CN115227402A - 一种手术机器人快换装置及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手术机器人快换装置及手术机器人，包括夹座，夹座与摆杆非端部设定位置处转动连接，摆杆的按压端与夹座之间设有第一弹性件，卡接端在第一弹性件的作用下卡入固定卡块的卡槽中，固定卡块与驱动端连杆固定，夹座与执行端连杆固定，夹座与快换拨轮结构滑动连接，快换拨轮结构设置有齿槽部，齿槽部伸入外壳内，外壳内通过第二弹性件连接有快换拨轮卡块，快换拨轮卡块的卡头在第二弹性件的作用下卡入齿槽部的齿槽内，采用本发明的快换装置操作方便，有利于使用人员及时更换执行端设备。

Description

一种手术机器人快换装置及手术机器人

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种手术机器人快换装置及手术机器人。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

现有的手持式电控手术器械在功能实现、人机交互、外形及内部结构合理设计以及力反馈等方面仍存在很多问题，而且多数手持式手术器械的传动方式为丝传动。丝传动具有传动灵活的特点，但是由于丝与绕线轴或者滑轮之间的缝隙或者摩擦，使得丝传动有迟滞性。由于滑轮的直径相较于钢丝较大，使得动力传递效率较低，且只能提供拉力。与此同时，钢丝的弹性使得位移传递同样具有损失。而杆传动的位移传递效率和力传递效率较高，且相较于丝传动能较好地实现快换。

但是发明人发现，现阶段对杆传动的快换及解耦装置的研究较少，且现存装置结构较为复杂，安装或拆卸操作较为繁琐，不易实现执行器的简捷快速的更换，不便于医师的临床使用。

例如现有的专利2021105267983公开了一种吻合器。当需安装吻合器枪体与组件时，周向转动组件内芯，使限位块进入限位槽中，从而使组件内芯与枪体内芯进行卡接，此时，枪体内芯外壁上表面的第一滑槽与组件内芯外壁上表面的第二滑槽形成一供保险连接杆连通滑移的轨道，保险连接杆的远端部分的由第一滑槽滑移至第二滑槽，完成对组件内芯与枪体内芯的锁定。当需要解锁时，拨动拨扭，使保险连接杆由组件内芯的第二滑槽移出，反向周向转动组件套管，即可卸载组件。但这样的快换装置的设计使得器械在安装过程中所需的操作较为繁琐，且因拨扭尺寸相对较小且处于吻合器套管的凹槽之中，在临床手术的复杂环境下，操作者难以快速地拨动拨扭替换相应组件。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种手术机器人快换装置，操作方便，有利于医师及时对执行端设备进行更换。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供了一种手术机器人快换装置，包括夹座，夹座与摆杆非端部设定位置处转动连接，摆杆的按压端与夹座之间设有第一弹性件，卡接端在第一弹性件的作用下卡入固定卡块的卡槽中，固定卡块与驱动端连杆固定，夹座与执行端连杆固定，夹座与快换拨轮结构滑动连接，快换拨轮结构设置有齿槽部，齿槽部伸入外壳内，外壳内通过第二弹性件连接有快换拨轮卡块，快换拨轮卡块的卡头在第二弹性件的作用下卡入齿槽部的齿槽内。

可选的，摆杆包括弧形杆和按压块，弧形杆与夹座转动连接，弧形杆的一端作为卡接端用于插入卡槽中，另一端设有按压块，按压块形成摆杆的按压端，通过第一弹性件与夹座连接，按压块能够在按压作用下使得弧形杆的端部脱离卡槽，按压块通过快换拨轮结构开设的滑槽伸出至快换拨轮结构外部。

可选的，固定卡块设有截面为V型的环状卡槽，相应的，摆杆的卡接端截面为与卡槽相匹配的V型结构。

可选的，所述快换拨轮结构包括快换拨轮和轮盖，轮盖设有伸入快换拨轮内部的卡板并通过卡板与快换拨轮可拆卸连接，卡板设有固定槽，夹座设有伸入固定槽的固定条，夹座通过固定条和固定槽与卡板滑动连接。

可选的，所述快换拨轮包括依次设置的连接部，手轮部和齿槽部，连接部与轮盖的卡板可拆卸连接，齿槽部伸入外壳内部，设置有环形槽，环形槽的槽面设置有多个齿槽。

可选的，卡板的外侧面设有由弹性材料制成的凸起，连接部设有与所述凸起相匹配的锁紧孔。

可选的，快换波轮卡块采用弧形结构，其外弧面固定有至少两个圆柱销，圆柱销穿过外壳，其中至少一个圆柱销外周套有第二弹性件，第二弹性件的一端与快换拨轮卡块的外侧面接触，另一端与外壳内壳面接触，快换拨轮卡块的内弧面设有与齿槽相匹配的卡头，快换拨轮卡块端部设有伸出至外壳外部的键帽。

可选的，所述夹座设置多个，每个夹座均连接有一个执行端连杆，每个夹座均转动连接有摆杆和第一弹性件，摆杆在第一弹性件的作用下其卡接端卡入夹座对应的固定卡块的卡槽中，固定卡块与对应的驱动端连杆固定。

可选的，驱动端连杆穿过多个固定卡块直至连接至与其对应的固定卡块。

第二方面，本发明的实施例提供了一种手术机器人，设置有第一方面所述的手术机器人快换装置。

本发明的有益效果：

1.本发明的快换装置，通过按压摆杆的按压端，能够使得摆杆的卡接端脱离卡槽，通过按压快换拨轮卡块，能够使得快换拨轮卡块的卡头脱离齿槽，进而能够将快换拨轮结构、夹座、摆杆、执行端连杆等结构从外壳端部取下，实现了快换，医师只需要按压卡块和快换拨轮卡块即可实现快换，无需多个操作流程，操作方便快捷，利于医师进行及时的设备更换。

2.本发明的快换装置，快换拨轮机构转动时，通过按压块和固定条的作用，夹座、执行端驱动连杆能够整体转动，而直线运动不会受到影响，实现了不同连杆运动的解耦。

3.本发明的快换装置，快换拨轮卡块通过卡头与齿槽部配合，快换拨轮卡块为旋转提供阻尼，便于转动指定角度，防止旋转过程中对旋转角度失去控制，提高用户体验手感。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1整体结构示意图；

图2为本发明实施例1整体结构爆炸示意图；

图3为本发明实施例1偏摆夹座、夹持夹座、第一摆杆、第二摆杆装配示意图；

图4为本发明实施例1偏摆夹座、夹持夹座、第一摆杆、第二摆杆装配主视图；

图5为本发明实施例1第一摆杆与偏摆固定卡块锁合至分开过程图；

图6为本发明实施例1第二摆杆与夹持固定卡块锁合至分开过程图；

图7为本发明实施例1快换拨轮卡块与齿槽部装配示意图；

其中，1.偏摆夹座，2.夹持夹座，3.第一摆杆，4.铰接座，5.偏摆固定卡块，6.第一弹簧Ⅰ，7.第二摆杆，8.夹持固定卡块，9.第一弹簧Ⅱ，10.铰接座，11.驱动端偏摆连杆，12.驱动端夹持连杆，13.执行端偏摆连杆，14.执行端夹持连杆，15.连接部，16.手轮，17.齿槽部，18.滑槽，19.盖体，20.卡板，21.凸起，22.锁紧孔，23.固定槽，24.固定条，25.第一壳体，26.第二壳体，27.快换拨轮卡块，28.圆柱销，29.第二弹簧，30.双头螺柱，31.键帽。

具体实施方式

实施例1：

本实施例中，定义所有部件靠近执行端器械的端部为执行端，执行端的对侧端部为驱动端。

本实施例提供了一种手术机器人快换装置，如图1-图2所示，包括夹座，夹座与摆杆非端部设定位置处转动连接，摆杆的按压端与夹座之间设有第一弹性件，卡接端在第一弹性件的作用下卡入固定卡块的卡槽中，固定卡块与驱动端连杆固定，夹座与执行端连杆固定，夹座与快换拨轮结构滑动连接，快换拨轮结构设置有齿槽部，齿槽部伸入外壳内，外壳内通过第二弹性件连接有快换拨轮卡块，快换拨轮卡块的卡头在第二弹性件的作用下卡入齿槽部的齿槽内。

如图3-图4所示，具体的，所述夹座包括圆柱形结构的偏摆夹座1，偏摆夹座1开设有圆柱形槽，圆柱形槽内部设置有夹持夹座2，偏摆夹座1和夹持夹座2同轴设置。

偏摆夹座1和夹持夹座2间隙配合，使得偏摆夹座1和夹持夹座2之间能够产生沿其偏摆夹座和夹持夹座轴线方向的相对运动，且互相不影响。

偏摆夹座1对应有第一摆杆3，第一摆杆3的非端部设置位置通过设置在偏摆夹座1的铰接座4与偏摆夹座1转动连接，本实施例中，第一摆杆3包括弧形杆，弧形杆与偏摆夹座1转动连接，弧形杆的一端作为卡接端，能够卡入偏摆固定卡块5开设的卡槽中。

弧形杆的另一端固定有按压块，按压块形成第一摆杆3的按压端，按压块与偏摆夹座之间设置有第一弹性件，第一弹性件采用第一弹簧Ⅰ6，第一弹簧Ⅰ的一端与按压块固定，另一端与偏摆夹座1固定，在第一弹簧Ⅰ6的作用下，弧形杆的卡接端能够卡入偏摆固定卡块5开设的卡槽中。

本实施例中，偏摆固定卡块5采用圆柱形块，其柱面上开设有环状的截面为V型的卡槽，相应的，弧形杆的卡接端截面为与卡槽相匹配的V型。如图5所示，按压第一摆杆3的按压块，能够克服第一弹簧Ⅰ6的弹力使得弧形杆的卡接端脱离偏摆固定卡块5的卡槽。

夹持夹座2与第二摆杆7的非端部设定位置转动连接，相应的，偏摆夹座1开设有用于夹持夹座2与第二摆杆7连接的缺口。

第二摆杆7也采用弧形杆，弧形杆通过夹持夹座2设置的铰接座10与弧形杆转动连接，弧形杆的一端作为卡接端，能够与夹持固定卡块8的卡槽卡接，弧形杆的另一端设有按压块，按压块与夹持夹座之间设有第一弹性件，第一弹性件采用第一弹簧Ⅱ9，第一弹簧Ⅱ9的一端与按压块固定，另一端与夹持夹座2固定。

在第一弹簧Ⅱ9的作用下，弧形杆的卡接端能够卡入夹持固定卡块8的卡槽中。

本实施例中，夹持固定卡块8的卡槽采用截面为V型的环状槽，相应的，第二摆杆7的弧形杆的卡接端的截面为与卡槽相匹配的V型。

如图6所示，按压第二摆杆7的按压块，能够克服第一弹簧Ⅱ9的弹力使得弧形杆的卡接端脱离夹持固定卡块8的卡槽。

本实施例中，偏摆固定卡块5端面的偏心位置处固定有驱动端偏摆连杆11。

偏摆固定卡块5的中心位置穿过有驱动端夹持连杆12并与驱动端夹持连杆12间隙配合，驱动端夹持连杆12穿过偏摆固定卡块5中心位置后于夹持固定卡块8的中心位置固定。

驱动端偏摆连杆11和驱动端夹持连杆12均设置在偏摆夹座1的驱动端，偏摆夹座1的执行端端面的偏心位置处设置有执行端偏摆连杆13，夹持夹座2的执行端端面中心位置设有执行端夹持连杆14，执行端夹持连杆14穿过偏摆夹座1的执行端并与其滑动配合。

本实施例中，驱动端偏摆连杆11和驱动端夹持连杆12作为驱动端连杆，执行端偏摆连杆13和执行端夹持连杆14作为执行端连杆，设置两个夹座，在其他一些实施例中，可以设置更多个夹座，相应的，驱动端连杆和执行端连杆以及摆杆、固定卡块、第一弹性件等部件也设置多个，多个固定卡块沿夹座的轴线方向布置，驱动端连杆穿过多个固定卡块直至连接至与其对应的固定卡块。夹座与对应的执行端连杆固定。

偏摆夹座1同轴位于快换拨轮机构内部空腔内，并与快换拨轮机构滑动连接，能够沿快换拨轮机构及其自身的轴线方向运动。

如图7所示，本实施例中，快换拨轮机构包括快换拨轮和轮盖，轮盖可拆卸的固定在快换拨轮的执行端端部。

具体的，快换拨轮包括依次设置的连接部15、手轮16和齿槽部17，连接部15设有内部容纳偏摆夹座1的空腔，形成筒状结构，连接部的筒壁上设置有两个滑槽18，滑槽18采用矩形槽，两个按压块分别通过两个滑槽18伸出至连接部15的外部，方便使用人员按压按压块。

所述轮盖与连接部可拆卸连接，具体的，轮盖包括一个半球状结构的盖体19，盖体19的敞口端边缘处设置有两个卡板20，卡板20能够插入连接部15的内部空腔内，卡板20的端部设置有凸起21，本实施例中，轮盖和卡板采用具有弹性的塑料材质，一体成型，凸起21采用半球状凸起，相应的，连接部15的筒壁上设置有与半球状凸起相匹配的锁紧孔22，卡板插入连接部后受到挤压向产生向内部的弹性变形，当半球状凸起与锁紧孔对齐后，卡板恢复形状，半球状凸起从锁紧孔中伸出，实现了轮盖与连接部15的固定。

卡板20上还设置有固定槽23，固定槽23采用矩形槽，偏摆夹座1的两侧均通过圆柱销连接有固定条24，固定条24伸入固定槽23中，且能够沿固定槽23滑动，实现了偏摆夹座在快换拨轮结构内部的定位。

盖体19上还设置有用于执行端偏摆连杆13和执行端夹持连杆14穿过的通孔，执行端偏摆连杆和执行端夹持连杆通过通孔穿过盖体，而且通过此种设置，保证了偏摆夹座1和夹持夹座2的间隙配合状态，并且对执行端偏摆连杆13和执行端夹持连杆14的运动进行导向。

所述连接部15和手轮16均设有用于驱动端偏摆连杆11和驱动端夹持连杆12穿过的通道，手轮16用于方便使用人员转动拨轮快换机构。

齿槽部17用于通过外壳的执行端伸入外壳内部。

齿槽部17采用圆柱状结构，其柱面上开设有环形槽，环形槽的槽面加工有多个齿槽。

外壳有第一壳体25和第二壳体26通过螺栓连接构成，外壳内部设有快换拨轮卡块27，快换拨轮卡块27设置在外壳内开设的两个定位台之间，用于对其沿外壳的轴线方向进行定位。

快换拨轮卡块27采用弧形结构，为一个弧形块，其外弧面固定有两个圆柱销28，圆柱销穿过第一壳体25，利用第一壳体25对其运动进行导向，其中一个圆柱销28外周套有第二弹性件，第二弹性件采用第二弹簧29，第二弹簧29的一端与弧形块的外弧面固定，另一端与第一壳体25的内侧面固定。

弧形块的位置与齿槽部17的环形槽的位置对应，且其内弧面上设置有卡头，在第二弹簧29的作用下，卡头卡入齿槽部17的齿槽中，实现了快换拨轮卡块27与齿槽部17的锁合，进而实现了快换拨轮结构与外壳的锁合。

弧形块的端部通过双头螺柱30连接有键帽31，键帽31伸出至第二壳体26外部，按压键帽31，能够实现快换拨轮卡块27与齿槽部17的分离。

本实施例中，通过手轮转动快换拨轮结构，在按压块和固定块24的作用下，偏摆夹座也转动，进而实现了执行端连杆的转动，而且快换拨轮卡块27的卡头与齿槽部17锁合后，快换拨轮卡块27为旋转提供阻尼，便于转动指定角度，防止旋转过程中对旋转角度失去控制，提高用户体验手感。

当驱动端偏摆连杆11做直线前后移动时，依次带动偏摆固定卡块4、第一摆杆3和偏摆夹座1的前后移动，进而带动执行端偏摆连杆13做直线运动。

当驱动端夹持连杆12做直线前后移动时，依次带动夹持固定卡块8、第二摆杆7和夹持夹座2的前后移动，进而带动执行端夹持连杆14做直线运动。

快换装置将夹持和偏摆的执行端连杆和驱动端连杆分开，当转动手轮16时，内部旋转不影响执行端偏摆连杆13和执行端夹持连杆14的前后移动，可以解决旋转对偏摆和夹持的耦合。偏摆时会造成执行端夹持连杆14的微小弯曲，把执行端夹持连杆14和相关的传动部件放在快换装置中心，可减缓二者的耦合，进一步解耦可通过改变传动杆的材料和算法补偿实现。

本实施例中，偏摆夹座与夹持夹座、第一摆杆、第二摆杆、第一弹性件、快换波轮机构预选组装成为一个整体，与外壳装配时，只需要按压两个按压块及键帽，然后将齿槽部插入外壳中，然后松开按压块和键帽，使得第一摆杆的卡接端卡入偏摆固定卡块的卡槽中，第二摆杆的卡接端卡入夹持固定卡块的卡槽中，快换拨轮卡块的卡头卡入齿槽部的齿槽中，完成快换装置的安装。

快换装置拆除时，只需要将两个按压块按下，将键帽按下，然后取下快换拨轮机构、偏摆夹座、夹持夹座、第一摆杆、第二摆杆、第一弹性件、执行端连杆等形成的整体结构取下即可，实现了快换安装。

快换装置操作时，只需要按压按压块和键帽即可，操作方便，有利于医师进行及时的设备更换。

实施例2

本实施例提供了一种手术机器人，设置有实施例1所述的手术机器人快换装置，手术机器人的其余结构采用现有结构即可，在此不进行详细叙述。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种手术机器人快换装置，其特征在于，包括夹座，夹座与摆杆非端部设定位置处转动连接，摆杆的按压端与夹座之间设有第一弹性件，卡接端在第一弹性件的作用下卡入固定卡块的卡槽中，固定卡块与驱动端连杆固定，夹座与执行端连杆固定，夹座与快换拨轮结构滑动连接，快换拨轮结构设置有齿槽部，齿槽部伸入外壳内，外壳内通过第二弹性件连接有快换拨轮卡块，快换拨轮卡块的卡头在第二弹性件的作用下卡入齿槽部的齿槽内。

2.如权利要求1所述的一种手术机器人快换装置，其特征在于，摆杆包括弧形杆和按压块，弧形杆与夹座转动连接，弧形杆的一端作为卡接端用于插入卡槽中，另一端设有按压块，按压块形成摆杆的按压端，通过第一弹性件与夹座连接，按压块能够在按压作用下使得弧形杆的端部脱离卡槽，按压块通过快换拨轮结构开设的滑槽伸出至快换拨轮结构外部。

3.如权利要求1所述的一种手术机器人快换装置，其特征在于，固定卡块设有截面为V型的环状卡槽，相应的，摆杆的卡接端截面为与卡槽相匹配的V型结构。

4.如权利要求1所述的一种手术机器人快换装置，其特征在于，所述快换拨轮结构包括快换拨轮和轮盖，轮盖设有伸入快换拨轮内部的卡板并通过卡板与快换拨轮可拆卸连接，卡板设有固定槽，夹座设有伸入固定槽的固定条，夹座通过固定条和固定槽与卡板滑动连接。

5.如权利要求4所述的一种手术机器人快换装置，其特征在于，所述快换拨轮包括依次设置的连接部，手轮部和齿槽部，连接部与轮盖的卡板可拆卸连接，齿槽部伸入外壳内部，设置有环形槽，环形槽的槽面设置有多个齿槽。

6.如权利要求4所述的一种手术机器人快换装置，其特征在于，卡板的外侧面设有凸起，连接部设有与所述凸起相匹配的锁紧孔。

7.如权利要求1所述的一种手术机器人快换装置，其特征在于，快换波轮卡块采用弧形结构，其外弧面固定有至少两个圆柱销，圆柱销穿过外壳，其中至少一个圆柱销外周套有第二弹性件，第二弹性件的一端与快换拨轮卡块的外侧面接触，另一端与外壳内壳面接触，快换拨轮卡块的内弧面设有与齿槽相匹配的卡头，快换拨轮卡块端部设有伸出至外壳外部的键帽。

8.如权利要求1所述的一种手术机器人快换装置，其特征在于，所述夹座设置多个，每个夹座均连接有一个执行端连杆，每个夹座均转动连接有摆杆和第一弹性件，摆杆在第一弹性件的作用下其卡接端卡入夹座对应的固定卡块的卡槽中，固定卡块与对应的驱动端连杆固定。

9.如权利要求1所述的一种手术机器人快换装置，其特征在于，驱动端连杆穿过多个固定卡块直至连接至与其对应的固定卡块。

10.一种手术机器人，其特征在于，设置有权利要求1-9任一项所述的手术机器人快换装置。

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