CN114010325B - 一种动力快装装置、动力装置及手术机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗技术领域,具体公开了一种动力快装装置、动力装置及手术机器人。动力快装装置包括:快装单元,包括安装主轴、插拔套筒以及滚珠,安装主轴设有容纳腔和放置孔,插拔套筒能够相对安装主轴在第一位置和第二位置间滑动,滚珠部分容置于放置孔中,插拔套筒的内壁上开设有滚珠凹槽;基座单元具有插接筒部,插接筒部的外壁上开设有容置凹槽;当插拔套筒滑动至第一位置时,滚珠能退出容纳腔并部分进入滚珠凹槽中,当插拔套筒由第一位置滑动至第二位置时,滚珠凹槽的槽壁能够抵压滚珠并使滚珠能部分伸入容置凹槽中。本发明公开的动力快装装置、动力装置及手术机器人,能够提高动力单元的清洗和更换的便利性。
Description
技术领域
本发明属于医疗技术领域,尤其涉及一种动力快装装置、动力装置及手术机器人。
背景技术
随着科技的进步和机器人技术的发展,能够辅助医生进行手术操作的医疗机器人在医学领域应用越来越广泛,在提高手术精度和稳定性的同时,也能降低手术医生的作业强度和疲劳程度,从而提高手术安全性。骨科手术机器人是医疗机器人的一种,其能够被应用于关节置换手术、关节修复手术等骨关节手术中。
骨科手术常常需要精确的切削、磨削、固定等操作,因而骨科手术机器人的机械臂末端通常设置有带动力装置的手术器械。传统的骨科手术机器人上的动力装置通常采用法兰固定安装在机械臂末端,在进行动力装置的拆装时,需要将动力装置整个从机械臂末端拆下,待清洁消毒后再整体安装于机械臂末端上,从而存在拆装麻烦、拆装时间长等问题,导致手术前期准备时间增长以及手术后清理困难;同时,在进行双侧关节手术时,也不方便进行动力装置上连接的手术机械进行方向更换,影响手术效率。
现有技术公开了一种骨科手术机器人的快装摆锯,其快装摆锯包括摆锯基体与快接刀头组件,摆锯基体的连接端设置有机械臂接头,机械臂接头上设置有用于与机械臂固定连接的不脱螺钉,在机械臂接头上还设置有快装法兰,不脱螺钉安装于快装法兰上。然而,现有技术公开的快装摆锯,仅仅是通过螺钉始终保持在机械臂接头上而提高快装效率,在装配过程中仍需要采用专门工具进行螺钉旋拧来完成装配,实质上难以达到快装的要求,即现有技术公开的快装摆锯,同样存在拆装麻烦、拆装时间长等问题,难以满足现有骨科手术机器人的动力装置对于快装的需求。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种动力快装装置,以提高动力单元及其安装结构的拆装和清理便利性,减少手术准备时间,提高手术效率。
本发明的另一个目的在于提供一种动力装置,以提高动力装置的拆装效率,且提高动力装置的清理便利性。
本发明的又一个目的在于提供一种手术机器人,以提高手术机器人辅助进行手术的效率,提高手术机器人的清理便利性。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种动力快装装置,包括:
快装单元,包括安装主轴、插拔套筒以及滚珠,所述安装主轴用于安装动力单元,所述安装主轴的插拔端的端面上开设有容纳腔,所述插拔套筒套设在所述插拔端并能够相对所述安装主轴在第一位置和第二位置间滑动,所述插拔端的外周壁上开设有与所述容纳腔连通的放置孔,所述滚珠部分容置于所述放置孔中,所述插拔套筒的内壁上开设有与所述放置孔连通的滚珠凹槽,所述放置孔的孔深、所述放置孔的内端口径以及所述滚珠凹槽的槽深均小于所述滚珠的直径;
基座单元,其具有插接筒部,所述插接筒部的外壁上开设有容置凹槽,所述插接筒部能够滑动插入所述容纳腔中并使所述容置凹槽与所述放置孔连通;
当所述插拔套筒滑动至所述第一位置时,所述滚珠能退出所述容纳腔,当所述插拔套筒由所述第一位置滑动至所述第二位置时,所述滚珠凹槽的槽壁能够抵压所述滚珠并使所述滚珠能部分伸入所述容置凹槽中。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述滚珠凹槽远离所述插拔端的端面的一侧槽壁形成抵压槽壁,所述抵压槽壁沿远离所述插拔端方向的向所述安装主轴的中心轴线倾斜延伸,当所述插拔套筒位于所述第二位置时,所述滚珠部分伸入所述容置凹槽并被所述抵压槽壁抵压。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述滚珠凹槽的槽横截面为扩口U型结构,所述扩口U型结构的两个侧部沿相反方向倾斜延伸,所述扩口U型结构远离所述插拔端的一所述侧部形成所述抵压槽壁,所述抵压槽壁与所述安装主轴之间的夹角小于另一所述侧部与所述安装主轴之间的夹角。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述抵压槽壁相对所述安装主轴的轴线的夹角为3°~30°;
和/或,与所述抵压槽壁相对的一侧槽壁与所述安装主轴的轴线的夹角为20°~75°。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述放置孔沿所述安装主轴的周向均匀且间隔设置有若干个,所述滚珠凹槽为环绕所述安装主轴设置的环形槽,所述容置凹槽为沿所述插接筒部的周向延伸的弧形槽。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述快装单元还包括弹性件,所述安装主轴的外侧壁上设置有限位结构,所述限位结构位于所述插拔套筒远离所述插拔端的一端,所述弹性件套设在安装主轴上,且所述弹性件的两端分别抵接于所述限位结构和所述插拔套筒,且当所述插拔套筒位于所述第一位置时,所述弹性件处于压缩状态。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述插拔套筒包括滑动套筒部和容置套筒部,所述容置套筒部连接于所述滑动套筒部远离所述插拔端的一端,所述滑动套筒部与所述安装主轴滑动连接且内壁上开设有所述滚珠凹槽,所述弹性件位于所述容置套筒部与所述安装主轴之间,且所述弹性件的一端抵接于所述滑动套筒部的端面上。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述限位结构为套设在所述安装主轴上的限位套筒,所述限位套筒的一端插入所述容置套筒部和所述安装主轴之间。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述安装主轴包括沿轴向连接且轴外径依次减小的插拔轴段和主轴段,所述插拔套筒滑动套设在所述插拔轴段上,所述限位套筒螺纹旋拧于所述主轴段上,且所述限位套筒的端面抵接于所述插拔轴段的端面上。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述插接筒部的外表面上切设有定位平面,所述定位平面设置有一个或沿所述插接筒部的周向均匀间隔设置有若干个;所述容纳腔的内壁上凸设有定位凸台,所述定位凸台与所述定位平面一一对应设置,当所述插接筒部插入所述容纳腔内时,所述定位平面与所述定位凸台贴合;
和/或,所述插拔套筒的外表面上设置有防滑结构。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述基座单元还包括安装在所述插接筒部内的第一插座,所述快装单元还包括安装于所述容纳腔内的第二插座,所述第二插座用于与所述动力单元电连接,当所述基座单元与所述快装单元装配到位时,所述第一插座与所述第二插座电性连接。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述第一插座具有六个第一导电件,六个所述第一导电件沿所述插接筒部的周向均匀间隔设置,所述第二插座具有三个第二导电件,三个第二导电件沿所述安装主轴的周向均匀间隔设置,所述第一导电件能够与所述第二导电件电性连接。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述基座单元包括:
安装座,其第一端设置有法兰盘部,第二端形成有所述插接筒部;
固定套筒,套设在所述安装座的外侧并与所述安装座可拆卸连接,所述法兰盘部位于所述固定套筒第一端内部,所述插接筒部伸出所述固定套筒的第二端外部。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述固定套筒包括主筒部,所述主筒部远离所述法兰盘部的一端端面向内凸设有环形的挡缘部;所述安装座还包括凸设在所述插接筒部上的凸缘部,所述法兰盘部的外周面与所述主筒部螺纹连接,所述凸缘部与所述挡缘部的内端面抵接。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述安装座一体成型;或,所述安装座包括沿所述固定套筒的轴向连接的法兰座和轴连接座,所述法兰座远离所述轴连接座的一端具有所述法兰盘部,所述轴连接座包括所述插接筒部,所述法兰座与所述轴连接座焊接或者螺纹连接。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述法兰盘部沿其轴向间隔设置有多个连接孔,且所述法兰盘部远离所述插接筒部的一端端面凸设有定位凸柱。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述动力快装装置还包括锁紧单元,所述锁紧单元包括锁紧盖,当所述基座单元与所述快装单元插接到位时,所述锁紧盖套设在所述基座单元与所述快装单元的对接处。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述插接筒部沿径向外凸有凸台部,当所述滚珠伸入所述容置凹槽中时,所述插拔套筒的端面与所述凸台部的端面抵接,且所述锁紧盖的第一端套设在所述凸台部上,所述锁紧盖的第二端套设在所述插拔套筒上。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述锁紧盖的第一端螺纹旋拧于所述凸台部上,所述插拔套筒朝向所述插拔端的端面的一端沿径向凸设有凸沿部,所述锁紧盖的第二端具有环形的挡环部,且所述挡环部与所述凸沿部远离所述凸台部的一侧贴合。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述锁紧单元还包括转动连接于所述锁紧盖上的锁紧件,所述锁紧件能够选择性地伸入所述锁紧盖的内壁并抵紧于所述凸台部。
作为一种动力快装装置的可选技术方案,所述锁紧件通过转动轴与所述锁紧盖连接,所述转动轴上套设有扭簧,所述扭簧用于向所述锁紧件施加使所述锁紧件抵紧所述凸台部的力。
一种动力装置,包括动力单元,还包括如上所述的动力快装装置,所述安装主轴上开设有主安装孔,所述动力单元的驱动端插设于所述主安装孔中,所述动力单元的延伸方向与所述安装主轴的延伸方向垂直。
一种手术机器人,包括机械臂,还包括如上所述的动力装置,所述机械臂的末端与所述动力装置的基座单元连接。
本发明的有益效果在于:
本发明提供的动力快装装置,通过设置容置凹槽、放置孔、滚珠凹槽及滚珠,能够通过插拔套筒相对安装主轴的滑动,实现滚珠选择性地进入或者退出容置凹槽及容纳腔,从而实现安装主轴与插接筒部的快速插拔,即实现快装单元与基座单元的快速拆装,从而有利于对快装单元和安装于快装单元上的动力单元进行清理,且提高手术前准备与手术后清理的效率,降低医务人员的疲劳程度;其次,该种动力快装装置的结构设置,使得安装时仅需要拨动插拔套筒,并将插接筒部插入或拔出到容纳腔中即可实现基座单元和快装单元的安装和拆卸,无需采用专门工具进行拆装,拆装方便便捷;同时,当基座单元与快装单元安装到位后,滚珠的设置,能够保证基座单元和快装单元在轴向、径向和周向上的位置稳定性,从而保证基座单元和快装单元的装配稳定性,且由于插接筒部部分插入安装主轴内部,使得装配后的结构刚度强;再者,由于插接筒部和安装主轴为插接连接,可以通过两者在装配之前的相对旋转,实现安装于快装单元上的动力单元的换向,满足动力单元的换向要求。
本实施例提供的动力装置,通过采用上述动力快装装置安装动力单元,能够提高动力单元的清理和拆卸便利性,方便手术器械的消毒和清理,缩短术前准备和术后清理时长,提高手术效率;同时,能够提高动力装置装配后的整体结构稳定性和结构刚度。
本实施例提供的手术机器人,通过采用上述的动力装置,能够提高手术机器人辅助医生进行手术的效率,提高手术机器人的清理便利性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的动力装置的结构示意图;
图2是本发明实施例一提供的动力装置的拆分结构示意图;
图3是本发明实施例一提供的动力装置在插拔套筒处于第二位置时的剖视图;
图4是图3中I处的局部放大图;
图5是本发明实施例一提供的动力装置在插拔套筒处于第一位置时的部分剖视图;
图6是本发明实施例一提供的插拔套筒的结构示意图;
图7是本发明实施例一提供的基座单元的结构示意图;
图8是本发明实施例一提供的基座单元的剖视图;
图9是本发明实施例一提供的轴连接座的结构示意图;
图10是本发明实施例一提供的安装主轴和第二插座结构示意图;
图11是本发明实施例一提供的快装单元部分结构的剖视图;
图12是本发明实施例一提供的手术机器人的部分结构示意图;
图13是本发明实施例二提供的动力装置的结构示意图;
图14是本发明实施例二提供的动力装置在插拔套筒处于第二位置时的结构示意图;
图15是图14中J处的局部放大图;
图16是本发明实施例二提供的锁紧单元处于锁紧状态时的剖视图;
图17是本发明实施例二提供的锁紧单元处于解锁状态时的剖视图。
图中标记如下:
100、动力快装装置;200、动力单元;300、保护壳;300a、半壳体;301、动力半壳部;302、轴半壳部;303、盒半壳部;400、连接导线;500、轴连接件;600、手术器械;700、机械臂;
1、基座单元;11、法兰座;111、法兰轴部;112、法兰盘部;113、定位凸柱;12、轴连接座;121、插接筒部;122、凸缘部;123、凸台部;124、定位平面;125、容置凹槽;126、定位凸环;127、止转凸台;13、固定套筒;131、主筒部;132、挡缘部;14、第一插座;141、第一插座本体;142、第一导电件;15、锁紧螺钉;
2、快装单元;21、安装主轴;21a、插拔轴段;21b、主轴段;21c、延伸轴段;211、容纳腔;2111、插接腔部;2112、安装腔部;2113、过线腔部;212、放置孔;213、定位凸台;214、走线通道;215、主安装孔;216、走线孔;22、插拔套筒;221、滑动套筒部;222、容置套筒部;223、凸沿部;224、滚珠凹槽;2241、抵压槽壁;225、防滑结构;226、投放孔;23、滚珠;24、第二插座;241、第二插座本体;242、第二导电件;25、限位套筒;251、限位筒部;252、挡板部;26、弹性件;
3、锁紧单元;31、锁紧盖;311、锁紧筒部;3111、容置槽;3112、插口;312、挡环部;32、锁紧件;321、操作柄部;322、抵压凸部;323、轴安装部;33、转动轴;34、扭簧。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
实施例一
如图1所示,本实施例提供了一种动力装置,其可应用于手术机器人中,用于将手术器械600安装于手术机器人的机械臂上,并驱动手术器械600动作,以实现通过手术机器人控制手术器械600的运动,从而辅助医生进行手术操作。
如图1-3所示,具体地,动力装置包括动力快装装置100及动力单元200,动力快装装置100的一端与机械臂可拆卸连接,动力快装装置100包括安装主轴21,安装主轴21上开设有主安装孔215,动力单元200的驱动端插入主安装孔215中,且动力单元200的延伸方向与安装主轴21的延伸方向垂直。动力装置还包括连接于动力单元200驱动端的轴连接件500,轴连接件500一端位于主安装孔215并与驱动端连接,轴连接件500另一端沿安装主轴21的径向伸出主安装孔215并与手术器械600连接。
为避免手术过程中,血水等液体或者其他污染物对动力单元造成污染,动力装置还包括包覆于动力单元200外侧的保护壳300,动力单元200及部分安装主轴21位于保护壳300内,轴连接件500伸出保护壳300外部,以对动力单元200进行保护,且增强动力装置的局部结构强度。
具体地,保护壳300包括扣合连接的两个半壳体300a,每个半壳体300a均包括垂直连接的盒半壳部303和动力半壳部301,两个动力半壳部301可拆卸扣合连接且合围形成有容纳动力单元200的容置腔,两个盒半壳部303分别扣合于安装主轴21的相对两侧并包裹安装主轴21开设有主安装孔215的轴段,两个盒半壳部303分别与安装主轴21可拆卸连接。
在本实施例中,安装主轴21包括主轴段21b和延伸轴段21c,主轴段21b的轴外径大于延伸轴段21c的外径,且主轴段21b上开设有主安装孔215,延伸轴段21c位于主轴段21b远离机械臂的一端。每个半壳体300a还包括轴半壳部302,两个半壳体300a的轴半壳部302扣合后合围于延伸轴段21c的外侧,且每个轴半壳部302均与延伸轴段21c可拆卸连接。
动力单元200、保护壳300、轴连接件500的结构以及动力单元200、安装主轴21、保护壳300及轴连接件500之间的连接结构均可参考现有技术进行设置,此处不再赘述。且值得说明的是,动力单元200可以为驱动手术器械600旋转的旋转动力单元、驱动手术器械600直线运动的直向动力单元或者为驱动手术器械600振动或摆动等动作的其他类型的动力单元200,本实施例不对动力单元200和手术器械600的类型进行限制。
如图3-图5所示,快装单元2包括安装主轴21、插拔套筒22以及滚珠23,安装主轴21的插拔端的端面上开设有容纳腔211,插拔套筒22套设在插拔端并能够相对安装主轴21在第一位置和第二位置间滑动,插拔端的外周壁上开设有与容纳腔211连通的放置孔212,滚珠23部分容置于放置孔212中,插拔套筒22的内壁上开设有与放置孔212连通的滚珠凹槽224,放置孔212的孔深、放置孔212的内端口径以及滚珠凹槽224的槽深均小于滚珠23的直径;动力快装装置包括还包括基座单元1,其第一端用于与机械臂连接,其第二端具有插接筒部121,插接筒部121的外壁上开设有容置凹槽125,插接筒部121能够滑动插入容纳腔211中并使容置凹槽125与放置孔212正对连通;当插拔套筒22滑动至第一位置(如图5所示)时,滚珠23能退出容纳腔211并部分进入滚珠凹槽224中,当插拔套筒22由第一位置滑动至第二位置(如图4所示)时,滚珠凹槽224的槽壁能够抵压滚珠23并使滚珠23能部分伸入容置凹槽125中。
本实施例提供的动力快装装置100,当快装单元2与基座单元1分离且插拔套筒22未受到外部作用力时,快装单元2处于初始状态,插拔套筒22位于第二位置,滚珠23大部分位于放置孔212中,底部伸出放置孔212的内端,顶部被滚珠凹槽224的槽壁抵紧,避免了滚珠23滑脱,且能够限制插拔套筒22相对安装主轴21沿朝向插拔端的方向滑动。
当需要将快装单元2与基座单元1连接时,使插拔套筒22相对安装主轴21从第二位置滑动到第一位置;其后,将插接筒部121插入安装主轴21的容纳腔211内,且插接筒部121在插入容纳腔211的过程中,插接筒部121推动伸出放置孔212内端的滚珠23部分,将滚珠23沿安装主轴21的径向方向顶出容纳腔211并部分伸入滚珠凹槽224中;当插接筒部121插接到位后,放置孔212与容置凹槽125正对连通;随后,将插拔套筒22相对安装主轴21从第一位置滑动至第二位置,且在插拔套筒22滑动的过程中,滚珠凹槽224的槽壁向滚珠23施加朝向安装主轴21中心轴线方向的抵压力,从而使得滚珠23能够顺畅地伸入容置凹槽125中,即通过滚珠23实现安装主轴21和插接筒部121在轴向上的固定,即实现快装单元2与基座单元1的快速装配。
当需要将快装单元2与基座单元1分离时,使插拔套筒22相对安装主轴21从第二位置滑动至第一位置,其后,向安装主轴21施加远离插接筒部121的力,使得滚珠23在力的挤压作用下挤出容置凹槽125并进入滚珠凹槽224中,进而实现快装单元2与基座单元1的分离。当使插拔套筒22相对安装主轴21从第一位置滑动至第二位置时,滚珠23在其自身的重力作用以及滚珠凹槽224的槽壁抵压作用下再次深入容纳腔211中,即使快装单元2回复至初始状态。
即,本实施例提供的动力快装装置100,通过设置容置凹槽125、放置孔212、滚珠凹槽224及滚珠23,能够通过插拔套筒22相对安装主轴21的滑动,实现滚珠23选择性地进入或者退出容置凹槽125及容纳腔211,从而实现安装主轴21与插接筒部121的快速插拔,亦即,在不借助专用工具的前提下,实现快装单元2与基座单元1的快速拆装,从而有利于对快装单元2和安装于快装单元2上的动力单元200进行清理,且提高手术前准备与手术后清理的效率,降低医务人员的疲劳程度。
其次,该种动力快装装置100的结构设置,使得安装时仅需要拨动插拔套筒22,并将插接筒部121插入或拔出到容纳腔211中即可实现基座单元1和快装单元2的安装和拆卸,无需采用专门工具进行拆装,拆装方便便捷;同时,当基座单元1与快装单元2安装到位后,滚珠23的设置,能够保证基座单元1和快装单元2在轴向、径向和周向上的位置稳定性,从而保证基座单元1和快装单元2的装配稳定性,且由于插接筒部121部分插入安装主轴21内部,使得装配后的结构刚度强;再者,由于插接筒部121和安装主轴21为插接连接,可以通过两者在装配之前的相对旋转,实现安装于快装单元2上的动力单元200的换向,满足动力单元200的换向要求。
如图4-图6所示,放置孔212优选沿安装主轴21的周向均匀间隔设置有若干个,每个放置孔212中均设置有滚珠23,以提高快装单元2在插拔时的受力平衡性,且提高快装单元2和基座单元1装配后的稳定性和可靠性。在本实施例中,放置孔212最优设置为四个,能够在降低成本的同时,保证快装单元2在各处的受力稳定性。在其他实施例中,放置孔212可以设置两个、三个或者更多个。
插接筒部121沿其周向开设有环形的容置凹槽125,保证四个放置孔212中的滚珠23均能够伸入到容置凹槽125中,降低放置孔212与容置凹槽125的对位难度,也降低了插接筒部121的加工难度。在其他实施例中,容置凹槽125也可以沿插接筒部121的周向均匀间隔设置有多段,每一段均呈弧形结构。
进一步地,滚珠凹槽224远离插拔端的端面的一侧槽壁形成抵压槽壁2241,抵压槽壁2241沿远离插拔端方向的向安装主轴21的中心轴线倾斜延伸,当插拔套筒22位于第二位置时,滚珠23部分伸入容置凹槽125并被抵压槽壁2241抵压。通过设置倾斜的抵压槽壁2241,能够实现对滚珠23的抵压的同时,也能够简化滚珠凹槽224的加工。
优选地,抵压槽壁2241与安装主轴21轴线的夹角为3°~30°,以避免槽深变化过快而导致插拔套筒22的滑动行程过短,提高人工操作插拔套筒22的舒适性。最优地,抵压槽壁2241与安装主轴21轴线的夹角为5°~15°。其他实施例中,滚珠凹槽224远离插拔端的端面的一侧槽壁也可以为弧形槽壁,只要能够实现插拔套筒22由第一位置滑动到第二位置时,抵压槽壁2241对滚珠23的抵压即可。
滚珠凹槽224的横截面优选呈扩口U型结构,扩口U型结构的两个侧部沿相反方向倾斜延伸,且扩口U型结构远离插拔端的一侧部形成抵压槽壁2241,抵压槽壁2241与安装主轴21的第一夹角小于另一侧部相对安装主轴21的第二夹角。优选地,第二夹角为20°~75°,更为优选为30°~60°。在本实施例中,扩口U型结构的底部与安装主轴21的轴线平行,即滚珠凹槽224的槽底处形成滚珠凹槽224的最大槽深位置,且滚珠凹槽224的最大槽深与放置孔212的孔深之和大于滚珠23的直径。该种设置,能够提高滚珠凹槽224的加工便利性。在其他实施例中,滚珠凹槽224的底部也可以相对安装主轴21的轴线倾斜设置。
滚珠凹槽224优选为与安装主轴21同轴的环形槽,以保证每个放置孔212均与滚珠凹槽224连通,简化滚珠凹槽224的加工。在其他实施例中,滚珠凹槽224也可以针对每一放置孔212各设置一个。
为了方便将滚珠23放入放置孔212中,插拔套筒22的筒壁上沿径向开设有投放孔226,投放孔226与滚珠凹槽224的第一端(即靠近插拔端的一端)正对连通,投放孔226的孔径大于滚珠23的直径。当插拔套筒22滑动至第二位置时,投放孔226、滚珠凹槽224及放置孔212正对连通,滚珠23能够从投放孔226放入放置孔212中。且通过相对安装主轴21旋转插拔套筒22,可以使得投放孔226依次与若干个放置孔212正对,从而将滚珠23依次放入若干个放置孔212中。当滚珠23装配完毕后,旋转插拔套筒22,使投放孔226与放置孔212在安装主轴21的周向上错位设置,即可避免滚珠23从投放孔226中脱出。
为进一步地提高快装单元2与基座单元1的拆装便利性以及连接的稳定性,在本实施例中,快装单元2还包括套设在安装主轴21上的弹性件26,安装主轴21的外表面上设置有限位结构,限位结构位于插拔套筒22远离插拔端的端面的一侧。弹性件26的远离插拔端的一端抵接于限位结构上,弹性件26的另一端抵接于插拔套筒22上。当滚珠凹槽224的第一端与放置孔212正对时(即插拔套筒22处于第二位置时),弹性件26处于正常状态或者第一压缩状态(如图4所示),当滚珠凹槽224的第二端与放置孔212正对时(即插拔套筒22处于第一位置时),弹性件26处于第二压缩状态(如图5所示),第二压缩状态的压缩程度大于第一压缩状态。
即,当快装单元2与基座单元1分离时,滚珠凹槽224的第一端(远离插拔端的端面的一端)与放置孔212正对,插拔套筒22在滚珠23的限位作用下,被限制相对安装主轴21沿朝向插拔端的方向滑动,且弹性件26能够限制插拔套筒22沿远离插拔端的方向自由滑动,由此使得快装单元2整体结构保持得更加稳定,且此时,插拔套筒22相对安装主轴21位于第二位置。当沿远离插拔端的方向滑动插拔套筒22时,弹性件26被进一步压缩,当滚珠凹槽224的第二端(靠近插拔端的端面的一端)与放置孔212正对时,此时,插拔套筒22相对安装主轴21位于第一位置,可以将插接筒部121插入或拔出安装主轴21,随后释放插拔套筒22,插拔套筒22在弹性件26的恢复力作用下可以自动复位至初始状态,从而进一步地提高快装单元2与基座单元1之间的拆装便利性以及连接的稳定性。
可以理解的是,在其他实施例中,也可以不设置弹性件26,而是通过插拔套筒22与安装主轴21之间的摩擦力保持两者之间的相对固定。
为方便弹性件26的安装,插拔套筒22包括滑动套筒部221和容置套筒部222,且滑动套筒部221的内径小于容置套筒部222的内径,且滑动套筒部221位于容置套筒部222朝向插拔端的一端,滑动套筒部221滑动套设在安装主轴21上,且滑动套筒部221上开设有滚珠凹槽224;容置套筒部222与安装主轴21之间形成环形的安装空间,弹性件26安装于安装空间中,且弹性件26的外圈与容置套筒部222内壁抵接,弹性件26的一端与滑动套筒部221的端面抵接。
该种插拔套筒22的结构设置,能够将弹性件26被包覆于插拔套筒22内,提高快装单元2的结构美观性,且为弹性件26提供保护,同时,方便快装单元2的整体维护和清洁。优选地,滑动套筒部221与容置套筒部222的外径相等,不仅简化了插拔套筒22的加工,而且便于使用者握持使用。
优选地,插拔套筒22的表面上设置有防滑结构225,以保证使用者推动插拔套筒22的可靠性。防滑结构225可以为环状的防滑凹槽,也可以为套设在插拔套筒22上的防滑套,或者是其他防滑的花纹结构,本实施例对此不再限制。
为提高弹性件26的拆装便利性,限位结构为套设在安装主轴21上的限位套筒25,限位套筒25位于弹性件26远离插拔端的一侧。进一步地,安装主轴21包括沿周向延伸的插拔轴段21a和上述主轴段21b,插拔轴段21a的外径大于主轴段21b的外径,插拔轴段21a与主轴段21b之间形成有轴肩,滑动套筒部221及弹性件26均安装于插拔轴段21a上,限位套筒25安装于主轴段21b上并抵接于轴肩,限位套筒25的外径大于插拔轴段21a的外径,由此使得弹性件26能够抵接于限位套筒25的端面上。
优选地,限位套筒25与安装主轴21螺纹连接,从而能够通过螺纹旋拧安装到位。具体地,主轴段21b靠近插拔轴段21a的一端外表面开设有外螺纹,限位套筒25的内表面上开设有与外螺纹旋拧配合的内螺纹。
进一步地,限位套筒25的外径等于容置套筒部222的内径,且限位套筒25的一端插入容置套筒部222中,由此能够使得弹性件26完全被包覆于插拔套筒22内侧,提高快装单元2的整体美观性以及使用安全性。同时,也能够减小整个快装单元2各处的间隙,有利于实现快装单元2的密封,减少和避免水汽等的侵入,提高快装单元2的维护和清理便利性。
主轴段21b靠近插拔轴段21a的一端外壁上凸设有环形凸台,环形凸台的外周壁上开设有上述外螺纹。限位套筒25包括限位筒部251,限位筒部251的内壁开设有上述的内螺纹,且限位筒部251的一端抵靠于插拔轴段21a的端面,另一端向内延伸有环形的挡板部252,限位筒部251螺纹旋拧于环形凸台上,挡板部252位于环形凸台的外侧并滑动套设在主轴段21b上。该种设置,能够对主轴段21b上的螺纹进行保护,且减小限位套筒25与主轴段21b的间隙,提高快装单元2的清理维护便利性。
为进一步减小快装单元2与基座单元1装配后的间隙,当插拔套筒22滑动至第二位置时,插拔套筒22的端面与安装主轴21插拔端的端面平齐,且当快装单元2与基座单元1安装到位后,插拔套筒22的端面及插拔端的端面均抵接于基座单元1上。
进一步地,动力快装装置100还包括锁紧单元3,锁紧单元3包括锁紧盖31,锁紧盖31的一端套设于基座单元1上,锁紧盖31的另一端套设于插拔套筒22上。由此能够遮挡快装单元2与基座单元1之间的间隙,提高动力快装装置的外形美观性、密封性以及快装单元2与基座单元1的连接稳定性。
具体地,插接筒部121沿径向外凸有凸台部123,当基座单元1和快装单元2装配到位后,安装主轴21的端面和插拔套筒22的端面均抵接于凸台部123上。锁紧盖31的一端套设于凸台部123上,另一端套设在插拔套筒22上,由此能够更加方便地对快装单元2与基座单元1的对接处进行遮挡。
优选地,插拔套筒22朝向插拔端的端面的一端沿径向凸设有凸沿部223,当滚珠23伸入容置凹槽125中时,凸沿部223与凸台部123抵接。锁紧盖31包括锁紧筒部311,锁紧筒部311的一端向内凸设有环形的挡环部312,锁紧筒部311螺纹旋拧于凸台部123上,且挡环部312与凸沿部223远离凸台部123的一侧贴合。即锁紧盖31可以从安装主轴21远离插拔端的一端插入,然后旋拧至与固定套筒13抵接,即实现三者的稳定配合,连接方式简便,且连接后的结构稳定性强。同时,该种装配结构的设置,使得锁紧盖31旋拧到位后,锁紧盖31能够限制插拔套筒22沿远离凸台部123的方向滑动,即限制锁紧盖31由第二位置滑动到第一位置,保证快装单元2和基座单元1处于稳定的装配状态。
如图6-图8所示,基座单元1包括安装座和固定套筒13,安装座的第一端设置有法兰盘部112,第二端形成有插接筒部121;固定套筒13套设在安装座的外侧并与安装座可拆卸连接,法兰盘部112位于固定套筒13第一端内部,插接筒部121伸出固定套筒13的第二端外部。该种基座单元1的结构设置,使得固定套筒13能够包覆安装座的部分结构,在方便基座单元1与机械臂及安装主轴21的连接的同时,使得基座单元1整体呈圆筒状结构,减小外露结构的棱角,避免对使用者的剐蹭,方便基座单元1的清洁与维护;同时固定套筒13能够对安装座提供较好的保护,并增强基座单元1的整体结构刚度。
固定套筒13包括主筒部131,主筒部131的第二端向内凸设有环形的挡缘部132。法兰盘部112的外周壁上开设有外螺纹,主筒部131的第一端开设有与外螺纹旋拧配合的内螺纹,即固定套筒13与法兰盘部112螺纹连接。安装座还包括凸设在插接筒部121上的凸缘部122,凸缘部122与挡缘部132的内端面抵接。该种结构设置,使得动力装置与机械臂组装时,可以先沿远离法兰盘部112的方向旋拧固定套筒13,使得法兰盘部112外露,以方便法兰盘部112与机械臂连接;安装完毕后,再沿朝向法兰盘部112的方向旋拧法兰盘部112,则可以再次将法兰盘部112包裹至固定套筒13的内部,并通过凸缘部122与挡缘部132的抵接,限定固定套筒13的旋拧极限位置,保证安装座与固定套筒13的装配稳定性。
在本实施例中,安装座包括沿固定套筒13的轴向连接的法兰座11和轴连接座12。法兰座11包括法兰轴部111和沿法兰轴部111径向外凸的上述法兰盘部112,法兰轴部111沿朝向轴连接座12的方向延伸。轴连接座12包括插接筒部121和沿径向凸设于插接筒部121上的凸缘部122,插接筒部121的一端抵接于法兰轴部111,凸缘部122位于固定套筒13的内侧并能够与挡缘部132的内表面及固定套筒13的内壁面抵接。该种安装座的结构设置,能够对法兰座11和轴连接座12进行分体加工,降低加工难度。
为进一步地提高基座单元1的装配准确性,法兰轴部111和插接筒部121中的一个设置有定位凸环126,另一个设置有定位凹槽,定位凸环126能够插设于定位凹槽中,由此能够实现法兰座11与轴连接座12的装配定位,从而提高法兰座11与轴连接座12的装配精度。在本实施例中,插接筒部121的内端端面向外凸设有环形的定位凸环126,法兰轴部111的端面上开设有环形的定位凹槽,且定位凹槽的槽深等于定位凸环126的高度,由此能够保证定位凸环126插入定位凹槽中后,法兰轴部111的端面恰好与插接筒部121的端面抵接,保证了法兰座11与轴连接座12的对位可靠性。
最优地,法兰轴部111与插接筒部121装配后焊接连接,以提高基座单元1的整体结构刚度,提高整体结构稳定性。为进一步提高基座单元1装配后的稳定性,凸缘部122与挡缘部132还通过螺钉可拆卸连接,由此能够避免三者产生松动。
法兰盘部112上开设有连接孔,连接孔沿法兰盘部112的周向间隔设置有若干个。法兰盘部112的外端面上优选还凸设有定位凸柱113,定位凸柱113能够与臂法兰上的定位孔对接定位,提高法兰座11与机械臂的连接可靠性和连接精度。
在本实施例中,凸台部123位于凸缘部122远离法兰座11的一侧,且凸台部123的外径等于挡缘部132的内径,挡缘部132抵接于凸台部123的外壁上。锁紧盖31旋拧到位后,锁紧盖31与挡缘部132的外表面抵接。
如图8和图9所示,在本实施例中,为限定插接筒部121和安装主轴21的相对转动,插接筒部121的表面上切设有定位平面124,容纳腔211的腔壁上对应凸设有定位凸台213,当插接筒部121与安装主轴21插接对位后,定位平面124与定位凸台213的表面贴合,由此能够避免插接筒部121插入安装主轴21后,插接筒部121相对安装主轴21转动,由此能够实现快装单元2和基座单元1的连接可靠性。
优选地,在本实施例中,定位平面124对称设置有两个,定位凸台213与定位平面124一一对应设置,由此能够使得快装单元2拔出基座单元1后,可旋转180后再次插入基座单元1进行对接装配,即使得安装于快装单元2上的动力单元200可以旋转180°进行换向切换,从而提高手术的灵活性和便利性,且可以进行双侧手术。在本实施例中,定位平面124的设置,将环形的容置凹槽125分隔成为两段弧槽,每段弧槽均延伸至两个定位平面124处。在其他实施例中,定位平面124也可以沿插接筒部121的周向均匀间隔设置有1个或多个,定位凸台213与定位平面124一一对应设置。
如图4和图8所示,基座单元1还包括安装在插接筒部121内的第一插座14,第一插座14用于与机械臂上的电器件连接;快装单元2还包括安装于容纳腔211内的第二插座24,第二插座24用于与动力单元200电连接;当基座单元1与快装单元2装配到位时,第一插座14与第二插座24电性连接,从而实现将动力单元200上的信号传输至机械臂上的控制单元处。
第一插座14包括第一插座本体141和设置在第一插座本体141上的第一导电件142,第一插座本体141由绝缘材料制成。为实现第一插座14在插接筒部121中的安装定位,插接筒部121的内壁开设有环形的安装槽,安装槽的槽底与插接筒部121的内壁之间形成有定位台阶面,第一插座14的端面抵接于定位台阶面上,且第一插座14与安装槽的槽周壁贴合。进一步地,第一插座14的外端面与插接筒部121的外端面平齐,以实现第一插座14与第二插座24准确地对位,提高第一插座14和第二插座24的对接可靠性。
第一插座本体141整体为圆柱形结构,且圆柱形结构的直径等于槽周壁的直径,以提高第一插座14在插接筒部121中的装配稳定性。优选地,为防止第一插座14相对插接筒部121转动,第一插座本体141的外壁上切设有止转平面,槽周壁上凸设有与止转平面适配的止转凸台127,当第一插座14与插接筒部121对接准确后,止转平面贴合于止转凸台127的内表面上,从而限制第一插座14相对插接筒部121转动。优选地,止转平面在第一插座14上对称设置有两个,止转凸台127与止转平面一一对应设置,从而提高止转效果。
为防止第一插座本体141脱出插接筒部121,第一插座本体141与插接筒部121还通过锁紧螺钉15锁紧。具体地,第一插座本体141沿径向开设有锁紧螺纹孔,插接筒部121沿径向开设有连接孔,插接筒部121与第一插座14通过穿设于锁紧螺纹孔和连接孔中的锁紧螺钉15连接。优选地,锁紧螺钉15对称设置有两个,以提高第一插座14和插接筒部121的装配稳定性。
为将第一插座14上连接的导线引出至基座单元1的外部,法兰座11沿其轴向贯通开设有中心通孔,中心通孔的直径优选与插接筒部121的内径相等,从而能够避免基座单元1的内壁出现棱角,进而避免基座单元1内壁上的棱角对穿设于其中的导线产生剐蹭。更为优选地,插接筒部121的外径与法兰轴部111的外径相等,方便加工,提高外形美观性。
如图4、图10及图11所示,第二插座24包括第二插座本体241和插设于第二插座本体241上的第二导电件242,第二插座本体241由绝缘材料制成,第二导电件242由金属材质制成。为方便插接筒部121以及第二插座24的安装,容纳腔211包括沿轴向连接且内径依次减小的插接腔部2111、安装腔部2112以及过线腔部2113,插接腔部2111位于靠近插接筒部121的一端,由此使得插接腔部2111与安装腔部2112的连接处形成有第一限位台阶面,安装腔部2112与过线腔部2113的连接处形成有第二限位台阶面。
插接腔部2111的内径等于插接筒部121的外径并大于安装腔部2112的内径,插接筒部121能够插入插接腔部2111中并抵接于第一限位台阶面上,由此能够实现插接筒部121插入插接腔部2111中的插入深度限位和定位。第二插座24安装于安装腔部2112中并抵接于第二限位台阶面上,由此实现第二插座24的安装定位。
优选地,第二插座本体241的厚度等于安装腔部2112沿其轴向的尺寸,使得第二插座24朝向第一插座14的端面平齐于第一限位台阶面,即使得插接筒部121插入到位后,第一插座14和第二插座24的端面刚好抵接,由此能够保证第一插座14和第二插座24的连接可靠性。
为防止第二插座24和安装主轴21相对转动,第二插座24和安装主轴21上同样设置防转结构,且第二插座24和安装主轴21上的防转结构的设置可以参考第一插座14和插接筒部121之间的结构设置,此处不再赘述。同时,为提高第二插座24在安装腔部2112内的安装稳定性,第二插座24与安装主轴21同样可以通过锁紧螺钉紧固。
在本实施例中,第一导电件142为第一插针,第一导电件142插设于第一插座本体141内,且其一端位于第一插座本体141内,朝向法兰座11的一端伸出第一插座本体141外部。第二导电件242为第二插针,第二导电件242朝向第一插座14的一端凸出第二插座本体241外部并能够插入第一导电件142内,第二插针能够插入第一插针内。在其他实施例中,第一导电件142和第二导电件242也可以为导电弹片、导电触点或者其他能够实现导电的结构。
进一步地,在本实施例中,第一插座14为六孔插座,六孔插座具有沿周向均匀分布的六个第一导电件142。第二插座24为三针插座,三针插座包括沿周向均匀分布的三个第二导电件242。第一插座14和第二插座24的结构设计,使得第一插座14和第二插座24具有至少两个对接位置,即当快装单元2从基座单元1上拆下后,快装单元2可以旋转设定角度(即,旋转180°)后再次与基座单元1安装,同样能够实现第二插座24和第一插座14的对接,保证动力快装装置100的正常使用,从而提高手术的灵活性和动力快装装置100的使用便利性。
安装主轴21上还贯通开设有走线孔216,走线孔216与主安装孔215连通,走线孔216及主安装孔215位于过线腔部2113远离插拔端的一侧,且走线孔216与过线腔部2113通过走线通道214连通。动力单元200的连接导线400依次穿过走线孔216、走线通道214、过线腔部2113连接至第二导电件242处。
在本实施例中,走线孔216沿安装主轴21的径向方向开设,过线腔部2113安装主轴21的轴向延伸,走线通道214沿轴向延伸,且连通于走线孔216和过线腔部2113之间,走线通道214的直径等于连接导线400的直径,以避免连接导线400在安装主轴21内产生窜动,提高走线规整性。
如图12所示,本实施例还提供了一种手术机器人,包括机械臂700以及上述的动力装置,机械臂700与基座单元1中的法兰盘部连接。
实施例二
如图13-图15所示,本实施例提供了一种动力快装装置,且本实施例提供的动力快装装置的基本结构与实施例一相同,仅基座单元1和锁紧单元3的部分结构存在差异,本实施例不再对与实施例一相同的结构进行赘述。
在本实施例中,基座单元1同样包括固定套筒13和安装座,固定套筒13的结构与实施例一相同,安装座一体成型设置,即相比于实施例一,本实施例中的法兰盘部112、凸缘部122及凸台部123均沿径向凸设于插接筒部121上,插接筒部121的一端端面与法兰盘部112平齐。该种安装座的结构设置,能够保证法兰盘部112与插接筒部121的同轴性,从而保证法兰盘部112与快装单元2的同轴性,提高机械臂、基座单元1及快装单元2之间的装配精度;同时,采用一体成型的安装座,能够增强安装座的整体结构刚度,减小应力集中点,提高基座单元1的支撑性能。
更为优选地,在本实施例中,法兰盘部112的端面位于固定套筒13的内部,且法兰盘部112的端面距离固定套筒13第一端端面设定距离,以使得法兰盘部112与机械臂装配后,固定套筒13能够遮挡法兰盘部112与机械臂的连接位置,保证了手术机器人的整体美观性,减小结构外露,且能够提高连接处的结构稳定性。再者,该种设置,当基座单元1从机械臂上卸下时,能够保证穿设在法兰盘部112的连接孔上的螺纹连接件能够内藏在固定套筒13内部,避免外部结构对螺纹连接件造成刮伤碰撞,提高基座单元1的使用安全性和可靠性。
进一步地,如图13-图17所示,在本实施例中,锁紧单元3不仅包括锁紧盖31,还包括锁紧件32,锁紧件32转动连接于锁紧盖31上,以使锁紧件32能够选择性地伸入锁紧盖31的内壁并抵紧于凸台部123。通过设置锁紧件32,能够进一步地避免锁紧盖31相对凸台部123滑动,从而能够有效防止因锁紧盖31与凸台部123因螺纹连接滑丝导致的连接松动的问题,进一步地提高锁紧盖31在凸台部123的设置稳定性,从而进一步提高基座单元1与快装单元2的连接可靠性。
在本实施例中,锁紧单元3具有锁紧锁紧盖31与凸台部123的锁紧状态(如图16所示)以及使凸台部123与锁紧盖31可以旋拧松动的解锁状态(如图17所示)。
为方便锁紧件32在锁紧盖31上的安装,锁紧盖31的锁紧筒部311的周向侧壁上开设有容置槽3111,容置槽3111的槽底贯通开设有插口。锁紧件32部分位于容置槽3111中并与容置槽3111的相对两侧槽壁转动连接,锁紧件32部分能够通过插口3112伸出或退出锁紧筒部311的内孔中。
为方便锁紧单元3在锁紧状态和解锁状态之间切换,锁紧件32包括依次连接的操作柄部321、轴安装部323及抵压凸部322,轴安装部323位于容置槽3111内并与容置槽3111的相对两侧槽壁抵接,抵压凸部322能够插入插口3112中,操作柄部321能够位于容置槽3111槽底的上方,以方便操作人员对操作柄部321进行按压操作。在本实施例中,操作柄部321的延伸方向与抵压凸部322的凸出方向呈设定夹角设置,以使得锁紧件32整体绕其轴线转动的杠杆结构,能够有效减小锁紧件32的整体尺寸。设定角度优选为90°~150°。
轴安装部323通过转动轴33与锁紧盖31连接,为更好地使锁紧单元3保持或回复至锁定状态,锁紧单元3还包括套设在转动轴33上的扭簧34,扭簧34的一端相对锁紧件32固定,扭簧34的另一端相对锁紧盖31固定,且扭簧34用于向锁紧件32施加始终保持至锁紧位置的扭矩。由此,能够避免锁紧件32在振动或者其他外力作用下随意由锁紧位置切换至解锁位置,提高了锁紧单元3的锁紧效果。
为方便扭簧34的设置,轴安装部323上开设有安装缺口,扭簧34套设在转动轴33上且位于安装缺口中,扭簧34的两端通过安装缺口伸出并位于操作柄部321与容置槽3111的槽底之间,扭簧34的一端抵接于操作柄部321朝向容置槽3111槽底的一面,扭簧34的另一端抵接于容置槽3111的槽底上。
即,在本实施例中,当锁紧单元3处于锁紧状态时,操作柄部321与容置槽3111的槽底间隔设置;当沿靠近容置槽3111的槽底方向按压操作柄部321时,操作柄部321带动锁紧件32整体转动,从而带动抵压凸部322退出锁紧盖31的内孔,锁紧单元3由锁紧状态切换至解锁状态;当释放操作柄部321时,操作柄部321在扭簧34的弹性恢复力作用下回复至锁紧位置,从而带动抵压凸部322再次伸入锁紧盖31的内孔中,即锁紧单元3由解锁状态回复至锁紧状态。
为方便对操作柄部321进行操作,操作柄部321优选为开口背离容置槽3111槽底的弧形板状结构。
进一步优选地,操作柄部321能够转动至与容置槽3111槽底抵接,以使容置槽3111槽底能够限制操作柄部321转动的极限位置,提高操作可靠性。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (21)
1.一种动力快装装置,其特征在于,包括:
快装单元(2),包括安装主轴(21)、插拔套筒(22)以及滚珠(23),所述安装主轴(21)用于安装动力单元(200),所述安装主轴(21)具有插拔端,所述插拔端的端面上开设有容纳腔(211),所述插拔套筒(22)套设在所述插拔端并能够相对所述安装主轴(21)在第一位置和第二位置间滑动,所述插拔端的外周壁上开设有与所述容纳腔(211)连通的放置孔(212),所述滚珠(23)部分容置于所述放置孔(212)中,所述插拔套筒(22)的内壁上开设有与所述放置孔(212)连通的滚珠凹槽(224),所述放置孔(212)的孔深、所述放置孔(212)的内端口径以及所述滚珠凹槽(224)的槽深均小于所述滚珠(23)的直径;
基座单元(1),其具有插接筒部(121),所述插接筒部(121)的外壁上开设有容置凹槽(125),所述插接筒部(121)能够滑动插入所述容纳腔(211)中并使所述容置凹槽(125)与所述放置孔(212)连通;
当所述插拔套筒(22)滑动至所述第一位置时,所述滚珠(23)能退出所述容纳腔(211),当所述插拔套筒(22)由所述第一位置滑动至所述第二位置时,所述滚珠凹槽(224)的槽壁能够抵压所述滚珠(23)并使所述滚珠(23)能部分伸入所述容置凹槽(125)中;
所述快装单元(2)还包括弹性件(26),所述安装主轴(21)的外侧壁上设置有限位结构,所述限位结构位于所述插拔套筒(22)远离所述插拔端的一端,所述弹性件(26)套设在安装主轴(21)上,且所述弹性件(26)的两端分别抵接于所述限位结构和所述插拔套筒(22),且当所述插拔套筒(22)位于所述第一位置时,所述弹性件(26)处于压缩状态;
所述插拔套筒(22)包括滑动套筒部(221)和容置套筒部(222),所述容置套筒部(222)连接于所述滑动套筒部(221)远离所述插拔端的一端,所述滑动套筒部(221)与所述安装主轴(21)滑动连接且内壁上开设有所述滚珠凹槽(224),所述弹性件(26)位于所述容置套筒部(222)与所述安装主轴(21)之间,且所述弹性件(26)的一端抵接于所述滑动套筒部(221)的端面上。
2.根据权利要求1所述的动力快装装置,其特征在于,所述滚珠凹槽(224)远离所述插拔端的端面的一侧槽壁形成抵压槽壁(2241),所述抵压槽壁(2241)沿远离所述插拔端方向的向所述安装主轴(21)的中心轴线倾斜延伸,当所述插拔套筒(22)位于所述第二位置时,所述滚珠(23)部分伸入所述容置凹槽(125)并被所述抵压槽壁(2241)抵压。
3.根据权利要求2所述的动力快装装置,其特征在于,所述滚珠凹槽(224)的槽横截面为扩口U型结构,所述扩口U型结构的两个侧部沿相反方向倾斜延伸,所述扩口U型结构远离所述插拔端的一所述侧部形成所述抵压槽壁(2241),所述抵压槽壁(2241)与所述安装主轴(21)的轴线之间的夹角小于另一所述侧部与所述安装主轴(21)的轴线之间的夹角。
4.根据权利要求2所述的动力快装装置,其特征在于,所述抵压槽壁(2241)相对所述安装主轴(21)的轴线的夹角为3°~30°;
和/或,与所述抵压槽壁(2241)相对的一侧槽壁与所述安装主轴(21)的轴线的夹角为20°~75°。
5.根据权利要求1所述的动力快装装置,其特征在于,所述放置孔(212)沿所述安装主轴(21)的周向均匀间隔设置有若干个,所述滚珠凹槽(224)为环绕所述安装主轴(21)设置的环形槽,所述容置凹槽(125)为沿所述插接筒部(121)的周向延伸的弧形槽。
6.根据权利要求1所述的动力快装装置,其特征在于,所述限位结构为套设在所述安装主轴(21)上的限位套筒(25),所述限位套筒(25)的一端插入所述容置套筒部(222)和所述安装主轴(21)之间。
7.根据权利要求6所述的动力快装装置,其特征在于,所述安装主轴(21)包括沿轴向连接且轴外径依次减小的插拔轴段(21a)和主轴段(21b),所述插拔套筒(22)滑动套设在所述插拔轴段(21a)上,所述限位套筒(25)螺纹旋拧于所述主轴段(21b)上,且所述限位套筒(25)的端面抵接于所述插拔轴段(21a)的端面上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的动力快装装置,其特征在于,所述插接筒部(121)的外表面上切设有定位平面(124),所述定位平面(124)设置有一个或沿所述插接筒部(121)的周向均匀间隔设置有若干个;所述容纳腔(211)的内壁上凸设有定位凸台(213),所述定位凸台(213)与所述定位平面(124)一一对应设置,当所述插接筒部(121)插入所述容纳腔(211)内时,所述定位平面(124)与所述定位凸台(213)贴合;
和/或,所述插拔套筒(22)的外表面上设置有防滑结构(225)。
9.根据权利要求1-7任一项所述的动力快装装置,其特征在于,所述基座单元(1)还包括安装在所述插接筒部(121)内的第一插座(14),所述快装单元(2)还包括安装于所述容纳腔(211)内的第二插座(24),所述第二插座(24)用于与所述动力单元(200)电连接,当所述基座单元(1)与所述快装单元(2)装配到位时,所述第一插座(14)与所述第二插座(24)电性连接。
10.根据权利要求9所述的动力快装装置,其特征在于,所述第一插座(14)具有六个第一导电件(142),六个所述第一导电件(142)沿所述插接筒部(121)的周向均匀间隔设置,所述第二插座(24)具有三个第二导电件(242),三个第二导电件(242)沿所述安装主轴(21)的周向均匀间隔设置,所述第一导电件(142)能够与所述第二导电件(242)电性连接。
11.根据权利要求1-7任一项所述的动力快装装置,其特征在于,所述基座单元(1)包括:
安装座,其第一端设置有法兰盘部(112),第二端形成有所述插接筒部(121);
固定套筒(13),套设在所述安装座的外侧并与所述安装座可拆卸连接,所述法兰盘部(112)位于所述固定套筒(13)第一端内部,所述插接筒部(121)伸出所述固定套筒(13)的第二端外部。
12.根据权利要求11所述的动力快装装置,其特征在于,所述固定套筒(13)包括主筒部(131),所述主筒部(131)远离所述法兰盘部(112)的一端端面向内凸设有环形的挡缘部(132);所述安装座还包括凸设在所述插接筒部(121)上的凸缘部(122),所述法兰盘部(112)的外周面与所述主筒部(131)螺纹连接,所述凸缘部(122)与所述挡缘部(132)的内端面抵接。
13.根据权利要求11所述的动力快装装置,其特征在于,所述安装座一体成型;或,所述安装座包括沿所述固定套筒(13)的轴向连接的法兰座(11)和轴连接座(12),所述法兰座(11)远离所述轴连接座(12)的一端具有所述法兰盘部(112),所述轴连接座(12)包括所述插接筒部(121),所述法兰座(11)与所述轴连接座(12)焊接或者螺纹连接。
14.根据权利要求12所述的动力快装装置,其特征在于,所述法兰盘部(112)沿其轴向间隔设置有多个连接孔,且所述法兰盘部(112)远离所述插接筒部(121)的一端端面凸设有定位凸柱(113)。
15.根据权利要求1-7任一项所述的动力快装装置,其特征在于,所述动力快装装置还包括锁紧单元(3),所述锁紧单元(3)包括锁紧盖(31),当所述基座单元(1)与所述快装单元(2)插接到位时,所述锁紧盖(31)套设在所述基座单元(1)与所述快装单元(2)的对接处。
16.根据权利要求15所述的动力快装装置,其特征在于,所述插接筒部(121)沿径向外凸有凸台部(123),当所述滚珠(23)伸入所述容置凹槽(125)中时,所述插拔套筒(22)的端面与所述凸台部(123)的端面抵接,且所述锁紧盖(31)的第一端套设在所述凸台部(123)上,所述锁紧盖(31)的第二端套设在所述插拔套筒(22)上。
17.根据权利要求16所述的动力快装装置,其特征在于,所述锁紧盖(31)的所述第一端螺纹旋拧于所述凸台部(123)上,所述插拔套筒(22)朝向所述插拔端的端面的一端沿径向凸设有凸沿部(223),所述锁紧盖(31)的所述第二端具有环形的挡环部(312),且所述挡环部(312)与所述凸沿部(223)远离所述凸台部(123)的一侧贴合。
18.根据权利要求17所述的动力快装装置,其特征在于,所述锁紧单元(3)还包括转动连接于所述锁紧盖(31)上的锁紧件(32),所述锁紧件(32)能够选择性地伸入所述锁紧盖(31)的内壁并抵紧于所述凸台部(123)。
19.根据权利要求18所述的动力快装装置,其特征在于,所述锁紧件(32)通过转动轴(33)与所述锁紧盖(31)连接,所述转动轴(33)上套设有扭簧(34),所述扭簧(34)用于向所述锁紧件(32)施加使所述锁紧件(32)抵紧所述凸台部(123)的力。
20.一种动力装置,包括动力单元(200),其特征在于,还包括如权利要求1-19任一项所述的动力快装装置,所述安装主轴(21)上开设有主安装孔(215),所述动力单元(200)的驱动端插设于所述主安装孔(215)中,所述动力单元(200)的延伸方向与所述安装主轴(21)的延伸方向垂直。
21.一种手术机器人,包括机械臂(700),其特征在于,还包括如权利要求20所述的动力装置,所述机械臂(700)的末端与所述动力装置的基座单元(1)连接。
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