)上,操作架(401)上固定连接有驱动轮(402),所述第一控制绳(3)固定连接在驱动轮(402)上且转动驱动轮(402)可拉动第一控制绳(3)并使转动组件(2)发生转动。
7.如权利要求6所述的包括行星排传动结构的直线型机械手,其特征在于:所述转动组件(2)包括转动座(21),所述转动座(21)的一端设有第一转动轮(22),所述第一转动轮(22)与钳头座(1)转动连接,所述第一控制绳(3)连接在第一转动轮(22)上且拉动第一控制绳(3)可带动第一转动轮(22)发生转动,所述转动座(21)远离第一转动轮(22)的一端与钳头组件(4)转动连接,所述转动座(21)上还固定连接有安装轴(23),限位轮(24)套设在安装轴(23)上且与安装轴(23)转动连接,所述第二控制绳(5)压设在限位轮(24)上;
所述钳头组件(4)包括左钳头(41)和右钳头(42),所述左钳头(41)靠近转动组件(2)的一端设有第二转动轮(43),所述第二转动轮(43)与转动组件(2)转动连接,所述右钳头(42)靠近转动组件(2)的一端设有第三转动轮(44),所述第三转动轮(44)与转动组件(2)转动连接,所述第二控制绳(5)连接在第二转动轮(43)和第三转动轮(44)上,且拉动第二控制绳(5)可使第二转动轮(43)和/或第三转动轮(44)发生转动,所述第二转动轮(43)和/或第三转动轮(44)的外边沿延伸有防干涉台阶(45)。
8.如权利要求7所述的包括行星排传动结构的直线型机械手,其特征在于:还包括差值补偿组件(7)和用于防止第二控制绳(5)在转动组件(2)转动过程中发生松弛的张紧轮组件(6),所述张紧轮组件(6)连接在钳头座(1)和转动组件(2)上,所述第二控制绳(5)压设在张紧轮组件(6)和差值补偿组件(7)上,转动组件(2)转动时,第二控制绳(5)压设在差值补偿组件(7)上长度的变化趋势和第二控制绳(5)压设在张紧轮组件(6)上长度的变化趋势相反。
9.如权利要求8所述的包括行星排传动结构的直线型机械手,其特征在于:所述差值补偿组件(7)包括设置在操作架(401)上设有压线轮(71)和差值补偿轮(72),所述差值补偿轮(72)的轴心线与操作架(401)相对机械手本体(300)转动的转动轴心相重合,所述第二控制绳(5)依次压设在压线轮(71)的上端和差值补偿轮(72)的下端,或所述第二控制绳(5)依次压设在压线轮(71)的下端和差值补偿轮(72)的上端;
所述张紧轮组件(6)包括依次设置的第一张紧轮(61)、第二张紧轮(62)和第三张紧轮(63),所述第一张紧轮(61)连接在钳头座(1)上,所述第二张紧轮(62)和第三张紧轮(63)连接在转动组件(2)上,所述第二控制绳(5)包括左控制绳(51)和右控制绳(52),第一张紧轮(61)、第二张紧轮(62)、第三张紧轮(63)、压线轮(71)和差值补偿轮(72)均设置两个且分别对应左控制绳(51)和右控制绳(52),所述左控制绳(51)依次压设在压线轮(71)上端、差值补偿轮(72)下端、第一张紧轮(61)下端、第二张紧轮(62)上端和第三张紧轮(63)下端,所述右控制绳(52)依次压设在压线轮(71)下端、差值补偿轮(72)上端、第一张紧轮(61)上端、第二张紧轮(62)下端和第三张紧轮(63)上端;
所述操作架(401)上设有第一限位面(76),所述机械手本体(300)上设有第二限位面(77),转动操作架(401)可使第一限位面(76)压设在第二限位面(77)上,所述第一限位面(76)与第二限位面(77)之间的夹角为20-45度,所述差值补偿轮(72)的直径为第二张紧轮(62)直径的2-4.5倍。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011630273.6A CN112842535B (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 包括行星排传动结构的直线型机械手 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011630273.6A CN112842535B (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 包括行星排传动结构的直线型机械手 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112842535A CN112842535A (zh) | 2021-05-28 |
CN112842535B true CN112842535B (zh) | 2021-11-23 |
Family
ID=75999786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011630273.6A Active CN112842535B (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 包括行星排传动结构的直线型机械手 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112842535B (zh) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9072535B2 (en) * | 2011-05-27 | 2015-07-07 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Surgical stapling instruments with rotatable staple deployment arrangements |
CN102028548B (zh) * | 2011-01-14 | 2012-03-07 | 哈尔滨工业大学 | 腹腔微创手术机器人用夹钳式手术器械 |
CN104224254B (zh) * | 2013-06-20 | 2016-03-30 | 瑞奇外科器械(中国)有限公司 | 外科手术器械及其驱动装置 |
US10508720B2 (en) * | 2016-01-21 | 2019-12-17 | Covidien Lp | Adapter assembly with planetary gear drive for interconnecting electromechanical surgical devices and surgical loading units, and surgical systems thereof |
CN109310418B (zh) * | 2016-04-01 | 2021-08-20 | 伊西康有限责任公司 | 具有可重新构造的握柄部分的外科器械柄部组件 |
US10299819B2 (en) * | 2016-07-28 | 2019-05-28 | Covidien Lp | Reciprocating rotary surgical cutting device and system for tissue resecting, and method for its use |
CN112057168A (zh) * | 2019-06-10 | 2020-12-11 | 江苏特普优微创医疗科技有限公司 | 用于手术机器人的夹钳式手术器械 |
CN111631791A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-08 | 郜鹏 | 一种手持式髌骨骨折修复术用医疗器械 |
-
2020
- 2020-12-31 CN CN202011630273.6A patent/CN112842535B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112842535A (zh) | 2021-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9375325B2 (en) | Exoskeleton arm having an actuator | |
JP6899375B2 (ja) | 第1の車両部品および第2の車両部品を互いに対して手動および/または電動で調節または固定するための装置 | |
JP6153484B2 (ja) | ワイヤ駆動装置およびマニピュレータ | |
CN116940299A (zh) | 一种用于机器人的主手操控装置及机器人 | |
CN109620647B (zh) | 一种线驱动上肢康复训练机械臂 | |
US20060169086A1 (en) | Intermediate segment of an articulated arm comprising a screw and nut transmission | |
CN112842535B (zh) | 包括行星排传动结构的直线型机械手 | |
US11408220B2 (en) | Switch device for establishing an operative connection in between two gear elements | |
CN217286060U (zh) | 包括行星排传动结构的直线型机械手 | |
CN112842526B (zh) | 应用于机械手的差值补偿机构 | |
CN111496828A (zh) | 一种机器人末端灵巧型欠驱动仿生抓手 | |
CN112472296B (zh) | 一种串联运动机构、手术器械控制机构及手持式手术装置 | |
CN215129596U (zh) | 应用于机械手的差值补偿机构 | |
JP2001219392A (ja) | 把持装置 | |
CN107789075A (zh) | 一种具有自动复位功能的杠杆式竖直拔牙装置 | |
CN215059229U (zh) | 应用于机械手的行星排传动机构 | |
CN215129595U (zh) | 大摆角钳头绕线结构 | |
CN215129986U (zh) | 双关节手术器械 | |
CN112618007B (zh) | 双关节手术器械 | |
CN114587938A (zh) | 基于远心点的刚度可变外骨骼穿戴设备及其刚度调节方法 | |
CN114952909A (zh) | 机器人手指的牵引结构及机器人手指 | |
CN221357048U (zh) | 一种多关节的钳头结构 | |
CN115644997B (zh) | 一种可万向调节的手术器械 | |
CN109381326B (zh) | 手指康复训练装置 | |
CN112617968A (zh) | 可多向转动的手术钳头结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |