CN114533268A - 一种无菌适配器与动力输出部分 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于单孔微创手术机器人的无菌适配器以及动力输出部分。所述无菌适配器包括：无菌适配器外壳、横梁相关部件、释放开关相关部件、无菌适配器盖、至少一个中间盘、至少一个中间盘弹簧；所述无菌适配器外壳被构造成能安装于电机壳上；所述无菌适配器通过所述横梁相关部件与器械盒连接；所述释放开关相关部件用于从所述无菌适配器上拆卸所述器械盒；所述中间盘被构造成将电机扭矩从驱动器传递到所述器械盒；所述动力输出部分包括：花键杆、花键套、压紧力弹簧、至少一个突出块、至少一个弹出弹簧；电机动力通过所述花键杆、花键套、突出块传递给所述中间盘，所述压紧力弹簧用于提供所述花键套与所述中间盘结合的压紧力。

Description

一种无菌适配器与动力输出部分

技术领域

本发明大体涉及微创外科手术机器人系统，并且更具体涉及用于在微创外科手术机器人的传动部分及形成无菌屏障的新颖且有用的无菌适配器。

背景技术

机器人技术成熟应用于工业领域后，人们尝试将其适用的优点应用于外壳领域。外科机器人技术从20世纪80年代开展以来，已经在外科辅助定位、微创外科手术等领域取得了重要的进展。微创外科手术可以辅助医生完成手术器械在病人体内对器官的手术操作，与传统外科手术相比，其具有创口小、出血量小、恢复时间短等优点，被越来越广泛的应用于临床手术中。

与传统外壳手术一样，无菌的环境在微创外科手术过程中也是非常重要的。然而微创外科手术机器人的一些部件无法用一般的方法进行消毒。一种保证手术过程中无菌环境的常规方法是：采用无菌适配器隔离工具驱动器（包括被动机械臂部分）与外科手术工具，从而使得外科手术工具工作在无菌环境中。这种无菌屏障的要求是：能将驱动器部分的动力准确的传递到外科手术工具；能够快速简便的接合或分离外科手术工具部分，以便在手术过程中快速更换手术工具；由于无菌适配器是一次性使用的，其制造成本应该低。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种新型的动力输出部分与无菌适配器模型，该动力输出部分与无菌适配器采用新型的接合方式以及传动链的建立方式，使得无菌适配器与器械盒安装拆卸简单快捷，传动链的建立与断开方便，大大减少利用机器人进行微创外科手术时术前准备的时间，提高了手术效率。

为了解决上述技术问题，本技术方案提供了一种用于微创外科手术机器人的动力输出部分与无菌适配器。

作为本技术方案的各种改进说明如下：

一种用于单孔微创手术机器人的无菌适配器以及动力传输部分；所述动力输出部分组件包括：

花键杆，所述花键杆连接于电机减速器输出轴；

花键套，所述花键套一端与所述花键杆连接，一端与中间盘连接；

压紧力弹簧，所述压紧力弹簧安置于花键套内；

至少一个突出块，所述突出块安置于花键套一端径向方向；

至少一个弹出弹簧，所述弹出弹簧安置于花键套内，与突出块连接；

所述的无菌适配器，其组件包括：

无菌适配器外壳，所诉无菌适配器外壳安置在电机盒与器械盒之间；

横梁，所述横梁安置于无菌适配器壳外壳两侧，用于连接器械盒；

横梁弹簧，所述横梁弹簧安置于所述横梁外科，与无菌适配器外壳连接；

紧定螺钉，所述紧定螺钉安置于无菌适配器外壳两侧；

释放开关按钮，所述释放开关按钮安置所述无菌适配器外科两侧；

释放开关拨卡，所述释放开关拨卡连接所述释放开关按钮与所述横梁；

释放开关拨卡轴，所述释放开关拨卡轴将所述释放开关拨卡安置于所述无菌适配器外科上；

释放开关压轴板，所述释放开关压轴板分为左压轴板与右压轴板，安置于所述拨卡轴上侧；

释放开关弹簧，所述释放开关弹簧连接释放开关按钮与无菌适配器外科；

横梁挡板，所述横梁挡板分为左横梁挡板与右横梁挡板，安置于所述无菌适配器外科两侧；

无菌适配器盖，所述无菌适配器盖安置于所述无菌适配器壳上端；

至少一个中间盘，所述中间盘安置于所述无菌适配器壳与无菌适配器盖中间并被构造成将扭矩从驱动器传递到器械盒；

至少一个中间盘弹簧，所述中间盘弹簧安置于所述中间盘上并与无菌适配器盖接触。

所述动力输出部分连接减速器轴，能够与电机组一同在电机壳内部沿纵向轴线移动；

所述动力输出部分可以处于至少两种位置；在非工作状态，所述电机组与动力输出部分位于所述电机壳上部，所述花键套下端与所述无菌适配器分离，称为非接合位置；在工作状态，所述电机组与动力输出部分位于所述电机壳下部，所述花键套下端与无菌适配器接触，称为接合位置；

当所述无菌适配器安装至电机盒上时，所述电机盒上的微动开关被压下，所述电机组与所述动力输出部分开始沿纵向下移，所述电机组与所述动力输出部分由所述非接合位置移动到所述接合位置；到达所述接合位置时，所述电机盒上的光电传感器检测到所述电机组，所述电机组与所述动力输出部分停止下移；

所述电机组与所述动力输出部分位于接合位置时，所述压紧力弹簧被压缩，压紧力通过花键套作用于中间盘上；

所述光电传感器检测到所述电机组与所述动力输出部分处于所述接合位置时，所述电机组上电机开始旋转，带动所述花键杆与所述花键套旋转，所述花键套与所述中间盘开始配合；

所述花键杆沿轴线方向分为第一端与第二端，所述第一端有减速器轴孔，与减速器轴连接；所述第二端为外花键与花键杆圆台，所述外花键与所述花键套连接，所述花键杆圆台用于固定所述压紧力弹簧。

所述花键套沿轴线方向分为第一端与第二端，所述第一端有内花键，与所述花键杆第二端外花键连接，扭矩通过所述花键杆传递给所述花键套，所述内花键底面有花键套圆台，所述花键套圆台用于固定所述压紧力弹簧；所述第一端还有平面凹槽与螺纹孔，所述螺纹孔连接螺钉，来实现花键杆的轴向限位，使其不能脱离花键套；所述第二端与所述中间盘连接，能够将扭矩传递给所述中间盘；

所述花键套第二端沿径向至少分布有一个突出块凹槽，供所述突出块插入连接；

所述花键杆能在所述花键套内沿轴向移动，所述电机组由非接合位置移动到接合位置过程中，所述压紧力弹簧压缩，所述花键杆相对于所述花键套下移；

所述突出快凹槽上下表面面相互平行，左右侧面相互平行；

所述突出快凹槽左右侧面有供所述突出块配合的凹陷特征；

所述突出快凹槽底面有用于固定所述弹出弹簧的弹簧沉孔；

所述突出块起到将扭矩由花键套传递给中间盘的作用；

所述突出块上下表面相互平行，靠近所述花键套轴线一端的左右侧面相互平行，远离所述花键套轴线一端的左右侧面为有一定夹角的两个斜面，两斜面沿远离所述花键套轴线方向靠拢，以便于与所述中间盘上对应特征配合；

所述突出块具有弧形表面，所述弧形表面与所述中间盘配合；

所述突出块靠近所述花键套轴线一端左右侧面分布有与所述花键套凹陷特征配合的凸起特征；

所述凸起特征在所述突出块沿所述突出块凹槽径向移动时起到限位作用；

所述突出块具有固定弹出弹簧的突出快圆台；

所述突出块沿径向移动到所述凹槽最里面时，所述突出块处于最里极限位置；

所述突出块沿径向移动到所述凸起特征与所述突出快凹槽内的所述凹陷特征最外沿接触时，称为所述突出块的最外极限位置；

所述突出块位于所述最外极限位置时，所述突出块远离所述花键套轴线的一端暴露在所述突出快凹槽外面；

所述突出块材料具有一定韧性，靠近所述花键套轴线一端为薄壁，使得其可以发生微小变形，易于安置于所述花键套上的所述突出快凹槽内；

所述的弹出弹簧安置于所述花键套第二端的所述突出快凹槽内，与所述突出块上的弹出弹簧圆台连接；

在所述突出块弧形表面受到沿所述花键套轴线方向的压力时，所述弹出弹簧收缩，所述突出块整体缩入所述花键套第二端的所述突出快凹槽内。

所述无菌适配器外壳安置于所述电机盒上；

所述无菌适配器外壳包括：外突特征，所述外突特征被构造成插入所述电机盒上凹陷处；内陷特征，所述内陷特征被构造成能接纳所述电机盒上的特征部；

所述无菌适配器外壳两侧有侧耳，所述侧耳用于安置横梁以及释放开关的相关部件；

所述侧耳内侧开有横梁槽，所述横梁槽被构造成沿长度方向一端封闭，一端开口，槽长与所述横梁长度相等，槽口略小，起到防止横梁沿宽度方向移出的作用；

所述横梁沿长度方向插入所述横梁槽中，安装完成后，末端依靠所述横梁挡板来限制所述横梁沿长度方向滑出，所述横梁被允许在所述横梁槽内沿宽度方向在一定范围内移动；

所述横梁槽内侧面有安置所述横梁弹簧的横梁弹簧孔，所述横梁弹簧孔延伸到所述侧耳外表面，且靠近外表面一端孔面有螺纹线，用于安置所述紧定螺钉；

所述横梁弹簧由所述横梁弹簧孔放入，一端接触所述横梁，另一端接触所述紧定螺钉；

安装器械盒时，所述器械盒由所述无菌适配器外壳下端插入，所述横梁在所述器械盒上沿作用下向所述横梁槽内侧移动，所述横梁弹簧被压缩；所述器械盒安装到位后，所述横梁在横梁弹簧的作用下向所述横梁槽外侧移动，所述横梁与所述器械盒上盖左右侧面用于接收横梁的凹陷特征配合，器械盒安装完成；

所述侧耳前端（所述横梁槽开口处）有安置所述横梁挡板的挡板座，所述挡板座被构造为配合所述横梁挡板的外形特征，所述挡板座上方有螺纹孔；

所述侧耳上端有安置释放开关相关部件的开关槽，所述开关槽为T型结构，两侧突出的挡板能够防止所述释放开关按钮脱离所述开关槽；

所述开关槽内侧面有用于固定释放开关弹簧的圆台；

所述开关槽底面有安置释放开关拨卡轴的轴底座，所述轴底座有配合释放开关拨卡轴的圆柱槽，所述轴底座有底座圆台与底座螺纹孔，所述底座圆台与底座螺纹孔用于连接与固定释放开关压轴板；

所述开关槽底面、左右轴底座中间被打通，使得所述开关槽与所述横梁槽连接，所述释放开关拨卡能伸入所述横梁槽；

所述中间盘安置于所述无菌适配器壳与所述无菌适配器盖之间，并能在纵向短距离内运动；

所述无菌适配器壳有安置无菌适配器盖的盖槽，所述盖槽底面有固定安置所述中间盘的盘孔与环状凸起，所述盘孔与环状凸起只能限制中间盘在水平面内的移动，允许中间盘在纵向的移动；所述盘孔与所述环状凸起同轴；

所述无菌适配器壳与无菌适配器盖由螺钉固定连接；所述无菌适配器壳有至少一个圆柱台，所述圆柱台上有螺纹孔；

所述无菌适配器外壳底面有用于抑制中间盘旋转的旋转抑制凹陷，所述旋转抑制凹陷位于所述环状凸起内侧、盘孔边缘，与所述中间盘上的旋转抑制凸起配合；所述旋转抑制凹陷在花键套与中间盘配合时，起到抑制中间盘旋转的作用；

所述无菌适配器下端面设置有前条形凸起与后条形凸起，所述前条形凸起、所述后条形凸起分别与所述器械盒上盖上对应的前条形凹陷、后侧面配合，用于限制器械盒在水平方向的移动。

用于所示无菌适配器（2）与器械盒（3）连接的零件有：横梁（202）、释放开关按钮（205）、释放开关拨卡（206）、压轴板、横梁挡板；

所述横梁装配于所述无菌适配器侧耳内侧的所述横梁槽内，用于安装承载所述器械盒；

所述横梁有宽梁部，所述宽梁部高度大于所述横梁槽的槽口高度，使得横梁不会从槽口脱出横梁槽；

所述横梁有凸梁部，所述凸梁部与所述器械盒上盖的对应凹陷特征配合，使得所述器械盒稳固的安装在所述无菌适配器上；

所述横梁有拨卡槽，所述释放开关拨卡的下端抵在所述拨卡槽内，所述释放开关拨卡绕所述释放开关拨卡轴旋转，带动横梁向横梁槽内侧移动；

释放开关按钮包括：按钮主体、按钮挡板、按钮圆台、安装槽；所述按钮挡板分布于所述按钮主体两侧，与所述无菌适配器开关槽的两侧突出接触，防止所述释放开关按钮脱离开关槽；所述按钮圆台用于固定释放开关弹簧；所述释放开关按钮主体内侧切有两个安装槽，所述安装槽是为了便于所述释放开关按钮的安装；

所述释放开关拨卡包括：拨卡头、拨卡轴孔、拨卡凸爪；所述拨卡头抵在所述释放开关按钮的按钮主体内侧，所述拨卡通过安置在拨卡轴孔内的所述释放开关拨卡轴安置在开关槽内，拨卡凸爪抵在所述横梁的所述拨卡槽内；

当按下所述释放开关按钮时，所述释放开关弹簧压缩，所述拨卡头随释放开关按钮移动，所述释放开关拨卡绕所述释放开关拨卡轴转动，所述拨卡凸爪向着所述释放开关按钮相反的运动方向移动，带着横梁向横梁槽内侧移动，所述横梁弹簧压缩，所述横梁缩入横梁槽内，所述器械盒从所述无菌适配器上拆下；松开所述释放开关按钮，在释放开关弹簧的作用下，所述释放开关按钮回到原位，所述横梁在横梁弹簧作用下向所述横梁槽外侧移动；

所述压轴板分为：左压轴板与右压轴板，所述左压轴板安置于所述轴底座的一侧上，包括：小圆孔、大圆孔、半轴孔、螺钉切台，所述小圆孔与所述轴底座上的所述底座圆台配合；所述大圆孔与所述轴底座上的底座螺纹孔同轴，用于插入螺钉；所述半轴孔与所述释放开关拨卡轴半径相等；

所述右压轴板与所述左压轴板完全镜像对称，通过螺钉安装于所述轴底座上，所述底座圆台于所述小圆孔配合，用于压轴板的固定，所述左、右压轴板通过半轴孔将所述释放开关拨卡轴固定于所述轴底座上，所述螺钉切台使得螺钉头不超过所述压轴板上表面；

所述横梁挡板分为：左横梁挡板与右横梁挡板，所述左横梁挡板安置于所述无菌适配器外壳左侧的挡板座上，所述左横梁挡板上的横切槽与所述挡板座的外凸特征配合；所述横梁挡板上的挡板透孔与所述挡板座上方的螺纹孔同轴；

所述右横梁挡板与所述左横梁挡板完全镜像对称，安置于所述无菌适配器外壳右侧，所述横梁挡板通过螺钉固定于所述挡板座上，将所述横梁槽的开口一端封闭，使得所述横梁无法脱离所述横梁槽。

所述无菌适配器盖外侧面与所述无菌适配器外壳上的盖槽配合；

安装完成后，所述无菌适配器盖上表面与所述无菌适配器壳上表面处于同一水平面上；

安装完成后，所述无菌适配器壳与所述无菌适配器盖中间有足够的纵向空间，以供中间盘沿纵向移动；

所述无菌适配器盖用于限制所述中间盘纵向移动的范围；

所述无菌适配器盖也用于限制所述中间盘弹簧的一端，使其能够压缩；

所述无菌适配器盖上表面有供所述花键套插入的圆孔；

所述圆孔半径大于所述花键套第二端的半径，小于所述中间盘弹簧中经，小于所述中间盘环形凸台半径；

所述无菌适配器盖安装完成后，所述无菌适配器盖上的圆孔与所述花键套、所述无菌适配器壳上的圆孔同轴；

所述无菌适配器盖上表面有至少一个沉孔；

所述无菌适配器盖内侧有安置所述沉孔的圆台；

所述沉孔与所述无菌适配器壳上的螺纹孔同轴。

所述中间盘包括：

从动接口，所述从动接口被设计为与所述花键套第二端配合；

驱动接口，所述驱动接口与从动盘配合；

环形凸台，所述环形凸台安置于于所述中间盘侧面中部；

旋转抑制凸起，所述旋转抑制凸起与所述无菌适配器壳上的凹陷特征配合；

所述中间盘安置于无菌适配器壳上的圆孔与环状凸起中；

所述从动接口包括中心圆孔与至少一个径向凹陷，所述中心圆孔与所述花键套第二端配合，所述径向凹陷与所述突出块配合；

当所述动力输出部分由非接合位置移动到接合位置时，若所述突出块与所述径向凹陷未完全匹配，所述突出块在所述中心圆孔上沿作用下移动到最里极限位置，即完全缩入所述花键套第二端的所述突出块凹槽内部；

所述环形凸台半径大于所述中间盘两端半径；

所述环形凸台上表面与所述中间盘弹簧下端接触，下表面与所述无菌适配器壳接合。

当传感器检测到所述动力输出部分完全移动到接合位置时，电机带动所述动力输出部分旋转，所述中间盘在旋转抑制凸起的作用下保持不动，所述动力输出部分旋转至所述突出块与所述中间盘从动接口的径向凹陷对齐时，在所述弹出弹簧的作用下，所述突出块远离轴线一端弹出所述花键套凹槽，突出块位于最外极限位置，使得所述突出块能与所述径向凹陷匹配；

所述驱动接口被设计为在下压力的作用下可以自动旋转耦合与从动盘接口的形式；

提出一种所述驱动接口的结构形式：

所述驱动接口包括平行凸爪与锥形凸爪，所述平行凸爪位于所述锥形凸爪上端；

所述平行凸爪侧面垂直于中间盘下端面，其作用为：器械盒安装完成时，将中间盘沿纵向提升一段与平行凸爪等高的距离，使得旋转抑制凸起脱离无菌适配器壳上旋转抑制凹陷；

所述锥形凸爪与所述从动盘上的从动盘接口配合，所述锥形凸爪侧面包括：外凸的弧面与内陷部分；

外凸的弧面上任意一点的弧度大于以同一水平面上中间盘轴线上的点为圆心，向任意一点所做圆的弧度；

内陷部分具有一定圆角；

若所述锥形凸爪在预紧力作用下，未与所述从动盘接口完全配合，所述中间盘能在所述无菌适配器壳与所述无菌适配器盖之间沿纵向上移一段距离；

电机启动后，未与所述从动盘接口完全配合的所述中间盘可以通过旋转来实现完全配合。

所述旋转抑制凸起安置于所述环形凸台下表面；

所述旋转抑制凸起包括两个斜面与一个平行于所述中间盘下表面的平面；

所述旋转抑制凸起与所述无菌适配器壳上相应旋转抑制凹陷配合；

所述旋转抑制凸起的斜面的斜度要求为，在减速器轴输出力矩的作用下，旋转抑制凸起可沿斜面脱离旋转抑制凹陷；

所述突出块未与所述径向凹陷配合完成时，电机带动所述花键套旋转，所述中间盘在所述旋转抑制凸起作用下，与无菌适配器外壳保持相对静止；

所述突出块与所述径向凹陷配合完成后，所述旋转抑制凸起在电机扭矩作用下沿斜面脱离旋转抑制凹陷。

本发明的动力输出部分与无菌适配器与现有技术相比具有以下有益效果。

1、 本技术方案由于采用了所述中间盘与所述器械盒从动盘自动旋转配对的技术手段，所以，由电机到手术工具间的传动链建立简单快捷，缩短了术前准备时间，提高了手术效率。

2、 本技术方案由于采用了所述横梁、所述横梁弹簧、所述紧定螺钉、所述横梁挡板来实现与所述器械盒连接的技术手段，采用了所述释放开关按钮、所述释放开关拨卡、所述释放开关拨卡轴、所述释放开关压轴板、所述释放开关弹簧组成的释放开关，实现所述器械盒的拆卸的技术手段，所以，所述器械盒的安装、拆卸方便快捷，大大减少了手术过程中更换手术工具所需的时间。

3、 本技术方案由于采用了电机轴连接所述花键杆、所述花键杆与所述花键套利用花键连接，从而传递动力的技术手段，所以，有效的将电机的扭矩经所述动力输出部分传递给无菌适配器。

4、 本技术方案由于采用了所述突出块与所述弹出弹簧来将电机的扭矩由所述花键套传递给所述中间盘的技术手段，所以，提出了一种新颖的传递扭矩的方式，传动链建立时，所述花键套与所述中间盘配合，所述花键套没有纵向位置的突然变化，提高了系统的稳定性。

5、 本技术方案由于采用了所述中间盘安置于所述无菌适配器壳与所述无菌适配器盖之间，在所述环状凸起与所述圆孔的作用下，只能纵向平移运动的技术手段，所以，能有效防止所述中间盘翻转与在水平方向上窜动，使得所述花键套、所述中间盘、所述从动盘能够平稳有效的接合。

6、 本技术方案由于采用了每一个所述中间盘上套有所述中间盘弹簧，使得所述中间盘沿纵向上移时受到弹簧弹力的作用的技术手段，所以，能够额外提供所述中间盘锥形凸爪与所述从动盘接口配合所需的下压力，而且在意外移动所述中间盘后，所述中间盘能够及时复位。

7、 本技术方案由于采用了所述无菌适配器外壳下端面设置所述前条形凸起与所述后条形凸起，所述条形凸起与所述器械盒上表面凹陷配合的技术手段，所以，有效防止了所述器械盒沿水平方向的窜动，使得所述器械盒安装更加稳定。

8、 本技术方案由于采用了所述花键杆、所述花键套、所述突出块、所述中间盘、所述从动盘构成的传动链；所述花键杆第一端与所述电机轴相连，所述花键杆第二段被构造为外花键，与所述花键套相连；所述花键套第一端被构造为与所述花键杆第二段所匹配的内花键，所述花键套第二端设置有径向分布的凹槽；所述突出块安置于所述花键套第二端的所述凹槽内，被构造为能在所述凹槽内径向移动，所述突出块位于所述最里极限位置时，所述突出块能够完全缩入凹槽，所述突出块移动到所述最外极限位置时，所述突出块远离轴线一端位于所述凹槽外；当所述动力输出部分由所述非接合位置移动到所述接合位置时，若所述突出块与所述径向凹陷未完全匹配，所述突出块在所述中心圆孔上沿作用下缩入到所述最里极限位置；传感器检测到所述动力输出部分完全移动至所述接合位置时，电机带动所述动力输出部分旋转，所述动力输出部分旋转至所述突出块与所述中间盘从动接口的径向凹陷对齐时，在所述弹出弹簧的作用下，所述突出块远离轴线一端弹出所述花键套凹槽，移动到所述最外极限位置，与所述中间盘从动接口的径向凹陷接合；所述中间盘被安置于所述无菌适配器壳与所述无菌适配器盖之间，所述中间能够在所述无菌适配器壳与所述无菌适配器盖之间在一定范围内纵向移动；所述中间盘上套有所述中间盘弹簧；所述中间盘的从动接口与所述花键套第二端以及所述突出块接合，所述中间盘的驱动接口与所述从动盘接口接合；通过所述从动接口与所述驱动接口，所述中间盘能将动力由所述花键套传递给所述从动盘的技术手段，所以，所述电机动力能够高效的传递到所述器械盒，传动零件间的间隙小，电机空行程短。

附图说明

下面接合附图和具体实施方式对本发明的用于单孔微创手术机器人的无菌适配器以及动力输出部分作进一步的详细描述。

图1是本实施方式中无菌适配器的立体结构示意图。

图2是本实施方案中电机盒的结构示意图。

图3是本实施方式中电机盒、无菌适配器、器械盒整体的装配示意图。

图4是本实施方式中突出块处于最外极限位置时动力输出部分的结构示意图。

图5是本实施方式中突出块处于最里极限位置时动力输出部分的结构示意图。

图6是本实施方式中无菌适配器横梁与释放开关相关部件的爆炸视图。

图7是本实施方式中无菌适配器中间盘、中间盘弹簧、无菌适配器盖的爆炸视图。

图8是本实施方式中花键杆的立体结构示意图。

图9是本实施方式中花键套的立体结构示意图。

图10是本实施方式中花键套的剖面视图。

图11是本实施方式中花键套第二端的局部结构示意图。

图12是本实施方式中突出块的立体结构示意图。

图13是本实施方式中无菌适配器外壳的立体结构示意图。

图14是本实施方式中无菌适配器外壳另一视角的立体结构示意图。

图15是本实施方式中无菌适配器外壳开关槽处的局部结构示意图。

图16是本实施方式中无菌适配器外壳环状凸起与盘孔的局部结构示意图。

图17是本实施方式中横梁的立体结构示意图。

图18是本实施方式中释放开关按钮的立体结构示意图。

图19是本实施方式中释放开关拨卡的立体结构示意图。

图20是本实施方式中左压轴板的立体结构示意图。

图21是本实施方式中右压轴板的立体结构示意图。

图22是本实施方式中左横梁挡板的立体结构示意图。

图23是本实施方式中右横梁挡板的立体结构示意图。

图24是本实施方式中无菌适配器盖的立体结构示意图。

图25是本实施方式中无菌适配器盖另一视角的立体结构示意图。

图26是本实施方式中中间盘的立体结构示意图。

图27是本实施方式中中间盘另一视角的立体结构示意图。

图28是本实施方式中器械盒的立体结构示意图。

图29是本实施方式中从动盘的立体结构示意图。

附图标记说明如下：

1~电机盒；2~无菌适配器；3~器械盒；101~电机壳；102~电机组；103~花键杆；104~花键套；105~压紧力弹簧；106~突出块；107~弹出弹簧；201~无菌适配器外壳；202~横梁；203~横梁弹簧；204~紧定螺钉；205~释放开关按钮；206~释放开关拨卡；207~释放开关拨卡轴；208~左压轴板；209~右压轴板；210~释放开关弹簧；211~左横梁挡板；212~右横梁挡板；213~无菌适配器盖；214~中间盘；215~中间盘弹簧；301~器械盒上盖；302~从动盘；10301~减速器轴孔；10302~外花键；10303~花键杆圆台；10401~内花键；10402~平面凹槽；10403~花键套螺纹孔；10404~花键套圆台；10405~突出块凹槽；10406~凹陷特征；10407~弹簧沉孔；10601~突出块斜面；10602~弧形表面；10603~凸起特征；10604~弹出弹簧圆台；10605~薄壁；20101~外突特征；20102~内陷特征；20103~恻耳；20104~横梁槽；20105~横梁槽弹簧孔；20106~挡板座；20107~挡板螺纹孔；20108~开关槽；20109~圆台；20110~轴底座；20111~底座圆台；20112~底座螺纹孔；20113~圆柱槽；20114~盖槽；20115~圆柱台；20116~圆柱台螺纹孔；20117~盘孔；20118~环状凸起；20119~旋转抑制凹陷；20120~前条形凸起；20121~后条形凸起；20201~宽梁部；20202~凸梁部；20203~拨卡槽；20501~按钮主体；20502~按钮挡板；20503~按钮圆台；20504~安装槽；20601~拨卡头；20602~拨卡轴孔；20603~拨卡凸爪；20801~（左压轴板）小圆孔；20802~（左压轴板）大圆孔；20803~（左压轴板）半轴孔；20804~（左压轴板）螺钉切台；20901~（右压轴板）小圆孔；20902~（右压轴板）大圆孔；20903~（右压轴板）半轴孔；20904~（右压轴板）螺钉切台；21101~（左横梁挡板）挡板透孔；21102~（左横梁挡板）横切槽；21201~（右横梁挡板）挡板透孔；21202~（右横梁挡板）横切槽；21301~圆孔；21302~沉孔；21303~圆台；21401~中心圆孔；21402~径向凹陷；21403~平行凸爪；21404~锥形凸爪；21405~环形凸台；21406~旋转抑制凸起；30101~器械盒上盖凹陷特征；30102~前条形凹陷；30201~从动接口。

具体实施方案

如图1至图29所示，本实施方案提供了一种用于单孔微创手术机器人的无菌适配器与动力输出部分。

作为本实施方式的各种改进详述如下。

如图3所示，

所述无菌适配器2安置于电机盒1上，所述器械盒3安装于无菌适配器2上，电机扭矩经无菌适配器、器械盒传递到末端的手术器械。

如图2所示，

所述电机盒1包括：电机壳101、电机组102与动力输出部分；电机组能够在电机壳内沿纵向移动。

如图4、图5所示，

一种用于单孔微创手术机器人的无菌适配器以及动力传输部分。所述动力输出部分组件包括：

花键杆103，所述花键杆连接于电机减速器输出轴；

花键套104，所述花键套一端与所述花键杆连接，一端与中间盘连接；

压紧力弹簧105，所述压紧力弹簧安置于花键套内；

至少一个突出块106，所述突出块安置于花键套一端径向方向；

至少一个弹出弹簧107，所述弹出弹簧安置于花键套内，与突出块连接；

如图1、图6、图7所示，

所述无菌适配器2，其组件包括：

无菌适配器外壳201，所诉无菌适配器外壳201安置在电机盒1与器械盒3之间；

横梁202，所述横梁安置于无菌适配器壳外壳两侧，用于连接器械盒；

横梁弹簧203，所述横梁弹簧安置于所述横梁外科，与无菌适配器外壳连接；

紧定螺钉204，所述紧定螺钉安置于无菌适配器外壳两侧；

释放开关按钮205，所述释放开关按钮安置所述无菌适配器外科两侧；

释放开关拨卡206，所述释放开关拨卡连接所述释放开关按钮与所述横梁；

释放开关拨卡轴207，所述释放开关拨卡轴将所述释放开关拨卡安置于所述无菌适配器外科上；

释放开关压轴板，所述释放开关压轴板分为左压轴板208与右压轴板209，安置于所述拨卡轴上侧；

释放开关弹簧210，所述释放开关弹簧连接释放开关按钮与无菌适配器外科；

横梁挡板，所述横梁挡板分为左横梁挡板211与右横梁挡板212，安置于所述无菌适配器外科两侧；

无菌适配器盖213，所述无菌适配器盖安置于所述无菌适配器壳上端；

至少一个中间盘214，所述中间盘安置于所述无菌适配器壳与无菌适配器盖中间并被构造成将扭矩从驱动器传递到器械盒；

至少一个中间盘弹簧215，所述中间盘弹簧安置于所述中间盘上并与无菌适配器盖接触。

所述动力输出部分连接减速器轴，能够与电机组一同在电机壳内部沿纵向轴线移动。

所示电机组可能在电机壳内部沿纵向移动；

所述动力输出部分可以处于至少两种位置。在非工作状态，所述电机组102与动力输出部分位于所述电机壳101上部，所述花键套104下端与所述无菌适配器2分离，称为非接合位置。在工作状态，所述电机组102与动力输出部分位于所述电机壳101下部，所述花键套104下端与无菌适配器2接触，称为接合位置；

当所述无菌适配器2安装至电机盒1上时，所述电机盒1上的微动开关被压下，所述电机组102与所述动力输出部分开始沿纵向下移，所述电机组102与所述动力输出部分由所述非接合位置移动到所述接合位置；到达所述接合位置时，所述电机盒1上的光电传感器检测到所述电机组101，所述电机组101与所述动力输出部分停止下移；

所述电机组101与所述动力输出部分位于接合位置时，所述压紧力弹簧105被压缩，压紧力通过花键套104作用于中间盘214上；

所述光电传感器检测到所述电机组102与所述动力输出部分处于所述接合位置时，所述电机组上电机开始旋转，带动所述花键杆103与所述花键套104旋转，所述花键套104与所述中间盘214开始配合。

如图8所示，

所述花键杆103沿轴线方向分为第一端与第二端，所述第一端有减速器轴孔10301，与减速器轴连接；所述第二端为外花键10302与花键杆圆台10303，所述外花键与所述花键套连接，所述花键杆圆台用于固定所述压紧力弹簧105。

如图9、图10、图11所示，

所述花键套104沿轴线方向分为第一端与第二端，所述第一端有内花键10401，与所述花键杆第二端外花键连接，扭矩通过所述花键杆传递给所述花键套，所述内花键底面有花键套圆台10404，所述花键套圆台用于固定所述压紧力弹簧；所述第一端还有平面凹槽10402与螺纹孔10403，所述螺纹孔连接螺钉，来实现花键杆103的轴向限位，使其不能脱离花键套；所述第二端与所述中间盘214连接，能够将扭矩传递给所述中间盘；

所述花键套第二端沿径向至少分布有一个突出块凹槽10405，供所述突出块106插入连接。

所述花键杆103能在所述花键套104内沿轴向移动，所述电机组102由非接合位置移动到接合位置过程中，所述压紧力弹簧105压缩，所述花键杆相对于所述花键套下移；

所述突出快凹槽10405上下表面面相互平行，左右侧面相互平行；

所述突出快凹槽10405左右侧面有供所述突出块配合的凹陷特征10406；

所述突出快凹槽10405底面有用于固定所述弹出弹簧的弹簧沉孔10407。

如图12所示，

所述突出块106起到将扭矩由花键套104传递给中间盘214的作用；

所述突出块106上下表面相互平行，靠近所述花键套104轴线一端的左右侧面相互平行，远离所述花键套轴线一端的左右侧面为有一定夹角的两个斜面10601，两斜面沿远离所述花键套轴线方向靠拢，以便于与所述中间盘214上对应特征配合；

所述突出块具有弧形表面10602，所述弧形表面与所述中间盘配合；

所述突出块106靠近所述花键套104轴线一端左右侧面分布有与所述花键套凹陷特征10406配合的凸起特征10603；

所述凸起特征10603在所述突出块106沿所述突出块凹槽10405径向移动时起到限位作用；

所述突出块106具有固定弹出弹簧的突出快圆台10604；

如图4、图5所示，

所述突出块106沿径向移动到所述突出块凹槽10405最里面时，所述突出块处于最里极限位置；

所述突出块106沿径向移动到所述凸起特征10603与所述突出快凹槽内的所述凹陷特征10406最外沿接触时，称为所述突出块的最外极限位置；

所述突出块位于所述最外极限位置时，所述突出块远离所述花键套轴线的一端暴露在所述突出快凹槽10405外面；

所述突出块材料具有一定韧性，靠近所述花键套轴线一端为薄壁10605，使得其可以发生微小变形，易于安置于所述花键套上的所述突出快凹槽10405内；

所述的弹出弹簧（107）安置于所述花键套第二端的所述突出快凹槽10405内，与所述突出块上的弹出弹簧圆台10604连接；

在所述突出块弧形表面10602受到沿所述花键套轴线方向的压力时，所述弹出弹簧107收缩，所述突出块106整体缩入所述花键套第二端的所述突出快凹槽10405内。

如图13、图14、图15、图16所示，

所述无菌适配器外壳安置于所述电机盒上；

所述无菌适配器外壳包括：外突特征20101，所述外突特征被构造成插入所述电机盒上凹陷处；内陷特征20102，所述内陷特征被构造成能接纳所述电机盒上的特征部。

所述无菌适配器外壳两侧有侧耳20103，所述侧耳用于安置横梁202以及释放开关的相关部件；

所述侧耳20103内侧开有横梁槽20104，所述横梁槽被构造成沿长度方向一端封闭，一端开口，槽长与所述横梁长度相等，槽口略小，起到防止横梁沿宽度方向移出的作用；

所述横梁202沿长度方向插入所述横梁槽20104中，安装完成后，末端依靠所述横梁挡板211来限制所述横梁沿长度方向滑出，所述横梁202被允许在所述横梁槽20104内沿宽度方向在一定范围内移动；

所述横梁槽20104内侧面有安置所述横梁弹簧203的横梁弹簧孔20105，所述横梁弹簧孔20105延伸到所述侧耳外表面，且靠近外表面一端孔面有螺纹线，用于安置所述紧定螺钉204。

所述横梁弹簧203由所述横梁弹簧孔20105放入，一端接触所述横梁202，另一端接触所述紧定螺钉204；

安装器械盒3时，所述器械盒由所述无菌适配器外壳201下端插入，所述横梁202在所述器械盒上沿作用下向所述横梁槽20104内侧移动，所述横梁弹簧203被压缩；所述器械盒3安装到位后，所述横梁202在横梁弹簧203的作用下向所述横梁槽20104外侧移动，所述横梁203与所述器械盒上盖301左右侧面用于接收横梁的凹陷特征30101配合，器械盒（3）安装完成；

所述侧耳20103前端（所述横梁槽开口处）有安置所述横梁挡板211的挡板座20106，所述挡板座被构造为配合所述横梁挡板的外形特征，所述挡板座上方有挡板螺纹孔20107；

所述侧耳20103上端有安置释放开关相关部件的开关槽20108，所述开关槽为T型结构，两侧突出的挡板能够防止所述释放开关按钮205脱离所述开关槽20108；

所述开关槽20108内侧面有用于固定释放开关弹簧210的圆台20109；

所述开关槽底面有安置释放开关拨卡轴的轴底座20110，所述轴底座有配合释放开关拨卡轴207的圆柱槽20113，所述轴底座有底座圆台20111与底座螺纹孔20112，所述底座圆台20111与底座螺纹孔20112用于连接与固定释放开关压轴板；

所述开关槽底面、左右轴底座中间被打通，使得所述开关槽20108与所述横梁槽20104连接，所述释放开关拨卡206能伸入所述横梁槽20104；

所述中间盘214安置于所述无菌适配器壳201与所述无菌适配器盖213之间，并能在纵向短距离内运动。

所述无菌适配器壳201上有安置无菌适配器盖213的盖槽20114，所述盖槽底面有固定安置所述中间盘的盘孔20117与环状凸起20118，所述盘孔与环状凸起只能限制中间盘214在水平面内的移动，允许中间盘在纵向的移动。所述盘孔与所述环状凸起同轴；

所述无菌适配器壳201与无菌适配器盖213由螺钉固定连接。所述无菌适配器壳有至少一个圆柱台20115，所述圆柱台上有圆柱台螺纹孔20116；

所述无菌适配器外壳底面有用于抑制中间盘旋转的旋转抑制凹陷20119，所述旋转抑制凹陷位于所述环状凸起20118内侧、盘孔20117边缘，与所述中间盘214上的旋转抑制凸起21406配合；所述旋转抑制凹陷在花键套与中间盘配合时，起到抑制中间盘旋转的作用；

所述无菌适配器下端面设置有前条形凸起20121与后条形凸起20120，所述前条形凸起、所述后条形凸起分别与所述器械盒上盖301上对应的前条形凹陷30102、后侧面配合，用于限制器械盒3在水平方向的移动。

如图17所示，

用于所示无菌适配器2与器械盒3连接的零件有：横梁202、释放开关按钮205、释放开关拨卡206、压轴板、横梁挡板；

所述横梁（202）装配于所述无菌适配器侧耳20103内侧的所述横梁槽20104内，用于安装承载所述器械盒；

所述横梁有宽梁部20201，所述宽梁部高度大于所述横梁槽20104的槽口高度，使得横梁不会从槽口脱出横梁槽；

所述横梁有凸梁部20202，所述凸梁部与所述器械盒上盖301的对应凹陷特征30101配合，使得所述器械盒3稳固的安装在所述无菌适配器2上；

所述横梁有拨卡槽20203，所述释放开关拨卡206的下端抵在所述拨卡槽内，所述释放开关拨卡绕所述释放开关拨卡轴207旋转，带动横梁202向横梁槽20104内侧移动；

释放开关按钮205包括：按钮主体20501、按钮挡板20502、按钮圆台20503、安装槽20504；所述按钮挡板分布于所述按钮主体两侧，与所述无菌适配器开关槽20108的两侧突出接触，防止所述释放开关按钮脱离开关槽；所述按钮圆台用于固定释放开关弹簧210；所述释放开关按钮主体内侧切有两个安装槽，所述安装槽是为了便于所述释放开关按钮的安装；

如图19所示，

所述释放开关拨卡206包括：拨卡头20601、拨卡轴孔20602、拨卡凸爪20603；所述拨卡头抵在所述释放开关按钮的按钮主体内侧，所述拨卡通过安置在拨卡轴孔内的所述释放开关拨卡轴安置在开关槽内，拨卡凸爪抵在所述横梁的所述拨卡槽内；

当按下所述释放开关按钮205时，所述释放开关弹簧210压缩，所述拨卡头随释放开关按钮移动，所述释放开关拨卡206绕所述释放开关拨卡轴207转动，所述拨卡凸爪向着所述释放开关按钮相反的运动方向移动，带着横梁202向横梁槽20104内侧移动，所述横梁弹簧203压缩，所述横梁缩入横梁槽内，所述器械盒3从所述无菌适配器2上拆下；松开所述释放开关按钮，在释放开关弹簧的作用下，所述释放开关按钮回到原位，所述横梁在横梁弹簧作用下向所述横梁槽外侧移动；

如图20、图21所示，

所述压轴板分为：左压轴板208与右压轴板209，所述左压轴板安置于所述轴底座的一侧上，包括：小圆孔20801、大圆孔20802、半轴孔20803、螺钉切台20804，所述小圆孔与所述轴底座20110上的所述底座圆台20111配合；所述大圆孔与所述轴底座上的底座螺纹孔20112同轴，用于插入螺钉；所述半轴孔与所述释放开关拨卡轴207半径相等；

所述右压轴板209与所述左压轴板208完全镜像对称，通过螺钉安装于所述轴底座20110上，所述底座圆台于所述小圆孔配合，用于压轴板的固定，所述左、右压轴板通过半轴孔将所述释放开关拨卡轴207固定于所述轴底座20110上，所述螺钉切台20804使得螺钉头不超过所述压轴板上表面。

如图22、图23所示，

所述横梁挡板分为：左横梁挡板211与右横梁挡板212，所述左横梁挡板安置于所述无菌适配器外壳201左侧的挡板座20106上，所述左横梁挡板上的横切槽21102与所述挡板座的外凸特征配合；所述横梁挡板上的挡板透孔21101与所述挡板座上方的螺纹孔20107同轴；

所述右横梁挡板212与所述左横梁挡板完全镜像对称，安置于所述无菌适配器外壳右侧，所述横梁挡板通过螺钉固定于所述挡板座上，将所述横梁槽20104的开口一端封闭，使得所述横梁无法脱离所述横梁槽。

如图24、如25所示，

所述无菌适配器盖213外侧面与所述无菌适配器外壳上的盖槽20114配合；

安装完成后，所述无菌适配器盖上表面与所述无菌适配器壳上表面处于同一水平面上；

安装完成后，所述无菌适配器壳201与所述无菌适配器盖213中间有足够的纵向空间，以供中间盘214沿纵向移动；

所述无菌适配器盖213用于限制所述中间盘214纵向移动的范围；

所述无菌适配器盖213也用于限制所述中间盘弹簧215的一端，使其能够压缩；

所述无菌适配器盖213上表面有供所述花键套插入的圆孔21301；

所述圆孔21301半径大于所述花键套104第二端的半径，小于所述中间盘弹簧215中经，小于所述中间盘环形凸台21405半径；

所述无菌适配器盖213安装完成后，所述无菌适配器盖上的圆孔与所述花键套、所述无菌适配器壳上的圆孔同轴；

所述无菌适配器盖上表面有至少一个沉孔21302；

所述无菌适配器盖内侧有安置所述沉孔的圆台21303；

所述沉孔21303与所述无菌适配器壳上的螺纹孔20116同轴。

如图26、图27所示，

所述中间盘214包括：

从动接口，所述从动接口被设计为与所述花键套第二端配合；

驱动接口，所述驱动接口与从动盘配合；

环形凸台21405，所述环形凸台安置于于所述中间盘侧面中部；

旋转抑制凸起21406，所述旋转抑制凸起与所述无菌适配器壳上的凹陷特征配合；

所述中间盘214安置于无菌适配器壳上的圆孔20117与环状凸起20118中；

所述从动接口包括中心圆孔21401与至少一个径向凹陷21402，所述中心圆孔与所述花键套第二端配合，所述径向凹陷与所述突出块配合；

当所述动力输出部分由非接合位置移动到接合位置时，若所述突出块与所述径向凹陷未完全匹配，所述突出块在所述中心圆孔上沿作用下移动到最里极限位置，即完全缩入所述花键套第二端的所述突出块凹槽内部；

所述环形凸台21405半径大于所述中间盘214两端半径；

所述环形凸台21405上表面与所述中间盘弹簧215下端接触，下表面与所述无菌适配器壳201接合。

当传感器检测到所述动力输出部分完全移动到接合位置时，电机带动所述动力输出部分旋转，所述中间盘在旋转抑制凸起的作用下保持不动，所述动力输出部分旋转至所述突出块与所述中间盘从动接口的径向凹陷对齐时，在所述弹出弹簧的作用下，所述突出块远离轴线一端弹出所述花键套凹槽，突出块位于最外极限位置，使得所述突出块能与所述径向凹陷匹配。

如图26、图27、图29所示，

所述驱动接口被设计为在下压力的作用下可以自动旋转耦合与从动盘接口的形式；

提出一种所述驱动接口的结构形式：

所述驱动接口包括平行凸爪21403与锥形凸爪21404，所述平行凸爪位于所述锥形凸爪上端；

所述平行凸爪侧面垂直于中间盘下端面，其作用为：器械盒3安装完成时，将中间盘214沿纵向提升一段与平行凸爪等高的距离，使得旋转抑制凸起21406脱离无菌适配器壳上旋转抑制凹陷20119；

所述锥形凸爪与所述从动盘302上的从动盘接口30201配合，所述锥形凸爪侧面包括：外凸的弧面与内陷部分；

外凸的弧面上任意一点的弧度大于以同一水平面上中间盘轴线上的点为圆心，向任意一点所做圆的弧度；

内陷部分具有一定圆角；

若所述锥形凸爪21404在预紧力作用下，未与所述从动盘接口30201完全配合，所述中间盘能在所述无菌适配器壳201与所述无菌适配器盖213之间沿纵向上移一段距离；

电机启动后，未与所述从动盘接口30201完全配合的所述中间盘214可以通过旋转来实现完全配合。

所述旋转抑制凸起21406安置于所述环形凸台21405下表面；

所述旋转抑制凸起包括两个斜面与一个平行于所述中间盘214下表面的平面；

所述旋转抑制凸起与所述无菌适配器壳上相应旋转抑制凹陷20119配合；

所述旋转抑制凸起的斜面的斜度要求为，在减速器轴输出力矩的作用下，旋转抑制凸起21406可沿斜面脱离旋转抑制凹陷20119；

所述突出块106未与所述径向凹陷21402配合完成时，电机带动所述花键套104旋转，所述中间盘214在所述旋转抑制凸起21406作用下，与无菌适配器外壳201保持相对静止；

所述突出块106与所述径向凹陷21402配合完成后，所述旋转抑制凸起21406在电机扭矩作用下沿斜面脱离旋转抑制凹陷20119。

Claims (10)

1.一种用于单孔微创手术机器人的无菌适配器以及动力传输部分，所述动力输出部分组件包括：

花键杆(103)，所述花键杆连接于电机减速器输出轴；

花键套(104)，所述花键套一端与所述花键杆连接，一端与中间盘连接；

压紧力弹簧(105)，所述压紧力弹簧安置于花键套内；

至少一个突出块(106)，所述突出块安置于花键套一端径向方向；

至少一个弹出弹簧(107)，所述弹出弹簧安置于花键套内，与突出块连接；

所述无菌适配器(2)，其组件包括：

无菌适配器外壳(201)，所诉无菌适配器外壳(201)安置在电机盒(1)与器械盒(3)之间；

横梁(202)，所述横梁安置于无菌适配器壳外壳两侧，用于连接器械盒；

横梁弹簧(203)，所述横梁弹簧安置于所述横梁外科，与无菌适配器外壳连接；

紧定螺钉(204)，所述紧定螺钉安置于无菌适配器外壳两侧；

释放开关按钮(205)，所述释放开关按钮安置所述无菌适配器外科两侧；

释放开关拨卡(206)，所述释放开关拨卡连接所述释放开关按钮与所述横梁；

释放开关拨卡轴(207)，所述释放开关拨卡轴将所述释放开关拨卡安置于所述无菌适配器外科上；

释放开关压轴板，所述释放开关压轴板分为左压轴板（208）与右压轴板（209），安置于所述拨卡轴上侧；

释放开关弹簧（210），所述释放开关弹簧连接释放开关按钮与无菌适配器外科；

横梁挡板，所述横梁挡板分为左横梁挡板（211）与右横梁挡板（212），安置于所述无菌适配器外科两侧；

无菌适配器盖（213），所述无菌适配器盖安置于所述无菌适配器壳上端；

至少一个中间盘（214），所述中间盘安置于所述无菌适配器壳与无菌适配器盖中间并被构造成将扭矩从驱动器传递到器械盒；

至少一个中间盘弹簧（215），所述中间盘弹簧安置于所述中间盘上并与无菌适配器盖接触；

所述动力输出部分连接减速器轴，能够与电机组一同在电机壳内部沿纵向轴线移动；

所示电机组可能在电机壳内部沿纵向移动。

2.所述动力输出部分可以处于至少两种位置；在非工作状态，所述电机组（102）与动力输出部分位于所述电机壳（101）上部，所述花键套（104）下端与所述无菌适配器（2）分离，称为非接合位置；在工作状态，所述电机组（102）与动力输出部分位于所述电机壳（101）下部，所述花键套（104）下端与无菌适配器（2）接触，称为接合位置；

当所述无菌适配器（2）安装至电机盒（1）上时，所述电机盒（1）上的微动开关被压下，所述电机组（102）与所述动力输出部分开始沿纵向下移，所述电机组（102）与所述动力输出部分由所述非接合位置移动到所述接合位置；到达所述接合位置时，所述电机盒（1）上的光电传感器检测到所述电机组（101），所述电机组（101）与所述动力输出部分停止下移；

所述电机组（101）与所述动力输出部分位于接合位置时，所述压紧力弹簧（105）被压缩，压紧力通过花键套（104）作用于中间盘（214）上；

所述光电传感器检测到所述电机组（102）与所述动力输出部分处于所述接合位置时，所述电机组上电机开始旋转，带动所述花键杆（103）与所述花键套（104）旋转，所述花键套（104）与所述中间盘（214）开始配合。

3.所述花键杆（103）沿轴线方向分为第一端与第二端，所述第一端有减速器轴孔（10301），与减速器轴连接；所述第二端为外花键（10302）与花键杆圆台（10303），所述外花键与所述花键套连接，所述花键杆圆台用于固定所述压紧力弹簧（105）；

所述花键套（104）沿轴线方向分为第一端与第二端，所述第一端有内花键（10401），与所述花键杆第二端外花键连接，扭矩通过所述花键杆传递给所述花键套，所述内花键底面有花键套圆台（10404），所述花键套圆台用于固定所述压紧力弹簧；所述第一端还有平面凹槽（10402）与螺纹孔（10403），所述螺纹孔连接螺钉，来实现花键杆（103）的轴向限位，使其不能脱离花键套；所述第二端与所述中间盘（214）连接，能够将扭矩传递给所述中间盘；

所述花键套第二端沿径向至少分布有一个突出块凹槽（10405），供所述突出块（106）插入连接；

所述花键杆（103）能在所述花键套（104）内沿轴向移动，所述电机组（102）由非接合位置移动到接合位置过程中，所述压紧力弹簧（105）压缩，所述花键杆相对于所述花键套下移；

所述突出快凹槽（10405）上下表面面相互平行，左右侧面相互平行；

所述突出快凹槽（10405）左右侧面有供所述突出块配合的凹陷特征（10406）；

所述突出快凹槽（10405）底面有用于固定所述弹出弹簧的弹簧沉孔（10407）；

所述突出块（106）起到将扭矩由花键套（104）传递给中间盘（214）的作用；

所述突出块（106）上下表面相互平行，靠近所述花键套（104）轴线一端的左右侧面相互平行，远离所述花键套轴线一端的左右侧面为有一定夹角的两个斜面（10601），两斜面沿远离所述花键套轴线方向靠拢，以便于与所述中间盘（214）上对应特征配合；

所述突出块具有弧形表面（10602），所述弧形表面与所述中间盘配合；

所述突出块（106）靠近所述花键套（104）轴线一端左右侧面分布有与所述花键套凹陷特征（10406）配合的凸起特征（10603）；

所述凸起特征（10603）在所述突出块（106）沿所述突出块凹槽（10405）径向移动时起到限位作用；

所述突出块（106）具有固定弹出弹簧的突出快圆台（10604）；

所述突出块（106）沿径向移动到所述突出块凹槽（10405）最里面时，所述突出块处于最里极限位置；

所述突出块（106）沿径向移动到所述凸起特征（10603）与所述突出快凹槽内的所述凹陷特征（10406）最外沿接触时，称为所述突出块的最外极限位置；

所述突出块位于所述最外极限位置时，所述突出块远离所述花键套轴线的一端暴露在所述突出快凹槽（10405）外面；

所述突出块材料具有一定韧性，靠近所述花键套轴线一端为薄壁（10605），使得其可以发生微小变形，易于安置于所述花键套上的所述突出快凹槽（10405）内；

所述的弹出弹簧（107）安置于所述花键套第二端的所述突出快凹槽（10405）内，与所述突出块上的弹出弹簧圆台（10604）连接；

在所述突出块弧形表面（10602）受到沿所述花键套轴线方向的压力时，所述弹出弹簧（107）收缩，所述突出块（106）整体缩入所述花键套第二端的所述突出快凹槽（10405）内。

4.所述无菌适配器外壳安置于所述电机盒上；

所述无菌适配器外壳包括：外突特征（20101），所述外突特征被构造成插入所述电机盒上凹陷处；内陷特征（20102），所述内陷特征被构造成能接纳所述电机盒上的特征部；

所述无菌适配器外壳两侧有侧耳（20103），所述侧耳用于安置横梁（202）以及释放开关的相关部件；

所述侧耳（20103）内侧开有横梁槽（20104），所述横梁槽被构造成沿长度方向一端封闭，一端开口，槽长与所述横梁长度相等，槽口略小，起到防止横梁沿宽度方向移出的作用；

所述横梁（202）沿长度方向插入所述横梁槽（20104）中，安装完成后，末端依靠所述横梁挡板（211）来限制所述横梁沿长度方向滑出，所述横梁（202）被允许在所述横梁槽（20104）内沿宽度方向在一定范围内移动；

所述横梁槽（20104）内侧面有安置所述横梁弹簧（203）的横梁弹簧孔（20105），所述横梁弹簧孔（20105）延伸到所述侧耳外表面，且靠近外表面一端孔面有螺纹线，用于安置所述紧定螺钉（204）；

所述横梁弹簧（203）由所述横梁弹簧孔（20105）放入，一端接触所述横梁（202），另一端接触所述紧定螺钉（204）；

安装器械盒（3）时，所述器械盒由所述无菌适配器外壳（201）下端插入，所述横梁（202）在所述器械盒上沿作用下向所述横梁槽（20104）内侧移动，所述横梁弹簧（203）被压缩；所述器械盒（3）安装到位后，所述横梁（202）在横梁弹簧（203）的作用下向所述横梁槽（20104）外侧移动，所述横梁（203）与所述器械盒上盖（301）左右侧面用于接收横梁的凹陷特征（30101）配合，器械盒（3）安装完成；

所述侧耳（20103）前端（所述横梁槽开口处）有安置所述横梁挡板（211）的挡板座（20106），所述挡板座被构造为配合所述横梁挡板的外形特征，所述挡板座上方有挡板螺纹孔（20107）；

所述侧耳（20103）上端有安置释放开关相关部件的开关槽（20108），所述开关槽为T型结构，两侧突出的挡板能够防止所述释放开关按钮（205）脱离所述开关槽（20108）；

所述开关槽（20108）内侧面有用于固定释放开关弹簧（210）的圆台（20109）；

所述开关槽底面有安置释放开关拨卡轴的轴底座（20110），所述轴底座有配合释放开关拨卡轴（207）的圆柱槽（20113），所述轴底座有底座圆台（20111）与底座螺纹孔（20112），所述底座圆台（20111）与底座螺纹孔（20112）用于连接与固定释放开关压轴板；

所述开关槽底面、左右轴底座中间被打通，使得所述开关槽（20108）与所述横梁槽（20104）连接，所述释放开关拨卡（206）能伸入所述横梁槽（20104）；

所述中间盘（214）安置于所述无菌适配器壳（201）与所述无菌适配器盖（213）之间，并能在纵向短距离内运动；

所述无菌适配器壳（201）上有安置无菌适配器盖（213）的盖槽（20114），所述盖槽底面有固定安置所述中间盘的盘孔（20117）与环状凸起（20118），所述盘孔与环状凸起只能限制中间盘（214）在水平面内的移动，允许中间盘在纵向的移动；所述盘孔与所述环状凸起同轴；

所述无菌适配器壳（201）与无菌适配器盖（213）由螺钉固定连接；所述无菌适配器壳有至少一个圆柱台（20115），所述圆柱台上有圆柱台螺纹孔（20116）；

所述无菌适配器外壳底面有用于抑制中间盘旋转的旋转抑制凹陷（20119），所述旋转抑制凹陷位于所述环状凸起（20118）内侧、盘孔（20117）边缘，与所述中间盘（214）上的旋转抑制凸起（21406）配合；所述旋转抑制凹陷在花键套与中间盘配合时，起到抑制中间盘旋转的作用；

所述无菌适配器下端面设置有前条形凸起（20121）与后条形凸起（20120），所述前条形凸起、所述后条形凸起分别与所述器械盒上盖（301）上对应的前条形凹陷（30102）、后侧面配合，用于限制器械盒（3）在水平方向的移动。

5.用于所示无菌适配器（2）与器械盒（3）连接的零件有：横梁（202）、释放开关按钮（205）、释放开关拨卡（206）、压轴板、横梁挡板；

所述横梁（202）装配于所述无菌适配器侧耳（20103）内侧的所述横梁槽（20104）内，用于安装承载所述器械盒；

所述横梁有宽梁部（20201），所述宽梁部高度大于所述横梁槽（20104）的槽口高度，使得横梁不会从槽口脱出横梁槽；

所述横梁有凸梁部（20202），所述凸梁部与所述器械盒上盖（301）的对应凹陷特征（30101）配合，使得所述器械盒（3）稳固的安装在所述无菌适配器（2）上；

所述横梁有拨卡槽（20203），所述释放开关拨卡（206）的下端抵在所述拨卡槽内，所述释放开关拨卡绕所述释放开关拨卡轴（207）旋转，带动横梁（202）向横梁槽（20104）内侧移动；

释放开关按钮（205）包括：按钮主体（20501）、按钮挡板（20502）、按钮圆台（20503）、安装槽（20504）；所述按钮挡板分布于所述按钮主体两侧，与所述无菌适配器开关槽（20108）的两侧突出接触，防止所述释放开关按钮脱离开关槽；所述按钮圆台用于固定释放开关弹簧（210）；所述释放开关按钮主体内侧切有两个安装槽，所述安装槽是为了便于所述释放开关按钮的安装；

所述释放开关拨卡（206）包括：拨卡头（20601）、拨卡轴孔（20602）、拨卡凸爪（20603）；所述拨卡头抵在所述释放开关按钮的按钮主体内侧，所述拨卡通过安置在拨卡轴孔内的所述释放开关拨卡轴安置在开关槽内，拨卡凸爪抵在所述横梁的所述拨卡槽内；

当按下所述释放开关按钮（205）时，所述释放开关弹簧（210）压缩，所述拨卡头随释放开关按钮移动，所述释放开关拨卡（206）绕所述释放开关拨卡轴（207）转动，所述拨卡凸爪向着所述释放开关按钮相反的运动方向移动，带着横梁（202）向横梁槽（20104）内侧移动，所述横梁弹簧（203）压缩，所述横梁缩入横梁槽内，所述器械盒（3）从所述无菌适配器（2）上拆下；松开所述释放开关按钮，在释放开关弹簧的作用下，所述释放开关按钮回到原位，所述横梁在横梁弹簧作用下向所述横梁槽外侧移动；

所述压轴板分为：左压轴板（208）与右压轴板（209），所述左压轴板安置于所述轴底座的一侧上，包括：小圆孔（20801）、大圆孔（20802）、半轴孔（20803）、螺钉切台（20804），所述小圆孔与所述轴底座（20110）上的所述底座圆台（20111）配合；所述大圆孔与所述轴底座上的底座螺纹孔（20112）同轴，用于插入螺钉；所述半轴孔与所述释放开关拨卡轴（207）半径相等；

所述右压轴板（209）与所述左压轴板（208）完全镜像对称，通过螺钉安装于所述轴底座（20110）上，所述底座圆台于所述小圆孔配合，用于压轴板的固定，所述左、右压轴板通过半轴孔将所述释放开关拨卡轴（207）固定于所述轴底座（20110）上，所述螺钉切台（20804）使得螺钉头不超过所述压轴板上表面；

所述横梁挡板分为：左横梁挡板（211）与右横梁挡板（212），所述左横梁挡板安置于所述无菌适配器外壳（201）左侧的挡板座（20106）上，所述左横梁挡板上的横切槽（21102）与所述挡板座的外凸特征配合；所述横梁挡板上的挡板透孔（21101）与所述挡板座上方的螺纹孔（20107）同轴；

所述右横梁挡板（212）与所述左横梁挡板完全镜像对称，安置于所述无菌适配器外壳右侧，所述横梁挡板通过螺钉固定于所述挡板座上，将所述横梁槽（20104）的开口一端封闭，使得所述横梁无法脱离所述横梁槽。

6.所述无菌适配器盖（213）外侧面与所述无菌适配器外壳上的盖槽（20114）配合；

安装完成后，所述无菌适配器盖上表面与所述无菌适配器壳上表面处于同一水平面上；

安装完成后，所述无菌适配器壳（201）与所述无菌适配器盖（213）中间有足够的纵向空间，以供中间盘（214）沿纵向移动；

所述无菌适配器盖（213）用于限制所述中间盘（214）纵向移动的范围；

所述无菌适配器盖（213）也用于限制所述中间盘弹簧（215）的一端，使其能够压缩；

所述无菌适配器盖（213）上表面有供所述花键套插入的圆孔（21301）；

所述圆孔（21301）半径大于所述花键套（104）第二端的半径，小于所述中间盘弹簧（215）中经，小于所述中间盘环形凸台（21405）半径；

所述无菌适配器盖（213）安装完成后，所述无菌适配器盖上的圆孔与所述花键套、所述无菌适配器壳上的圆孔同轴；

所述无菌适配器盖上表面有至少一个沉孔（21302）；

所述无菌适配器盖内侧有安置所述沉孔的圆台（21303）；

所述沉孔（21303）与所述无菌适配器壳上的螺纹孔（20116）同轴。

7.所述中间盘（214）包括：

从动接口，所述从动接口被设计为与所述花键套第二端配合；

驱动接口，所述驱动接口与从动盘配合；

环形凸台（21405），所述环形凸台安置于于所述中间盘侧面中部；

旋转抑制凸起（21406），所述旋转抑制凸起与所述无菌适配器壳上的凹陷特征配合；

所述中间盘（214）安置于无菌适配器壳上的圆孔（20117）与环状凸起（20118）中；

所述从动接口包括中心圆孔（21401）与至少一个径向凹陷（21402），所述中心圆孔与所述花键套第二端配合，所述径向凹陷与所述突出块配合；

当所述动力输出部分由非接合位置移动到接合位置时，若所述突出块与所述径向凹陷未完全匹配，所述突出块在所述中心圆孔上沿作用下移动到最里极限位置，即完全缩入所述花键套第二端的所述突出块凹槽内部；

所述环形凸台（21405）半径大于所述中间盘（214）两端半径；

所述环形凸台（21405）上表面与所述中间盘弹簧（215）下端接触，下表面与所述无菌适配器壳（201）接合。

8.当传感器检测到所述动力输出部分完全移动到接合位置时，电机带动所述动力输出部分旋转，所述中间盘在旋转抑制凸起的作用下保持不动，所述动力输出部分旋转至所述突出块与所述中间盘从动接口的径向凹陷对齐时，在所述弹出弹簧的作用下，所述突出块远离轴线一端弹出所述花键套凹槽，突出块位于最外极限位置，使得所述突出块能与所述径向凹陷匹配。

9.所述驱动接口被设计为在下压力的作用下可以自动旋转耦合与从动盘接口的形式；

提出一种所述驱动接口的结构形式：

所述驱动接口包括平行凸爪（21403）与锥形凸爪（21404），所述平行凸爪位于所述锥形凸爪上端；

所述平行凸爪侧面垂直于中间盘下端面，其作用为：器械盒（3）安装完成时，将中间盘（214）沿纵向提升一段与平行凸爪等高的距离，使得旋转抑制凸起（21406）脱离无菌适配器壳上旋转抑制凹陷（20119）；

所述锥形凸爪与所述从动盘（302）上的从动盘接口（30201）配合，所述锥形凸爪侧面包括：外凸的弧面与内陷部分；

外凸的弧面上任意一点的弧度大于以同一水平面上中间盘轴线上的点为圆心，向任意一点所做圆的弧度；

内陷部分具有一定圆角；

若所述锥形凸爪（21404）在预紧力作用下，未与所述从动盘接口（30201）完全配合，所述中间盘能在所述无菌适配器壳（201）与所述无菌适配器盖（213）之间沿纵向上移一段距离；

电机启动后，未与所述从动盘接口（30201）完全配合的所述中间盘（214）可以通过旋转来实现完全配合。

10.所述旋转抑制凸起（21406）安置于所述环形凸台（21405）下表面；

所述旋转抑制凸起包括两个斜面与一个平行于所述中间盘（214）下表面的平面；

所述旋转抑制凸起与所述无菌适配器壳上相应旋转抑制凹陷（20119）配合；

所述旋转抑制凸起的斜面的斜度要求为，在减速器轴输出力矩的作用下，旋转抑制凸起（21406）可沿斜面脱离旋转抑制凹陷（20119）；

所述突出块（106）未与所述径向凹陷（21402）配合完成时，电机带动所述花键套（104）旋转，所述中间盘（214）在所述旋转抑制凸起（21406）作用下，与无菌适配器外壳（201）保持相对静止；

所述突出块（106）与所述径向凹陷（21402）配合完成后，所述旋转抑制凸起（21406）在电机扭矩作用下沿斜面脱离旋转抑制凹陷（20119）。

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