CN115153639B - 一种超声探头自动抓持器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声探头自动抓持器，涉及医疗机械技术领域，包括与机械手驱动端连接固定的上座体以及用于固定超声探头的下座体，下座体上设置有可插入上座体内的拨块，拨块插入上座体内后被上座体内的锁定件锁定；上座体内的锁定件上设置有延伸至上座体外的连接杆且连接杆位于上座体外的杆端处固定有接合开关，活动块位于锁定状态时接合开关与上座体间存在间隙；所述下座体可放置于底座上并与底座回转配合，下座体上固定有与接合开关的高度相对应的解锁环，机械手驱动上座体以及下座体同步旋转时，驱动接合开关与上座体分离的同时通过连接杆带动锁定件解锁，可在远程通过机械臂对超声探头进行快速更换。

Description

一种超声探头自动抓持器

技术领域

本发明涉及医疗机械技术领域，具体是一种超声探头自动抓持器。

背景技术

超声探头在医疗领域有着广泛的应用，目前，超声探头都是由医生手握使用。在扫查部位发生变化时，医生需要更换探头，就必须自己亲身去取。在一些特殊的情况下，医生无法到达现场，就无法开展扫查作业。随着机器人领域的发展，远程控制机械臂完成扫查作业成为可能。

目前已有的远程扫查设备，在需要更换超声探头时，仍然需要专业人员走到机械臂跟前手动进行更换，更换效率低下，且容易造成病人或医护人员的感染，装置的控制难度高，因此亟待解决。

发明内容

为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种超声探头自动抓持器。本发明可在远程通过机械臂对超声探头进行快速更换。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超声探头自动抓持器，包括与机械手驱动端连接固定的上座体以及用于固定超声探头的下座体，下座体上设置有可插入上座体内的拨块，拨块插入上座体内后被上座体内的锁定件锁定；上座体内的锁定件上设置有延伸至上座体外的连接杆且连接杆位于上座体外的杆端处固定有接合开关，活动块位于锁定状态时接合开关与上座体间存在间隙；所述下座体可放置于底座上并与底座回转配合，下座体上固定有与接合开关的高度相对应的解锁环，机械手驱动上座体以及下座体同步旋转时，底座上的解锁环可插入接合开关与上座体之间的间隙内，驱动接合开关与上座体分离的同时通过连接杆带动锁定件解锁，上座体内还设置有使接合开关复位至锁定状态的弹性件。

作为本发明进一步的方案：所述锁定件为安装在上座体内腔中并与上座体回转配合的活动块，弹性件设置在连接杆与上座体的腔壁之间且弹性件的弹性力方向朝向拨块的插入方向，活动块在锁定状态下与拨块的插入路径存在交集；所述拨块与活动块的抵接面上至少开设有一段与活动块外缘形状吻合的锁定段，拨块插入至上座体内腔预定深度后上座体与下座体接合合拢，此时活动块受弹性件作用回转复位并与拨块的锁定段卡接以阻止拨块退出上座体。

作为本发明再进一步的方案：上座体外壁上沿拨块插入方向开设有限位孔，连接杆穿过限位孔后两端分别与活动块以及接合开关连接固定，连接杆与限位孔孔径吻合且连接杆可以活动块的回转轴为圆心沿限位孔摆动，连接杆摆动时带动活动块旋转解锁以使得拨块可退出上座体。

作为本发明再进一步的方案：所述活动块呈半环状，拨块的锁定段位于拨块后段且锁定段呈与活动块的外环面直径吻合的环面。

作为本发明再进一步的方案：所述上座体的接合端凸设有三角状的接合插座，下座体的接合端开设有与接合插座形状吻合的接合槽以供接合插座插入对接；拨块固定在下座体的接合槽槽口处，接合插座上在对应位置开设有拨块槽以供拨块插入上座体内。

作为本发明再进一步的方案：所述接合插座内开设有半环状的限位腔以供活动块插入，活动块与限位腔尺寸吻合，活动块在限位腔内绕限位柱旋转。

作为本发明再进一步的方案：所述底座上安装有与超声探头形状吻合的探头座以供超声探头插入，探头座安装在底座的转轴上，且转轴上套设有扭簧，扭簧的一端与底座固定，另一端与探头座连接固定。

作为本发明再进一步的方案：解锁环通过安装柱安装在底座上，解锁环呈半环状且解锁环的环身轴线与上座体的回转轴线重合。

作为本发明再进一步的方案：弹性件为弹簧，弹簧两端分别与上座体的内腔壁以及连接杆的杆身连接固定；上座体在其接合端的对立端设置有机械手接口以便于与机械手连接固定。

作为本发明再进一步的方案：所述超声探头被下座体上的夹爪夹持固定，夹爪包括两组对称布置的夹片，夹片安装在下座体上的导向块上并可与导向块滑动配合后固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明将机械手的驱动端与上座体连接固定，将超声探头固定在下座体上，机械手带动上座体与下座体对接后，下座体上的拨块插入上座体内腔中并被锁定，此时机械手携带上座体、下座体以及下座体上的超声探头随机械手同步运动，远程完成超声检测工作；超声检测完成后，机械手携带上座体以及下座体重新放置回底座上，机械手转动上座体以及下座体，此时底座上的解锁环可插入接合开关和上座体之间的间隙内，带动连接杆活动，连接杆活动的同时驱动锁定件解锁，解锁后机械手带动上座体向上运动即可与下座体分离；整个动作过程中，机械手带动上座体与下座体插接即可完成锁定过程，再执行放-转-拔动作即可完成解锁分离，可在远程实现对任意超声探头的快速更换。

2、本发明在上座体中设置与上座体回转配合的活动块，且活动块通过连接杆与上座体外的接合开关连接固定，受限位孔的限制，接合开关以活动块的回转轴为圆心，沿限位孔孔长方向摆动；受弹性件的作用，锁定状态下，拨块的插入轨迹与活动块位置存在交集，拨块插入过程中，将活动块顶入限位腔内，拨块插入到位后，活动块的位置恰好与拨块后段锁定段的位置对应，此时活动块受弹性件的作用复位至初始锁定状态下，与拨块的锁定段抵接，从而实现对拨块的锁定。

3、本发明将活动块设计为半环状，且拨块的锁定段亦设计为与活动块外环面直径吻合的环面，在锁定和解锁阶段，活动块与拨块的锁定段可沿此环面滑动配合，无任何凸起，防止产生卡顿现象，限位腔中一体式的加工形成限位柱即可作为活动块的回转轴。

4、本发明在上座体和下座体的接合端设计呈三角状的接合插座，插入后通过三角形的导向可实现上座体和下座体的自对中。

5、本发明将探头座安装在底座的转轴上，并在转轴上套设扭簧，在机械手转动上座体以及下座体时，扭簧被压缩，解锁完成后，扭簧带动探头座复位，可使得探头座自动回复至初始位置；夹爪的可相向运动式布置，可适应不同尺寸超声探头的夹持固定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明未接合时的状态示意图。

图3为本发明接合时的状态示意图。

图4为本发明接合完成后的状态示意图。

图5为本发明接合插座处结构放大图。

图6为本发明中夹爪处的细节图。

图7为本发明中底座的结构示意图。

图8为本发明中探头座的结构示意图。

图中：

1、上座体；11、机械手接口；12、接合开关；

13、接合插座；131、限位腔；132、限位柱；

14、活动块；15、连接杆；16、弹性件；

2、下座体；21、拨块；22、夹爪；221、夹片；222、导向块；

3、超声探头；4、底座；41、安装柱；42、解锁环；

43、探头座；44、扭簧；45、转轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～8，本发明实施例中，一种超声探头自动抓持器，包括底座4，底座4的中心处设置有转轴45，且转轴45上套设有扭簧44，探头座43安装在底座4上并通过转轴45与底座4回转配合，回转轴线与拨块21的插入方向平行。

探头座43上设置有凸起，在转动过程中可与扭簧44抵接，探头座43被转动时压缩扭簧44，当探头座43不受外力作用时，通过扭簧44使探头座43复位至初始位置。

下座体2表面设置有两组对称布置的导向块222，两组夹片221滑动配合于导向块222上，并可相向运动后通过螺栓固定，两组夹片221配合后形成夹爪22从而将超声探头3夹持固定。

超声探头3被夹持固定后，可随下座体2整体放置在探头座43上，探头座43与超声探头3形状吻合。

下座体2可与上座体1接合固定，具体通过以下结构实现。

上座体1的接合面处凸设有接合插座13，下座体2的接合面处开设有结合槽供接合插座13插入，接合插座13优选为三角状，并与接合槽槽体形状吻合。

接合插座13上开设有拨块槽，拨块槽与上座体1的内腔连通，下座体2的结合槽槽口处设置有与拨块槽位置对应的拨块21，上座体1和下座体2对接时，拨块21可通过拨块槽插入上座体1的内腔中。

接合插座13内开设有半环状的限位腔131，与限位腔131尺寸吻合的活动块14插入限位腔131中，且活动块14可绕限位腔131内的限位柱132旋转，从而插入或退出限位腔131。

活动块14在锁定状态下，块身的一部分位于接合插座13的拨块槽内，与拨块21的插入轨迹存在交集。在如图2和图4的状态下，活动块14均处于锁定状态。

拨块21在插入上座体1时，通过抵接将活动块14完全推入限位腔131内，从而可顺利插入上座体1内。

拨块21的后段凹设有锁定段，锁定段呈与活动块14外环面直径吻合的环面。上座体1和下座体2完成对接后，拨块21完全插入上座体1的内腔中，此时活动块14受弹性件16作用可部分退出限位腔131且退出部分可与拨块21的锁定段抵接，从而阻止拨块21退出上座体1。

上座体1外壁上沿拨块21的插入方向开设有限位孔，连接杆15穿过限位孔后两端分别与活动块14以及接合开关12连接固定。弹性件16优选为弹簧，其两端分别与上座体1的内腔壁以及连接杆15的杆身连接固定。连接杆15的杆身与限位孔的孔宽吻合，连接杆15能以限位柱132为旋转轴，沿限位孔长度方向摆动。

连接杆15摆动的同时，带动活动块14绕限位柱132旋转，从而使活动块14插入或退出拨块槽，实现对拨块21的锁定或解锁。

受弹性件16的作用，在锁定状态下，活动块14的其中一部分块身位于拨块槽内，接合开关12与上座体1表面贴合且贴合在限位孔处，接合开关12和上座体1之间存在间隙。底座4上通过安装柱41安装有呈半环状的解锁环42，解锁环42的环身轴线与上座体1的回转轴线重合。

上座体1在其接合端的对立端设置有机械手接口11，机械手接口11与机械手的驱动端固定连接。

机械手带动上座体1和下座体2接合锁定后，带动上座体1以及下座体2同步旋转。解锁环42的高度与接合开关12的高度相等，上座体1以及下座体2旋转时，解锁环42恰好可插入接合开关12以及上座体1的间隙处，以“撬”的方式使接合开关12与上座体1分离，分离时带动连接杆15摆动。连接杆15摆动的同时带动活动块14旋转，此时活动块14退回限位腔131内，结束与拨块21锁定段的锁定过程，解锁后拨块21可退出上座体1。

通过合理调节解锁环42的环体宽度，可确保解锁环42插入接合开关12以及上座体1的间隙内时，活动块14恰好可完全卡入限位腔131内。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种超声探头自动抓持器，其特征在于，包括与机械手驱动端连接固定的上座体(1)以及用于固定超声探头(3)的下座体(2)，下座体(2)上设置有可插入上座体(1)内的拨块(21)，拨块(21)插入上座体(1)内后被上座体(1)内的锁定件锁定；上座体(1)内的锁定件上设置有延伸至上座体(1)外的连接杆(15)且连接杆(15)位于上座体(1)外的杆端处固定有接合开关(12)，活动块(14)位于锁定状态时接合开关(12)与上座体(1)间存在间隙；所述下座体(2)可放置于底座(4)上并与底座(4)回转配合，下座体(2)上固定有与接合开关(12)的高度相对应的解锁环(42)，机械手驱动上座体(1)以及下座体(2)同步旋转时，底座(4)上的解锁环(42)可插入接合开关(12)与上座体(1)之间的间隙内，驱动接合开关(12)与上座体(1)分离的同时通过连接杆(15)带动锁定件解锁，上座体(1)内还设置有使接合开关(12)复位至锁定状态的弹性件(16)。

2.根据权利要求1所述的一种超声探头自动抓持器，其特征在于，所述锁定件为安装在上座体(1)内腔中并与上座体(1)回转配合的活动块(14)，弹性件(16)设置在连接杆(15)与上座体(1)的腔壁之间且弹性件(16)的弹性力方向朝向拨块(21)的插入方向，活动块(14)在锁定状态下与拨块(21)的插入路径存在交集；所述拨块(21)与活动块(14)的抵接面上至少开设有一段与活动块(14)外缘形状吻合的锁定段，拨块(21)插入至上座体(1)内腔预定深度后上座体(1)与下座体(2)接合合拢，此时活动块(14)受弹性件(16)作用回转复位并与拨块(21)的锁定段卡接以阻止拨块(21)退出上座体(1)。

3.根据权利要求2所述的一种超声探头自动抓持器，其特征在于，上座体(1)外壁上沿拨块(21)插入方向开设有限位孔，连接杆(15)穿过限位孔后两端分别与活动块(14)以及接合开关(12)连接固定，连接杆(15)与限位孔孔径吻合且连接杆(15)可以活动块(14)的回转轴为圆心沿限位孔摆动，连接杆(15)摆动时带动活动块(14)旋转解锁以使得拨块(21)可退出上座体(1)。

4.根据权利要求2所述的一种超声探头自动抓持器，其特征在于，所述活动块(14)呈半环状，拨块(21)的锁定段位于拨块(21)后段且锁定段呈与活动块(14)的外环面直径吻合的环面。

5.根据权利要求2～4中任意一项所述的一种超声探头自动抓持器，其特征在于，所述上座体(1)的接合端凸设有三角状的接合插座(13)，下座体(2)的接合端开设有与接合插座(13)形状吻合的接合槽以供接合插座(13)插入对接；拨块(21)固定在下座体(2)的接合槽槽口处，接合插座(13)上在对应位置开设有拨块槽以供拨块(21)插入上座体(1)内。

6.根据权利要求5所述的一种超声探头自动抓持器，其特征在于，所述接合插座(13)内开设有半环状的限位腔(131)以供活动块(14)插入，活动块(14)与限位腔(131)尺寸吻合，活动块(14)在限位腔(131)内绕限位柱(132)旋转。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种超声探头自动抓持器，其特征在于，所述底座(4)上安装有与超声探头(3)形状吻合的探头座(43)以供超声探头(3)插入，探头座(43)安装在底座(4)的转轴(45)上，且转轴(45)上套设有扭簧(44)，扭簧(44)的一端与底座(4)固定，另一端与探头座(43)连接固定。

8.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种超声探头自动抓持器，其特征在于，解锁环(42)通过安装柱(41)安装在底座(4)上，解锁环(42)呈半环状且解锁环(42)的环身轴线与上座体(1)的回转轴线重合。

9.根据权利要求2～4中任意一项所述的一种超声探头自动抓持器，其特征在于，弹性件(16)为弹簧，弹簧两端分别与上座体(1)的内腔壁以及连接杆(15)的杆身连接固定；上座体(1)在其接合端的对立端设置有机械手接口(11)以便于与机械手连接固定。

10.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种超声探头自动抓持器，其特征在于，所述超声探头(3)被下座体(2)上的夹爪(22)夹持固定，夹爪(22)包括两组对称布置的夹片(221)，夹片(221)安装在下座体(2)上的导向块(222)上并可与导向块(222)滑动配合后固定。

Images