CN113679474B - 一种手术机器人器械的挂接机构及挂接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手术机器人器械的挂接机构及挂接方法，所述手术机器人器械的挂接机构包括转接板和器械底座，所述转接板包括板本体和设置在所述板本体上的过渡轮，所述器械底座上设有姿态联动接口，所述过渡轮上设有第二连接部，所述姿态联动接口上设有第一连接部，且所述第一连接部与所述第二连接部的挂接方向一致。本发明通过将姿态联动接口上的第一连接部与过渡轮上的第二连接部的挂接方向设置为一致，使得电机驱动姿态联动接口在较小的范围内做往复旋转后，就可以使得第一连接部和第二连接部形成插接配合，不仅简单易用，而且提高了挂接时的准确率和效率。

Description

一种手术机器人器械的挂接机构及挂接方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种手术机器人器械的挂接机构及挂接方法。

背景技术

目前，手术机器人器械主要包括器械本体、底座和转接板。手术机器人器械的挂接主要指的是底座与转接板之间的挂接，而底座与转接板之间的挂接一般通过底座上的多个挂接接口与转接板上的多个过渡轮实现。

但现有技术中，多个挂接接口与多个过渡轮的挂接方向不一致，使得多个器械电机的往复运动存在较大的差异，导致器械的一部分电机需要做较大范围的往复运动后才会将底座与转接板扣合挂接上。在这个过程中，不仅挂接效率低，而且容易对器械造成不必要的破损，减少器械的使用寿命。

发明内容

本发明解决的问题是：如何提高手术机器人器械中底座与转接板之间的挂接效率。

为解决上述问题，本发明提供一种手术机器人器械的挂接机构，包括转接板和器械底座，所述转接板包括板本体和设置在所述板本体上的过渡轮，所述器械底座上设有姿态联动接口，所述过渡轮上设有第二连接部，所述姿态联动接口上设有第一连接部，且所述第一连接部与所述第二连接部的挂接方向一致。

可选地，所述器械底座具有四个第一圆角部，且所述板本体具有四个第二圆角部，且所述第一圆角部与所述第二圆角部的位置相对应。

可选地，所述第一连接部和所述第二连接部中的一者为凸起结构，另一者为凹槽结构。

可选地，所述凹槽结构包括第一凹槽和第二凹槽，所述凸起结构包括第一柱体和第二柱体，所述第一凹槽和所述第二凹槽分别与所述第一柱体和所述第二柱体插接。

可选地，所述第一凹槽和所述第二凹槽位于所述姿态联动接口的同一径向上。

可选地，所述第一凹槽和所述第二凹槽分别为豁口结构和腰形槽结构中的一种。

可选地，所述豁口结构呈U形。

可选地，所述板本体上设有安装槽，所述过渡轮设置在所述安装槽内，并适于在所述安装槽内沿所述过渡轮的轴线方向移动和绕所述过渡轮的轴线方向转动。

可选地，所述过渡轮远离于所述姿态联动接口的一端设有第一防脱凸台，所述安装槽内设有第二防脱凸台，所述第一防脱凸台位于所述安装槽内，且所述第一防脱凸台的外径大于所述第二防脱凸台的内径。

本发明还提供一种手术机器人器械的挂接方法，基于如上所述的手术机器人器械的挂接机构，该方法包括以下步骤：

将器械底座的四个第一圆角部与转接板的四个第二圆角部一一对应；

控制电机按预设运动方式带动过渡轮做往复旋转运动；

所述过渡轮上的第二连接部在所述过渡轮做往复旋转运动过程中寻找姿态联动接口上的第一连接部，并与之插接配合，直至所述姿态联动接口旋转至零位位置时停止。

与现有技术相比，本发明中，在将器械底座与转接板进行挂接前，第一连接部在姿态联动接口上位置与第二连接部在过渡轮上的位置相对应，即第一连接部和第二连接部的挂接方向一致。此时，只需要将第一连接部与第二连接部对应上，然后通过电机驱动姿态联动接口在较小的范围内做往复旋转后，就可以使得第一连接部和第二连接部形成插接配合，从而实现器械底座与之间的自动挂接，不仅简单易用，而且提高了挂接时的准确率和效率。

附图说明

图1为本发明实施例中器械底座的结构示意图；

图2为图1中A处局部放大图；

图3为本发明实施例中转接板的结构示意图；

图4为本发明实施例中转接板另一视角的结构示意图；

图5为图4中B处局部放大图；

图6为本发明实施例中过渡轮的结构示意图。

附图标记说明：

1、转接板；11、过渡轮；111、第二连接部；113、第一防脱凸台；12、板本体；121、安装槽；123、第二防脱凸台；124、第二圆角部；2、器械底座；21、姿态联动接口；22、第一圆角部；211、第一连接部；2111、第一凹槽；2112、第二凹槽。

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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

结合图1至图3所示，本发明实施例提供一种手术机器人器械的挂接机构，包括转接板1和器械底座2，转接板1包括板本体12和设置在板本体12上的过渡轮11，器械底座2上设有姿态联动接口21，过渡轮11上设有第二连接部111，姿态联动接口21上设有第一连接部211，且第一连接部211与第二连接部111的挂接方向一致。

本实施例中，在将器械底座2与转接板1进行挂接前，第一连接部211在姿态联动接口21上位置与第二连接部111在过渡轮11上的位置相对应，即器械底座2与转接板1对应后，第一连接部211和第二连接部111处于同一位置，从而使得第一连接部211和第二连接部111的挂接方向一致。此时，只需要将第一连接部211与第二连接部111对应上，然后通过电机驱动姿态联动接口21在较小的范围内做往复旋转后，就可以使得第一连接部211和第二连接部111形成插接配合，从而实现器械底座2与转接板1之间的自动挂接，不仅简单易用，而且提高了挂接时的准确率和效率。

可选地，结合图1和图3所示，器械底座2具有四个第一圆角部22，且板本体12具有四个第二圆角部124，且第一圆角部22与第二圆角部124的位置相对应。

本实施例中，在器械底座2与转接板1进行挂接前，姿态联动接口21上的第一连接部211与过渡轮11上的第二连接部111的挂接方向是一致的，当器械底座2上的四个第一圆角部22分别与板本体12的四个第二圆角部124一一对应后，第一连接部211与第二连接部111正好对应上，但还没有形成挂接扣合，这时器械电机根据器械末端的特性做较小范围的往复旋转运动后，就会使第一连接部211与第二连接部111自动扣合挂接上。

可选地，结合图2和图3所示，第一连接部211和第二连接部111中的一者为凸起结构，另一者为凹槽结构。

本实施例中，可以选择在过渡轮11上设置凹槽结构，在姿态联动接口21上设置凸起结构，也可以选择在过渡轮11上设置凸起结构，而在姿态联动接口21上设置凹槽结构，本实施例中不做具体限定，从而可以根据实际需求进行选择性设置。作为参考，图2和图3中分别给出了第一连接部211为凹槽结构、第二连接部111为凸起结构的示例。如此，通过将第一连接部211和第二连接部111分别设置为凹槽结构和凸起结构中的一种，利用凹槽结构和凸起结构的插接配合来实现第一连接部211和第二连接部111之间的插接，以简化姿态联动接口21和过渡轮11的结构，便于生产制造。

可选地，结合图2和图3所示，凹槽结构包括第一凹槽2111和第二凹槽2112，凸起结构包括第一柱体和第二柱体，第一凹槽2111和第二凹槽2112分别与第一柱体和第二柱体插接。

本实施例中，凸起结构包括两个柱体结构，分别是第一柱体和第二柱体，相对应地，凹槽结构也包括两个凹槽，分别是第一凹槽2111和第二凹槽2112。当第一柱体和第二柱体分别插入第一凹槽2111和第二凹槽2112中时，姿态联动接口21和过渡轮11正好形成挂接且不会发生相对转动。当第一柱体和第二柱体为圆柱体时，需要至少设置两个圆柱体来与凹槽结构插接才能防止姿态联动接口21和过渡轮11挂接后发生相对转动；当第一柱体和第二柱体为棱柱时，设置一个柱体也可以防止姿态联动接口21和过渡轮11挂接后发生相对转动，而设置两个及以上柱体则可以提高第一连接部211和第二连接部1211连接时的稳固性。

可选地，第一凹槽2111和第二凹槽2112位于姿态联动接口21的同一径向上。

为了方便挂接，通常将姿态联动接口21设置为圆形接口结构，而本实施例中，第一凹槽2111和第二凹槽2112位于姿态联动接口21的同一条直径上。这样，可以进一步方便姿态联动接口21与过渡轮11之间的挂接。

可选地，第一凹槽2111和第二凹槽2112分别为豁口结构和腰形槽结构中的一种。

在实际生产过程中，为了便于装配，过渡轮11与安装槽121(后文介绍)之间为间隙配合，这使得在将姿态联动接口21与过渡轮11进行挂接时，第一连接部211和第二连接部111之间在过渡轮11或姿态联动接口21的径向上或多或少存在一定的偏差，导致无法形成插接，从而无法挂接。故本实施例中，将第一凹槽2111和第二凹槽2112分别设置为豁口结构和腰形槽结构中的一种，即第一凹槽2111为豁口结构，第二凹槽2112为腰形槽结构，或者第一凹槽2111为腰形槽结构，第二凹槽2112为豁口结构，以增大第一连接部211和第二连接部111之间在过渡轮11或姿态联动接口21的径向上的挂接范围，保证第一连接部211和第二连接部111在挂接过程中存在一定偏差时也能够形成插接配合，进而实现姿态联动接口21与过渡轮11之间的挂接。

可选地，第一凹槽2111和第二凹槽2112均为豁口结构，或者第一凹槽2111和第二凹槽2112均为腰形槽结构，以增大第一连接部211和第二连接部111之间在过渡轮11或姿态联动接口21的径向上的挂接范围。

进一步地，豁口结构呈U形。即第一凹槽2111或第二凹槽2112为类U形豁口。结构简单，容易实现。

可选地，结合图4所示，板本体12上设有安装槽121，过渡轮11设置在安装槽121内，并适于在安装槽121内沿过渡轮11的轴线方向移动和绕过渡轮11的轴线方向转动。

本实施例中，通过在板本体12上设置安装槽121，以便于将过渡轮11安装在安装槽121内后不凸出板本体12的外表面或凸起较小高度。过渡轮11设置在安装槽121内并可以在姿态联动接口21的带动下在安装槽121内旋转，同时，过渡轮11还可以在安装槽121内沿过渡轮11的轴线方向移动。这样，当姿态联动接口21上的凹槽结构与过渡轮11上的凸起结构因多次挂接而产生一定偏差时，由于凹槽结构与凸起结构不在同一位置处而无法挂接，此时，姿态联动接口21推动过渡轮11沿过渡轮11的轴线方向朝向安装槽121的槽底移动，即姿态联动接口21将过渡轮11顶起一小段距离，以缓冲姿态联动接口21带给过渡轮11的冲击，防止过渡轮11因受到冲击而损坏，提高了过渡轮11的使用寿命；然后，通过电机驱动姿态联动接口21在较小范围内往复旋转，以使凹槽结构与凸起结构形成插接，从而使得姿态联动接口21上的凹槽结构与过渡轮11上的凸起结构因制造误差或长时间使用后产生一定偏差后仍然能够自动完成挂接，延长了手术机器人器械的使用寿命。

可选地，过渡轮11远离于姿态联动接口21的一端设有第一防脱凸台113，安装槽121内设有第二防脱凸台123，第一防脱凸台113位于安装槽121内，且第一防脱凸台113的外径大于第二防脱凸台123的内径。

本实施例中，转接板1的板本体12由两块板结构拼装而成，安装槽121贯穿两块板结构。在将过渡轮11与板本体12进行组装时，先将过渡轮11的一端插入其中一块板结构的安装槽121内，再让过渡轮11的另一端伸入另一块板结构的安装槽121内，然后将两块板结构扣合，如此，以将过渡轮11夹持在两块板结构之间。本实施例中，通过设置第一防脱凸台113和第二防脱凸台123，且第一防脱凸台113的外径大于第二防脱凸台123的内径，以防止过渡轮11从安装槽121内脱落，提高了过渡轮11安装在安装槽121内的牢固性。

本发明实施例还提供一种手术机器人，包括如上述所述的手术机器人器械的挂接机构。

手术机器人包括人机接口、驱动机构和器械结构，器械结构包括器械本体、转接板1和器械底座2，器械本体安装在器械底座2上，器械底座2与转接板1之间通过设置在器械底座2上的姿态联动接口21与设置在转接板1上的过渡轮11进行挂接。本实施例中的手术机器人与上述所述的手术机器人器械的挂接机构相对于现有技术的有益效果相同，此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种手术机器人器械的挂接方法，基于如上所述的手术机器人器械的挂接机构，该方法包括以下步骤：

将器械底座2的四个第一圆角部22与转接板1的四个第二圆角部124一一对应；

控制电机按预设运动方式带动过渡轮11做往复旋转运动；

过渡轮11上的第二连接部111在过渡轮11做往复旋转运动过程中寻找姿态联动接口21上的第一连接部211，并与之插接配合，直至姿态联动接口21旋转至零位位置时停止。

其中，姿态联动接口21的零位位置指的是姿态联动接口21按照设计要求安装在器械底座2上的位置，也是姿态联动接口21开始旋转时的初始位置(如图1所示)。本实施例中，在将器械底座2与转接板1进行挂接前，第一连接部211和第二连接部111的挂接方向一致。这样，器械底座2的四个第一圆角部22与转接板1的四个第二圆角部124一一对应后，只需要将第一连接部211与第二连接部111对应上，然后通过电机驱动姿态联动接口21在较小的范围内做往复旋转后，就可以使得第一连接部211和第二连接部111形成插接配合，从而实现器械底座2与转接板1之间的自动挂接，不仅简单易用，而且提高了挂接时的准确率和效率。

虽然本公开披露如上，但本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 (4)

1.一种手术机器人器械的挂接机构，其特征在于，包括转接板（1）和器械底座（2），所述转接板（1）包括板本体（12）和设置在所述板本体（12）上的过渡轮（11），所述器械底座（2）上设有姿态联动接口（21），所述过渡轮（11）上设有第二连接部（111），所述姿态联动接口（21）上设有第一连接部（211），且所述第一连接部（211）与所述第二连接部（111）的挂接方向一致；

所述第一连接部（211）和所述第二连接部（111）中的一者为凸起结构，另一者为凹槽结构，所述凸起结构包括第一柱体和第二柱体，所述凹槽结构包括沿同一径向设置的第一凹槽（2111）和第二凹槽（2112），所述第一凹槽（2111）和所述第二凹槽（2112）分别与所述第一柱体和所述第二柱体插接，且所述第一凹槽（2111）和所述第二凹槽（2112）分别为U形豁口结构和腰形槽结构中的一种；

所述板本体（12）上设有安装槽（121），所述过渡轮（11）设置在所述安装槽（121）内，并适于在所述安装槽（121）内沿所述过渡轮（11）的轴线方向移动和绕所述过渡轮（11）的轴线方向转动；

所述过渡轮（11）远离于所述姿态联动接口（21）的一端设有第一防脱凸台（113），所述安装槽（121）内设有第二防脱凸台（123），所述第一防脱凸台（113）位于所述安装槽（121）内，且所述第一防脱凸台（113）的外径大于所述第二防脱凸台（123）的内径。

2.根据权利要求1所述的手术机器人器械的挂接机构，其特征在于，所述器械底座（2）具有四个第一圆角部（22），且所述板本体（12）具有四个第二圆角部（124），且所述第一圆角部（22）与所述第二圆角部（124）的位置相对应。

3.根据权利要求1所述的手术机器人器械的挂接机构，其特征在于，所述第一凹槽（2111）和所述第二凹槽（2112）位于所述姿态联动接口（21）的同一径向上。

4.一种手术机器人器械的挂接方法，基于如权利要求1至3任一项所述的手术机器人器械的挂接机构，其特征在于，包括以下步骤：

将器械底座（2）的四个第一圆角部（22）与转接板（1）的四个第二圆角部（124）一一对应；

控制电机按预设运动方式带动过渡轮（11）做往复旋转运动；

所述过渡轮（11）上的第二连接部（111）在所述过渡轮（11）做往复旋转运动过程中寻找姿态联动接口（21）上的第一连接部（211），并与之插接配合，直至所述姿态联动接口（21）旋转至零位位置时停止。

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