CN115024932A - 一种机器人手术专用床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人手术专用床，包括床体、翻转机构和底座，床体包括顶板和底板，顶板设置在底板的顶面，且顶板和底板之间设有第一驱动组件和第二驱动组件；翻转机构设置在床体的底面，底座包括底盘和立柱，立柱的底端固定设置在底盘的顶面，立柱的顶端连接在连接柱的底端。本机器人手术专用床通过第一驱动组件和第二驱动组件使顶板相对底板能够进行前后和左右方向的滑动，通过翻转架能够对床体进行前后和左右方向的翻转，从而使床体更加能够有效配合机器人手术的操作，减小了机器人上的机械臂动作幅度，提高调节的精准度和手术床与术者的配合度，从而减少了手术时间。
Description
技术领域
本发明涉及医用床技术领域，具体涉及一种机器人手术专用床。
背景技术
在机器人手术中，手术对象大多数为胃肠手术，腹腔内容物在手术的时候会遮挡手术术野，增加了手术难度，导致手术时间延长。该类手术需要医生具有很高的操作精度和手部稳定性。术中，医生需要完成复杂的微操作，如血管缝合、组织剥离、器官剪切。手术器械运动精度的要求远远超出人手的生理极限。因此，手术机器人应运而生。手术机器人能实现对手术器械的精准控制。另外，医生通过控制台实施指令，能极大地减轻医生的体力负担，从而达到比传统主动手术更好的效果。从手术精度和手术医生的舒适性、降低手术风险、缓解手术医生疲劳的方向考虑，手术机器人系统的研究是国际医疗技术的热点。
而且在机器人手术的过程中，辅助机器人操作的手术床也显得十分重要。针对机器人的精准操作，手术床需要进行相应的配合，需要手术床进行的高度、俯仰度和倾斜角度的调节。但现在的手术床达不到精细配合机械臂动作的要求，不能有效的配合机器人手术操作，使得术者需要对手术床作出相应的调节，从而拖慢手术进度，需要机械臂需要作出更多动作，增加了手术臂的运动幅度。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出一种机器人手术专用床，解决现在的手术床达不到精细配合机械臂动作的要求，不能有效的配合机器人手术操作，使得术者需要对手术床作出相应的调节，从而拖慢手术进度的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种机器人手术专用床，包括：
床体，床体包括顶板和底板，顶板设置在底板的顶面，且顶板和底板之间设有第一驱动组件和第二驱动组件，分别用于驱动顶板相对底板前后滑动和左右滑动；
翻转机构，翻转机构设置在床体的底面，翻转机构包括连接柱和翻转架，连接柱的顶端与翻转架的底端连接，翻转架的顶端连接在底板的底面；及
底座，底座包括底盘和立柱，立柱的底端固定设置在底盘的顶面，立柱的顶端连接在连接柱的底端。
上述机器人手术专用床通过第一驱动组件和第二驱动组件使顶板相对底板能够进行前后和左右方向的滑动，通过翻转架能够对床体进行前后和左右方向的翻转，从而使床体更加能够有效配合机器人手术的操作，减少了机器人上的机械臂动作，使得机械臂的操作难度降低，提高调节的精准度。
进一步地，第一驱动组件包括第一电机和第一转轴，底板的顶面中部沿宽度方向开设有第一滑槽，第一电机和第二转轴均设置在第一滑槽内，第一电机的输出轴固定连接有第一锥形齿轮，第一转轴上固定设有第二锥形齿轮，第一锥形齿轮和第二锥形齿轮啮合连接，第一转轴的两端均固定设有第一齿轮，顶板两侧边的底面均设有第一直齿条，第一齿轮与第一直齿条啮合连接。
进一步地，第二驱动组件包括第二电机和第二转轴，底板的内部沿长度方向开设有第二滑槽，底板两端的顶面开设有与第二滑槽连通的第三滑槽，第二电机和第二转轴均设置在第二滑槽内，第二电机的输出轴和第二转轴上固定连接有第一传动齿轮，两个第一传动齿轮通过环齿条转动连接，第二转轴的两端均设有第二齿轮，顶板两端的底面均设有第二直齿条，第二齿轮通过传递齿轮与第三齿轮啮合连接，第三齿轮与第二直齿条啮合连接。
进一步地，第一直齿条的齿面宽度大于第一齿轮的齿面宽度，第二直齿条的齿面宽度大于第三齿轮的齿面宽度。
进一步地，连接件包括第一连接球、第二连接球和伸缩架，第一连接球固定连接在顶板的底面上，第二连接球固定连接在底板的顶面上，伸缩架的两端均设有铰接套，第一连接球和第二连接球均可转动的设置在铰接套内。
进一步地，伸缩架包括伸缩套、伸缩杆、锁紧旋钮和锁紧螺帽，伸缩套沿长度方向开设有贯通的第一伸缩槽，伸缩杆沿长度方向开设有贯通的第二伸缩槽，伸缩杆的一端滑动穿过伸缩套内，使得第一伸缩槽和第二伸缩槽连通，锁紧旋钮穿过第一伸缩槽和第二伸缩槽与锁紧螺帽螺纹连接，第一伸缩杆和伸缩杆相互远离的端部分别连接在两个铰接套上。
进一步地，翻转架包括两个第一横杆和两个第二横杆，两个第一横杆的一端对称连接在连接柱的顶端侧面，两个第二横杆的一端对称连接在连接柱的顶端侧面，且相邻的第一横杆和第二横杆呈相互垂直，两个第一横杆远离连接柱的一端规定设有第一竖杆，两个第二横杆远离连接柱的一端规定设有第二竖杆，第一竖杆和第二竖杆的顶端面沿轴线方向开设有翻转槽，两个第一竖杆上的翻转槽内均设有第一气缸，两个第二竖杆上的翻转槽内均设有第二气缸，第一气缸和第二气缸的输出轴竖直朝上，且第一气缸和第二气缸的输出轴均通过铰接座连接在底板的底面。
进一步地，两个第一横杆和两个第二横杆均通过加强杆与连接柱的顶端固定连接。
进一步地，底座还包括第三电机、螺杆和螺管，立柱的顶面沿轴线方向开设有滑动槽，第三电机设置在滑动槽的内底壁上，第三电机的输出轴竖直朝上，且第三电机的输出轴与螺杆的底端固定连接，螺管的内侧面设有内螺纹，螺管的底端可滑动的插入滑动槽，且螺杆的顶端螺纹插入螺管内部，螺管的顶端固定连接在连接柱的底端，滑动槽的相对两内侧壁上均开设有限位槽，螺管的相对两外侧面均设有限位块，限位块远离螺管的端部插入限位槽内滑动连接。
本发明的有益效果：本机器人手术专用床通过第一驱动组件和第二驱动组件使顶板相对底板能够进行前后和左右方向的滑动，通过翻转架能够对床体进行前后和左右方向的翻转，通过螺杆和螺管的配合能够调整床体的高度，从而使床体更加能够有效配合机器人手术的操作，减小了机器人上的机械臂动作幅度，提高调节的精准度以及手术床与术者的配合度，从而减少了手术时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的主视图；
图2为顶板的仰视图；
图3为顶板剖视图；
图4为底板的俯视图；
图5为连接件的主视图；
图6为连接件的俯视图；
图7为翻转机构的俯视图；
图8为底盘的剖视图；
附图标记：
10-床体，11-顶板，12-底板，121-第一滑槽，122-第二滑槽，123-第三滑槽，20-翻转机构，21-连接柱，22-第一横杆，23-第二横杆，24-第一竖杆，25-第二竖杆，26-第一气缸，27-第二气缸，28-铰接座，29-加强杆，30-底座，31-底盘，32-立柱，33-第三电机，34-螺杆，35-螺管，36-滑动槽，37-限位块，38-限位槽，40-第一驱动组件，41-第一电机，42-第一转轴，43-第一锥形齿轮，44-第二锥形齿轮，45-第一齿轮，46-第一直齿条，47-第一立板，50-第二驱动组件，51-第二电机，52-第二转轴，53-第一传动齿轮，54-环齿条，55-第二齿轮，56-第二直齿条，57-第二立板，58-传递齿轮，59-第二齿轮，60-连接件，61-第一连接球，62-第二连接球，63-伸缩架，631-伸缩套，632-伸缩杆，633-锁紧旋钮，634-锁紧螺帽，635-第一伸缩槽，636-第二伸缩槽，64-铰接套。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示和暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位，以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图3，本发明提供的一种机器人手术专用床，包括床体10、翻转机构20和底座30，床体10包括顶板11和底板12，顶板11设置在底板12的顶面，且顶板11和底板12之间设有第一驱动组件40和第二驱动组件50，分别用于驱动顶板11相对底板12前后滑动和左右滑动；翻转机构20设置在床体10的底面，用于对床体10进行翻转，使得床体10能够左右翻转和前后翻转；底座30包括底盘31和立柱32，立柱32的底端固定设置在底盘31的顶面，立柱32的顶端连接在连接柱21的底端。其中，底座30能够对床体10的高度进行调节，以便床体10通过高度的改变适应机器人的手术操作。
请一并参阅图2、图3和图4，具体地，第一驱动组件40包括第一电机41和第一转轴42，底板12的顶面中部沿宽度方向开设有第一滑槽121，第一电机41和第二转轴52均设置在第一滑槽121内，第一电机41的输出轴固定连接有第一锥形齿轮43，第一转轴42上固定设有第二锥形齿轮44，第一锥形齿轮43和第二锥形齿轮44啮合连接，第一转轴42的两端均固定设有第一齿轮45，顶板11两侧边的底面均设有第一直齿条46，第一齿轮45与第一直齿条46啮合连接。其中，第一转轴42的两端均通过第一立板47设置在第一滑槽121内，使得第一立板47对第一转轴42进行支撑。第一直齿条46的齿面宽度大于第一齿轮45的齿面宽度，防止顶板11运动时第一齿轮45与第一直齿条46分离。
当需要顶板11相对底板12左右移动时，第一电机41带动第一锥形齿轮43转动，由第二锥形齿轮44带动第一转轴42转动，进而使得第一齿轮45带动第一直齿条46进行运动，从而使得顶板11在第一直齿条46的带动下进行左右移动，以便配合机器人的手术操作。
第二驱动组件50包括第二电机51和第二转轴52，底板12的内部沿长度方向开设有第二滑槽122，底板12两端的顶面开设有与第二滑槽122连通的第三滑槽123，第二电机51和第二转轴52均设置在第二滑槽122内，第二电机51的输出轴和第二转轴52上固定连接有第一传动齿轮53，两个第一传动齿轮53通过环齿条54转动连接，第二转轴52的两端均设有第二齿轮55，顶板11两端的底面均设有第二直齿条56，第二齿轮55通过传递齿轮58与第三齿轮59啮合连接，第三齿轮59与第二直齿条56啮合连接。其中，第二转轴52的两端均通过第二立板57设置在第二滑槽122内。第二直齿条56的齿面宽度大于第三齿轮59的齿面宽度，防止顶板11运动时第三齿轮59与第二直齿条56分离。
当需要顶板11相对底板12前后移动时，第二电机51带动第一传动齿轮53转动，经过环齿条54的传动，使得第二转轴52转动，进而使得第三齿轮59带动第二直齿条56运动，从而使得顶板11在第二直齿条56的带动下进行前后移动，以便配合机器人的手术操作。
请一并参阅图5和图6，顶板11和底板12之间设有连接件60，连接件60包括第一连接球61、第二连接球62和伸缩架63，第一连接球61固定连接在顶板11的底面上，第二连接球62固定连接在底板12的顶面上，伸缩架63的两端均设有铰接套64，第一连接球61和第二连接球62均可转动的设置在铰接套64内，第一连接球61和第二连接球62能够在铰接套64内360度转动。通过连接件60将底板12和顶板11连接在一起，通过伸缩架63的伸缩，避免顶板11相对底板12运动时造成顶板11脱离底板12。优选地，连接件60的数量两个，增强顶板11和底板12之间连接的稳定性。
其中，伸缩架63包括伸缩套631、伸缩杆632、锁紧旋钮633和锁紧螺帽634，伸缩套631沿长度方向开设有贯通的第一伸缩槽635，伸缩杆632沿长度方向开设有贯通的第二伸缩槽636，伸缩杆632的一端滑动穿过伸缩套631内，使得第一伸缩槽635和第二伸缩槽636连通，锁紧旋钮633穿过第一伸缩槽635和第二伸缩槽636与锁紧螺帽634螺纹连接，第一伸缩杆和伸缩杆632相互远离的端部分别连接在两个铰接套64上。其中，伸缩套631的内径大小与伸缩杆632的外径大小相同，通过锁紧旋钮633和锁紧螺帽634的相互挤压，使得伸缩杆632在伸缩套631内不容易滑动。
当顶板11相对底板12运动时，伸缩杆632在在伸缩套631内滑动，进而改变伸缩架63的长度，从而改变第一连接球61和第二连接球62之间的距离和方向，使得顶板11和底板12始终连接在一起；而且锁紧旋钮633和锁紧螺帽634的配合对伸缩套631和伸缩杆632的套设具有很大的挤压力，使得只有第一驱动组件40和第二驱动组件50才能驱动伸缩杆632在伸缩套631内滑动。
如图1和图7所示，本实施例中，翻转机构20包括连接柱21和翻转架，连接柱21的顶端与翻转架的底端连接，翻转架的顶端连接在底板12的底面。通过翻转架使床体10能够进行翻转动作。
具体地，翻转架包括两个第一横杆22和两个第二横杆23，两个第一横杆22的一端对称连接在连接柱21的顶端侧面，两个第二横杆23的一端对称连接在连接柱21的顶端侧面，且相邻的第一横杆22和第二横杆23呈相互垂直，两个第一横杆22远离连接柱21的一端规定设有第一竖杆24，两个第二横杆23远离连接柱21的一端规定设有第二竖杆25，第一竖杆24和第二竖杆25的顶端面沿轴线方向开设有翻转槽，两个第一竖杆24上的翻转槽内均设有第一气缸26，两个第二竖杆25上的翻转槽内均设有第二气缸27，第一气缸26和第二气缸27的输出轴竖直朝上，且第一气缸26和第二气缸27的输出轴均通过铰接座28连接在底板12的底面。
当需要床体10进行左右方向的翻转时，通过启动两个第一气缸26，使一个第一气缸26的输出轴伸出，另一个第一气缸26的输出轴缩回，从而带动床体10左右两端的一端上升，另一端下降；当需要床体10进行前后方向的翻转时，通过启动两个第二气缸27，使一个第二气缸27的输出轴伸出，另一个第二气缸27的输出轴缩回，从而带动床体10前后两侧的一侧上升，另一侧下降。
优先地，两个第一横杆22和两个第二横杆23均通过加强杆29与连接柱21的顶端固定连接。加强杆29的设置增强连接柱21与第一横杆22、第二横杆23连接的稳定性，防止床体10翻转时方式断裂。
如图1和图8所示，本实施例中，底座30还包括第三电机33、螺杆34和螺管35，立柱32的顶面沿轴线方向开设有滑动槽36，第三电机33设置在滑动槽36的内底壁上，第三电机33的输出轴竖直朝上，且第三电机33的输出轴与螺杆34的底端固定连接，螺管35的内侧面设有内螺纹，螺管35的底端可滑动的插入滑动槽36，且螺杆34的顶端螺纹插入螺管35内部，螺管35的顶端固定连接在连接柱21的底端，滑动槽36的相对两内侧壁上均开设有限位槽38，螺管35的相对两外侧面均设有限位块37，限位块37远离螺管35的端部插入限位槽38内滑动连接。限位块37对螺管35具有导向性，能够防止螺管35的转动，使得螺管35只能在轴线方向进行运动。
当需要调节床体10高度时，通过第三电机33带动螺杆34转动，使得螺管35在滑动槽36内上升或下降，从而带动连接柱21的高度上升或下降，调节床体10的高度，以便配合机器人的手术操作；而且通过螺纹连接进行升降和改变螺杆34上螺纹的螺距，能够对床体10的高度进行微调，提高操作的精准度。
另外，在手术专用床上设置控制端，将手术专用床上的控制端连接手术机器人的控制端，使得手术床的机械结构连接到手术机器人操作端，这样就能使手术床更加配合机械臂的手术操作。
本发明的工作原理：使用时，当需要调节床体10高度时，启动第三电机33，使螺管35在滑动槽36内上升或下降，通过翻转架的高度改变对床体10进行高度的调节；当需要床体10进行翻转时，启动两个第一气缸26，使床体10进行左右方向的翻转，启动两个第二气缸27，使床体10进行前后方向的翻转；当需要使顶板11相对底板12左右滑动时，启动第一电机41，使第一齿轮45带动第一直齿条46运动；当需要使顶板11相对底板12前后滑动时，启动第二电机51，使第三齿轮59带动第二直齿条56运动。
本发明的有益效果：本机器人手术专用床通过第一驱动组件40和第二驱动组件50使顶板11相对底板12能够进行前后和左右方向的滑动，通过翻转架能够对床体10进行前后和左右方向的翻转，通过螺杆34和螺管35的配合能够调整床体10的高度，从而使床体10更加能够有效配合机器人手术的操作，减小了机器人上的机械臂动作幅度，提高调节的精准度以及手术床与术者的配合度，从而减少了手术时间。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种机器人手术专用床，其特征在于，包括：
床体，所述床体包括顶板和底板，所述顶板设置在底板的顶面，且顶板和底板之间设有第一驱动组件和第二驱动组件，分别用于驱动顶板相对底板前后滑动和左右滑动；
翻转机构，所述翻转机构设置在床体的底面，所述翻转机构包括连接柱和翻转架，所述连接柱的顶端与翻转架的底端连接，所述翻转架的顶端连接在底板的底面；及
底座，底座包括底盘和立柱，所述立柱的底端固定设置在底盘的顶面，所述立柱的顶端连接在连接柱的底端。
2.根据权利要求1所述的一种机器人手术专用床，其特征在于：所述第一驱动组件包括第一电机和第一转轴，所述底板的顶面中部沿宽度方向开设有第二滑槽，所述第一电机和所述第二转轴均设置在第一滑槽内，所述第一电机的输出轴固定连接有第一锥形齿轮，所述第一转轴上固定设有第二锥形齿轮，所述第一锥形齿轮和第二锥形齿轮啮合连接，所述第一转轴的两端均固定设有第一齿轮，所述顶板两侧边的底面均设有第一直齿条，所述第一齿轮与第一直齿条啮合连接。
3.根据权利要求2所述的一种机器人手术专用床，其特征在于：所述第二驱动组件包括第二电机和第二转轴，所述底板的内部沿长度方向开设有第一滑槽，所述底板两端的顶面开设有与第二滑槽连通的第三滑槽，所述第二电机和第二转轴均设置在第二滑槽内，所述第二电机的输出轴和第二转轴上固定连接有第一传动齿轮，两个第一传动齿轮通过环齿条转动连接，所述第二转轴的两端均设有第二齿轮，所述顶板两端的底面均设有第二直齿条，所述第二齿轮通过传递齿轮与第三齿轮啮合连接，所述第三齿轮与第二直齿条啮合连接。
4.根据权利要求1所述的一种机器人手术专用床，其特征在于：所述第一直齿条的齿面宽度大于第一齿轮的齿面宽度，第三直齿条的齿面宽度大于第二齿轮的齿面宽度。
5.根据权利要求1所述的一种机器人手术专用床，其特征在于：所述连接件包括第一连接球、第二连接球和伸缩架，所述第一连接球固定连接在顶板的底面上，所述第二连接球固定连接在底板的顶面上，所述伸缩架的两端均设有铰接套，所述第一连接球和第二连接球均可转动的设置在铰接套内。
6.根据权利要求5所述的一种机器人手术专用床，其特征在于：所述伸缩架包括伸缩套、伸缩杆、锁紧旋钮和锁紧螺帽，所述伸缩套沿长度方向开设有贯通的第一伸缩槽，所述伸缩杆沿长度方向开设有贯通的第二伸缩槽，所述伸缩杆的一端滑动穿过伸缩套内，使得第一伸缩槽和第二伸缩槽连通，所述锁紧旋钮穿过第一伸缩槽和第二伸缩槽与锁紧螺帽螺纹连接，所述第一伸缩杆和伸缩杆相互远离的端部分别连接在两个铰接套上。
7.根据权利要求1所述的一种机器人手术专用床，其特征在于：所述翻转架包括两个第一横杆和两个第二横杆，两个第一横杆的一端对称连接在连接柱的顶端侧面，两个第二横杆的一端对称连接在连接柱的顶端侧面，且相邻的第一横杆和第二横杆呈相互垂直，两个第一横杆远离连接柱的一端规定设有第一竖杆，两个第二横杆远离连接柱的一端规定设有第二竖杆，第一竖杆和第二竖杆的顶端面沿轴线方向开设有翻转槽，两个第一竖杆上的翻转槽内均设有第一气缸，两个第二竖杆上的翻转槽内均设有第二气缸，第一气缸和第二气缸的输出轴竖直朝上，且第一气缸和第二气缸的输出轴均通过铰接座连接在底板的底面。
8.根据权利要求7所述的一种机器人手术专用床，其特征在于：两个第一横杆和两个第二横杆均通过加强杆与连接柱的顶端固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种机器人手术专用床，其特征在于：所述底座还包括第三电机、螺杆和螺管，所述立柱的顶面沿轴线方向开设有滑动槽，所述第三电机设置在滑动槽的内底壁上，所述第三电机的输出轴竖直朝上，且第三电机的输出轴与螺杆的底端固定连接，所述螺管的内侧面设有内螺纹，所述螺管的底端可滑动的插入滑动槽，且螺杆的顶端螺纹插入螺管内部，所述螺管的顶端固定连接在连接柱的底端，所述滑动槽的相对两内侧壁上均开设有限位槽，所述螺管的相对两外侧面均设有限位块，所述限位块远离螺管的端部插入限位槽内滑动连接。
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