CN113757255B - 钢丝驱动的轴承弧形导轨 - Google Patents

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    • F16C29/005—Guide rails or tracks for a linear bearing, i.e. adapted for movement of a carriage or bearing body there along

Abstract

本发明提供了一种钢丝驱动的轴承弧形导轨，包括：导轨，所述导轨包括平行设置的两块导向板，所述导轨呈预设半径弧形弯折，所述导轨的圆心为不动点；滑块，所述滑块的两端均设置有多个圆弧运动轴承，所述滑块的两端通过所述圆弧运动轴承滑动地设置在两块所述导向板之间，所述滑块与所述导向板之间设置有限位机构；驱动钢丝，所述驱动钢丝包括第一驱动钢丝和第二驱动钢丝，所述第一驱动钢丝和第二驱动钢丝通过导轮组件分别连接所述滑块的两侧。本发明的弧形导轨调整精度高，结构间摩擦阻力小，能够满足手术机器人高精度运动要求，设置有配重机构不受重力影响，滑块运动不会偏移，操作安全性强。

Description

钢丝驱动的轴承弧形导轨
技术领域
本发明涉及运动导轨技术领域，特别涉及一种钢丝驱动的轴承弧形导轨。
背景技术
微创外科手术一般也称为介入式手术，它是通过在体表切开数个细小的切口(或依靠人体天然官腔)，借助于视觉显示系统的图像引导，将手术器械通过体表切口伸入体内进行治疗或诊断而完成的手术，微创手术技术使得大部分的外科手术告别了开放式的手术模式，将机器人技术应用于医疗外科手术已经变得越来越流行，机器人在操作稳定性、快捷性和精确性方面具有显著的优势，将机器人技术融入外科手术中，可以改进医生的手术环境，缩短患者的恢复时间。在机器人进行微创外科手术过程中，为防止患者体表切口扩大，应使机器人的末端执行机构在体表切口处保持不动，为使末端执行机构保持灵活的同时不造成切口扩大，常见手段是通过弧形导轨对末端执行机构进行旋转运动。
现有的弧形导轨调整精度差，摩擦阻力大，无法适应手术机器人高精度运动要求，同时由于手术机器人的末端执行机构质量较大，常见的弧形导轨机构易受重力影响造成滑块运动偏移，影响到操作安全性。
发明内容
本发明提供了一种钢丝驱动的轴承弧形导轨，其目的是为了解决现有弧形导轨调整精度差、摩擦力大、受重力影响易造成滑块偏移的问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种钢丝驱动的轴承弧形导轨，包括：
导轨，所述导轨包括平行设置的两块导向板，所述导轨呈预设半径弧形弯折，所述导轨的圆心为不动点；
滑块，所述滑块的两端均设置有多个圆弧运动轴承，所述滑块的两端通过所述圆弧运动轴承滑动地设置在两块所述导向板之间，所述滑块与所述导向板之间设置有限位机构；
驱动钢丝，所述驱动钢丝包括第一驱动钢丝和第二驱动钢丝，所述第一驱动钢丝和第二驱动钢丝通过导轮组件分别连接所述滑块的两侧。
其中，每块所述导向板的均设置有弧形凸台，所述弧形凸台沿所述导轨的运动方向设置。
其中，所述滑块的每端设置有两排所述圆弧运动轴承，所述圆弧运动轴承的外圈紧贴所述弧形凸台的侧面设置。
其中，所述限位机构包括多个限位轴承，多个所述限位轴承分别转动地设置在所述滑块的两端，所述限位轴承设置在两排所述圆弧运动轴承之间，所述限位轴承的外圈紧贴所述弧形凸台的顶面设置。
其中，所述导轨的内部设置有配重弹簧片，所述配重弹簧片绕紧设置，所述配重弹簧片通过配重钢丝与所述滑块传动。
其中，所述导轨的一端设置有安装座，所述安装座用于安装执行机构，所述安装座的中轴线指向所述导轨的圆心。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明所述的钢丝驱动的轴承弧形导轨，在滑块两端均设置有两排圆弧运动轴承，两排圆弧运动轴承能够紧贴弧形凸台两侧滚动，保证滑块运动的精度，设置在两排圆弧运动轴承之间的限位轴承紧贴弧形凸台的顶面滚动，保证滑块在做圆弧运动时不发生偏转，从而实现滑块圆弧运动的同时保证圆弧中心不动，滑块通过配重钢丝与配重弹簧片传动连接，配重弹簧片的预紧力能够抵消弧形导轨、安装座及执行机构的部分重量，从而使得弧形导轨的驱动更加轻松流畅。
附图说明
图1为本发明的钢丝驱动的轴承弧形导轨的结构示意图一；
图2为本发明的钢丝驱动的轴承弧形导轨的结构示意图二；
图3为本发明的钢丝驱动的轴承弧形导轨的滑块装配示意图；
图4为本发明的钢丝驱动的轴承弧形导轨的导轨及安装座连接示意图。
【附图标记说明】
1-导轨；2-导向板；3-滑块；4-圆弧运动轴承；5-第一驱动钢丝；6-第二驱动钢丝；7-安装座；8-第一导轮A；9-第一导轮B；10-第一导轮C；11-第一导轮D；12-第二导轮A；13-第二导轮B；14-弧形凸台；15-限位轴承；16-配重弹簧片；17-配重钢丝；18-配重导轮A；19-配重导轮B。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有现有弧形导轨调整精度差、摩擦力大、受重力影响易造成滑块偏移的问题，提供了一种钢丝驱动的轴承弧形导轨。
如图1至图4所示，本发明的实施例提供了一种钢丝驱动的轴承弧形导轨，包括：导轨1，所述导轨1包括平行设置的两块导向板2，所述导轨呈1预设半径弧形弯折，所述导轨1的圆心为不动点；滑块3，所述滑块3的两端均设置有多个圆弧运动轴承4，所述滑块3的两端通过所述圆弧运动轴承4滑动地设置在两块所述导向板2之间，所述滑块3与所述导向板2之间设置有限位机构；本实施例中手术机器人的机械臂连接在所述滑块3上，因此当所述滑块3沿所述导轨运动时，所述导轨1相对于所述滑块3进行圆弧运动，并且旋转圆心为导轨1的圆心；驱动钢丝，所述驱动钢丝包括第一驱动钢丝5和第二驱动钢丝6，所述第一驱动钢丝5和第二驱动钢丝6由安装座7外引入，所述第一驱动钢丝5分别绕过第一导轮A8、第一导轮B9、第一导轮C10和第一导轮D11与所述滑块3的一侧固定连接，所述第二驱动钢丝6分别绕过第二导轮A12和第二导轮B13与所述滑块3的另一侧固定连接，所述第一驱动钢丝5和第二驱动钢丝6的首端相互连接，因此当所述第一驱动钢丝5或第二驱动钢丝6拉动时，所述第二驱动钢丝6或第一驱动钢丝5会随之收缩，进而带动所述滑块3沿所述导轨1运动。
其中，每块所述导向板2的均设置有弧形凸台14，所述弧形凸台14与所述导轨1同半径弯曲，所述弧形凸台14沿所述导轨1的运动方向设置。所述滑块3的每端设置有两排所述圆弧运动轴承4，每排三个所述圆弧运动轴承4，两排所述圆弧运动轴承4将所述弧形凸台14紧贴夹设在圆弧运动轴承4间的空隙内，当所述滑块3运动时，所述圆弧运动轴承4会沿所述弧形凸台14的侧面滚动，保证滑块3运动流畅，减少运动时的摩擦力。
其中，所述限位机构包括四个限位轴承15，四个所述限位轴承15分成两组分别转动地设置在所述滑块3的两端，所述滑块3的每端位于两排圆弧运动轴承4之间空隙均设置有两个所述限位轴承15，两个所述限位轴承15分别设置在滑3块端面的两边，所述限位轴承15的外圈紧贴所述弧形凸台14的顶面设置，两组所述限位轴承15紧密抵靠在两侧导向板的弧形凸台14上，因此当滑块3运动时，所述限位轴承15会沿所述弧形凸台14的顶面滚动，因此能够保证滑块3在做圆弧运动时不发生偏转，从而实现滑块3圆弧运动的同时保证圆弧中心不动。
如图4所示，所述导轨1的一端设置有安装座7，所述安装座7用于安装执行机构，在本实施例中所述执行机构为手术机器人的执行器，所述安装座的中轴线指向所述导轨的圆心，因此安装在安装座7上的执行机构的前端到达或经过所述导轨1的圆心，即所述执行机构的前端与不动点重合，因此当弧形导轨做圆弧运动时，所述执行机构位于不动点处的保持不动。
如图1和图2所示，所述导轨1的内部设置有配重弹簧片16，所述配重弹簧片16预先绕紧设置，通过紧固所述配重弹簧片16能够改变所述配重钢丝17的拉力，通过调节所述配重钢丝17的拉力能够适用于不同的负载重量，所述配重钢丝17的一端列检所述配重弹簧片16，所述配重钢丝17的另一端绕过配重导轮A18和配重导轮B19与所述滑块3的一侧连接，所述配重钢丝17连接所述滑块3的一侧与所述安装座7连接导轨1的一侧为同侧。
本发明上述实施例所述的钢丝驱动的轴承弧形导轨，在滑块3两端均设置有两排圆弧运动轴承4，两排圆弧运动轴承4能够紧贴弧形凸台14两侧滚动，保证滑块3运动的精度，减少运动摩擦力，设置在两排圆弧运动轴承4之间的限位轴承15紧贴弧形凸台的顶面滚动，保证滑块3在做圆弧运动时不发生偏转，从而实现滑块圆弧运动的同时保证圆弧中心不动，进而使得手术机器人的执行机构能够经过不动点，滑块3通过配重钢丝17与配重弹簧片19传动连接，配重弹簧片19的预紧力能够抵消导轨1、安装座7及执行器的部分重量，从而使得弧形导轨的驱动更加轻松流畅。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种钢丝驱动的轴承弧形导轨，其特征在于，包括：
导轨，所述导轨包括平行设置的两块导向板，所述导轨呈预设半径弧形弯折，所述导轨的圆心为不动点；
滑块，所述滑块的两端均设置有多个圆弧运动轴承，所述滑块的两端通过所述圆弧运动轴承滑动地设置在两块所述导向板之间，所述滑块与所述导向板之间设置有限位机构；
驱动钢丝，所述驱动钢丝包括第一驱动钢丝和第二驱动钢丝，所述第一驱动钢丝和第二驱动钢丝通过导轮组件分别连接所述滑块的两侧；
手术机器人的机械臂连接在所述滑块上，当所述滑块沿所述导轨运动时，所述导轨相对于所述滑块进行圆弧运动，且旋转圆心为导轨的圆心，所述导轨的一端设置有安装座，所述安装座用于安装执行机构，所述安装座的中轴线指向所述导轨的圆心。
2.根据权利要求1所述的钢丝驱动的轴承弧形导轨，其特征在于，每块所述导向板的均设置有弧形凸台，所述弧形凸台沿所述导轨的运动方向设置。
3.根据权利要求2所述的钢丝驱动的轴承弧形导轨，其特征在于，所述滑块的每端设置有两排所述圆弧运动轴承，所述圆弧运动轴承的外圈紧贴所述弧形凸台的侧面设置。
4.根据权利要求3所述的钢丝驱动的轴承弧形导轨，其特征在于，所述限位机构包括多个限位轴承，多个所述限位轴承分别转动地设置在所述滑块的两端，所述限位轴承设置在两排所述圆弧运动轴承之间，所述限位轴承的外圈紧贴所述弧形凸台的顶面设置。
5.根据权利要求1所述的钢丝驱动的轴承弧形导轨，其特征在于，所述导轨的内部设置有配重弹簧片，所述配重弹簧片绕紧设置，所述配重弹簧片通过配重钢丝与所述滑块传动。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH109262A (ja) * 1996-06-20 1998-01-13 Sigma Koki Kk 直線運動ステージの鋼球ガイド溝加工方法およびその装置
CA2514341A1 (en) * 2003-01-28 2004-08-12 Steerable Wheel Systems Pty Ltd Steerable single wheel unit for trailers
AT510028B1 (de) * 2010-07-08 2012-01-15 Stiwa Holding Gmbh System und verfahren zum fördern und umlenken eines lastträgers
CN105600715A (zh) * 2016-01-20 2016-05-25 中南大学 一种回转式多工位自动翻转与复位机构
TWI560381B (en) * 2015-06-18 2016-12-01 Teco Image Sys Co Ltd Steel rope transmission system of three-dimensional printer and adjusting device thereof
DE102017109680A1 (de) * 2017-05-05 2018-11-08 Iwis Motorsysteme Gmbh & Co. Kg Elastische Führungsschiene
CN110654789A (zh) * 2019-09-09 2020-01-07 中国葛洲坝集团机械船舶有限公司 弧形隧洞内的滑移输送轨及使用方法
GB2593741A (en) * 2020-03-31 2021-10-06 Cmr Surgical Ltd Configuring a surgical robotic system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4348063A (en) * 1980-12-23 1982-09-07 Ncr Corporation Ball bearing slide
CN2418472Y (zh) * 2000-03-07 2001-02-07 郑州市科苑电子有限公司 人体秤专用伸缩式滑动装置
JP2009030628A (ja) * 2007-07-24 2009-02-12 Nsk Ltd 直動装置
JP2009133410A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Hiihaisuto Seiko Kk 往復移動装置
CN101746242A (zh) * 2009-12-24 2010-06-23 青岛威奥轨道(集团)有限公司 一种司机室遮阳装置
CN102588432A (zh) * 2012-02-22 2012-07-18 威海利奥泰儆自动化设备有限公司 一种铝基内置滚道滚轮导轨副
CN107901069A (zh) * 2017-12-07 2018-04-13 王心成 一种活塞式多爪机器人末端执行器
CN207999442U (zh) * 2018-02-28 2018-10-23 杭州中冠瀚明科技有限公司 侧胶槽滑动结构
CN109431609B (zh) * 2018-12-18 2023-11-07 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 基于弧形导轨rcm机构的穿刺机器人的进针装置
CN111188835A (zh) * 2020-01-15 2020-05-22 北京动仿航泰科技有限公司 运行在曲线导轨上的滑块装置
CN111419406A (zh) * 2020-04-29 2020-07-17 哈尔滨思哲睿智能医疗设备有限公司 一种导轨装置及医用机器人
CN111664241A (zh) * 2020-05-18 2020-09-15 郭嘉辉 一种重载交叉导轨剪式滑块
CN111853058A (zh) * 2020-06-08 2020-10-30 南京伟思医疗科技股份有限公司 一种圆弧运动机构

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH109262A (ja) * 1996-06-20 1998-01-13 Sigma Koki Kk 直線運動ステージの鋼球ガイド溝加工方法およびその装置
CA2514341A1 (en) * 2003-01-28 2004-08-12 Steerable Wheel Systems Pty Ltd Steerable single wheel unit for trailers
AT510028B1 (de) * 2010-07-08 2012-01-15 Stiwa Holding Gmbh System und verfahren zum fördern und umlenken eines lastträgers
TWI560381B (en) * 2015-06-18 2016-12-01 Teco Image Sys Co Ltd Steel rope transmission system of three-dimensional printer and adjusting device thereof
CN105600715A (zh) * 2016-01-20 2016-05-25 中南大学 一种回转式多工位自动翻转与复位机构
DE102017109680A1 (de) * 2017-05-05 2018-11-08 Iwis Motorsysteme Gmbh & Co. Kg Elastische Führungsschiene
CN110654789A (zh) * 2019-09-09 2020-01-07 中国葛洲坝集团机械船舶有限公司 弧形隧洞内的滑移输送轨及使用方法
GB2593741A (en) * 2020-03-31 2021-10-06 Cmr Surgical Ltd Configuring a surgical robotic system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于远心机构的手术机器人系统设计与精度测量;李稣等;《机电一体化》;20191215(第06期);全文 *
弯管内表面加工装置中圆弧导轨基座的结构设计;朱星全等;《机械设计与制造》;20200208(第02期);全文 *

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