CN116999172B - 具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的末端执行器 - Google Patents

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Abstract

一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器,包括安装在其一端的电切镜、末端执行器前夹具、末端执行器后夹具、摄像头垫块、底板、视角按钮、推块、光轴、双重防水结构件、O型密封圈、星型密封圈、连接杆、弹珠柱塞、轴承座、丝杆、丝杆螺母、联轴器、电机、前夹具固定块。上述具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器具有结构简单且防水效果好的防水结构,且夹具结构能够满足安装方便快捷、安装牢固、定位精度高的要求。

Description

具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的末端执行器
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域。具体涉及一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器。
背景技术
末端执行器是用于手术机器人的末端工具,一方面用来装夹电切镜、另一方面将来自手术机器人的指令转化为电切镜的动作。在手术过程中需要用生理盐水冲洗,可能由于手术过程中水压增大,生理盐水会顺着电切镜的缝隙渗出,电切镜的进排水口也可能漏水。同时,电切镜消毒灭菌的过程中也有防水要求。生理盐水具有导电性和腐蚀性,灭菌液也具有腐蚀性,如果上述液体进入末端执行器内部,将对末端执行器内部元器件产生严重损坏。因此,末端执行器的防水要求是末端执行器设计的重中之重。
对于采用推块推动的末端执行器来说,末端执行器推块推动电切镜执行器前后移动完成电切手术,推块在末端执行器上的前后移动属于平面动密封,是末端执行器进水的主要位置,属于防水的重点。
市场在售的电切镜品牌众多,并且各个品牌的电切镜或同一品牌不同型号的电切镜的外形均不相同,进而为了适配满足不同医院不同电切镜品牌型号,末端执行器的夹持位置、夹持方式均不同,末端执行器上的电切镜夹具需要具有快速装夹、装夹牢固和装夹位置精度高的特点。但当前已有的末端执行器不具有这样的特点。
发明内容
末端执行器夹具的快换结构对于末端执行器使用体验会有大幅度提升,提高了末端执行器对于不同型号的电切镜的适配性,简单方便的结构也降低了使用繁琐结构固定电切镜的专业门槛,便于医护人员术前准备时的操作。当前已有的末端执行器并不具有结构简单且防水效果好的防水结构且夹具结构并不能满足安装方便快捷、安装牢固、定位精度高的特点。
为了解决上述问题,本发明的实施例提供一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器,所述具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器02包括安装在其一端的电切镜01、末端执行器前夹具03、末端执行器后夹具04、摄像头垫块05、底板06、视角按钮07、推块08、光轴09、双重防水结构件10、O型密封圈11、星型密封圈12、连接杆13、弹珠柱塞14、轴承座15、丝杆16、丝杆螺母17、联轴器18、电机19、前夹具固定块20。
根据本发明的一种实施方式,例如,光轴09与双重防水结构件10嵌合在一起,安装到底板06的矩形孔洞中。
根据本发明的一种实施方式,例如,双重防水结构件10上表面边缘设置密封圈安装面1002,O型密封圈11安装于密封圈安装面1002上,双重防水结构件10通过螺钉安装在底板06上;O型密封圈11被挤压在密封圈安装面1002与底板06之间的空隙中,密封圈安装面1002整个环形面上形成一个完整的密封结构,实现静态防水。
根据本发明的一种实施方式,例如,双重防水结构件10前后两端设置两个密封圈槽1001,星型密封圈12安装在密封圈槽1001内,光轴09穿过星型密封圈12安装,光轴09与前后两个星型密封圈12紧密接触,并且星型密封圈12被光轴09挤压在密封圈槽1001上,在往复运动过程中,光轴09与星型密封圈12的接触面始终紧密接触并贴合,实现滑动防水。
根据本发明的一种实施方式,例如,O型密封圈11整体上呈长方形,与密封圈安装面1002的形状相适应,其横截面是O型;星型密封圈12整体上呈圆形,与密封圈槽1001的形状相适应,其横截面是星型。
根据本发明的一种实施方式,例如,电机19的输出轴与丝杠16通过联轴器18连接,丝杆16和丝杆螺母17配合将电机的旋转运动转换为直线运动;光轴09穿过双重防水结构件10与连接杆13过盈配合,连接杆13与丝杠螺母17通过螺钉连接;推块08与光轴09连接,从而使得电机19的旋转运动传递到推块08转换成直线往复运动;推块08带动电切镜01的滑动块运动。
根据本发明的一种实施方式,例如,末端执行器前夹具03、末端执行器后夹具04用于夹持固定电切镜01;末端执行器前夹具03、末端执行器后夹具04和摄像头垫块05按照离电切镜01距离由近到远的顺序安装在底板06上。
根据本发明的一种实施方式,例如,末端执行器前夹具03的侧壁内侧具有插入导向槽0301及销孔0303,在安装末端执行器前夹具03时自上而下插到前夹具固定块20上,前夹具固定块20固定安装在底板06上,在插入的过程中导向槽0301压缩弹珠柱塞14向前夹具固定块20内移动,当末端执行器前夹具03的下底面0304与底板06表面贴合时,末端执行器前夹具03安装到位;在弹簧柱塞14的作用下,弹簧柱塞14的弹珠插入到末端执行器前夹具03的销孔0303内,销孔0303内部具有锥面,和弹簧柱塞14的锥面1401配合,通过锥面配合定位准确的原理保证了末端执行器前夹具03上下前后位置精度的准确性,同时,限制末端执行器前夹具03上下前后的自由度;末端执行器前夹具03的下底面0304与底板06的贴合能限制末端执行器前夹具06绕销轴旋转的自由度;在弹簧柱塞14的弹力的作用下限制末端执行器前夹具03左右的自由度。
根据本发明的一种实施方式,例如,末端执行器后夹具04具有与末端执行器前夹具03相同的结构。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器整体结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器俯视图。
图3是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器侧面剖视图及光轴09附近结构放大图。
图4是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中双重防水结构件10结构示意图。
图5是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中光轴09与双重防水结构件10的位置关系示意图。
图6是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中星型密封圈12的安装位置示意图。
图7是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中O型密封圈11的结构示意图。
图8是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中星型密封圈12的结构示意图。
图9是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中末端执行器前夹具03及末端执行器后夹具04安装位置示意图。
图10是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中传动机构连接关系示意图。
图11是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中末端执行器前夹具03的结构示意图。
图12是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中弹珠柱塞14结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓,本发明并不局限于附图和以下实施例。
本发明的实施例提出一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器,如图1所示,具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器02包括安装在其一端的电切镜01。
如图2-图10所示,具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器02还包括:末端执行器前夹具03、末端执行器后夹具04、摄像头垫块05、底板06、视角按钮07、推块08、光轴09、双重防水结构件10、O型密封圈11、星型密封圈12、连接杆13、弹珠柱塞14、轴承座15、丝杆16、丝杆螺母17、联轴器18、电机19、前夹具固定块20。
参照图3-图6来阐述双重防水结构件10及相关联的结构。其中,图3是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器侧面剖视图及光轴09附近结构放大图。图4是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中双重防水结构件10结构示意图。图5是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中光轴09与双重防水结构件10的位置关系示意图。图6是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中星型密封圈12的安装位置示意图。如图2、图3及图5所示,光轴09与双重防水结构件10嵌合在一起,安装到底板06的矩形孔洞中。
如图4所示,双重防水结构件10上表面边缘设置密封圈安装面1002,O型密封圈11安装于密封圈安装面1002上,双重防水结构件10通过螺钉安装在底板06上,如图3所示,O型密封圈11被挤压在密封圈安装面1002与底板06之间的空隙中,密封圈安装面1002整个环形面上形成一个完整的密封结构,实现静态防水。双重防水结构件10前后两端设置两个密封圈槽1001,星型密封圈12安装在密封圈槽1001内,如图5所示,光轴09穿过星型密封圈12安装,光轴09与前后两个星型密封圈12紧密接触,并且星型密封圈12被光轴09挤压在密封圈槽1001上,在往复运动过程中,光轴09与星型密封圈12的接触面始终紧密接触并贴合,实现滑动防水。
图7是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中O型密封圈11的结构示意图。如图7所示,O型密封圈11整体上呈长方形,与密封圈安装面1002的形状相适应。其横截面是O型,O型结构的密封圈在静态防水中效果良好。
图8是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中星型密封圈12的结构示意图。如图8所示,星型密封圈12整体上呈圆形,与密封圈槽1001的形状相适应。其横截面是星型,适应于动态防水。
图10是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中传动机构连接关系示意图。如图10所示,电机19的输出轴与丝杠16通过联轴器18连接,丝杆16和丝杆螺母17配合将电机的旋转运动转换为直线运动;如图5所示,光轴09穿过双重防水结构件10与连接杆13过盈配合,连接杆13与丝杠螺母17通过螺钉连接;如图2所示,推块08与光轴09连接,从而使得电机19的旋转运动传递到推块08转换成直线往复运动;进一步的;推块08带动电切镜01的滑动块运动。
光轴09安装的位置为手术机器人末端执行器上关键执行机构,同时也是液体最容易渗透的区域。本发明实施例提供的上述动态、静态两种防水方式结合的结构,有效地防止了液体渗透的可能性。具体来说,电切镜镜鞘进水口和出水口在使用过程中,需从进水口注入生理盐水,再通镜鞘,最后由出水口排出;电切镜01镜鞘设计有可拆机构,循环的生理盐水可能会从可拆机构的缝隙中渗透出,顺着镜鞘流到末端执行器上;由于推块08需要直线往复运动,生理盐水可能会顺着双重防水结构件10上的槽口流入,为了保护电机19,需要设置有效的防水结构。静态防水结构里的O型密封圈通过零件之间的装配挤压,使得O型密封圈完全膨胀,相对位置保持不变,形成静密封。动态防水结构里的星型密封圈通过与光轴的过盈配合,存在公差层面的挤压,光轴相对于星型密封圈直线往复运动,因为公差配合,并不会形成大阻力,不影响光轴运动、同时还能达到防水的目的。
如前所述,为了提高末端执行器对于不同型号的电切镜的适配性,简化医护人员术前准备时的更换电切镜的操作,本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器设置了夹具快换结构。该夹具快换结构包括末端执行器前夹具03和末端执行器后夹具04。末端执行器前夹具03、末端执行器后夹具04用于夹持固定电切镜01;如图2及图9所示,末端执行器前夹具03、末端执行器后夹具04和摄像头垫块05按照离电切镜01距离由近到远的顺序安装在底板06上。
对于不同型号的电切镜,末端执行器夹具(包括末端执行器前夹具03及末端执行器后夹具04)形状和结构也不同,以与不同型号的电切镜相适应。
图11是本发明实施例提供的一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器中末端执行器前夹具03的结构示意图。图12是弹珠柱塞14结构示意图。如图11所示,为保证末端执行器前夹具03安装牢固,末端执行器前夹具03的侧壁内侧具有插入导向槽0301及销孔0303,在安装末端执行器前夹具03时自上而下插到前夹具固定块20上,前夹具固定块20固定安装在底板06上,在插入的过程中导向槽0301压缩弹珠柱塞14向前夹具固定块20内移动,当末端执行器前夹具03的下底面0304与底板06表面贴合时,末端执行器前夹具03安装到位。在弹簧柱塞14的作用下,弹簧柱塞14的弹珠插入到末端执行器前夹具03的销孔0303内,销孔0303内部具有锥面,和弹簧柱塞14的锥面1401配合,通过锥面配合定位准确的原理保证了末端执行器前夹具03上下前后位置精度的准确性,同时,限制末端执行器前夹具03上下前后的自由度。末端执行器前夹具03的下底面0304与底板06的贴合能限制末端执行器前夹具06绕销轴旋转的自由度。在弹簧柱塞14的弹力的作用下限制末端执行器前夹具03左右的自由度,这样末端执行器前夹具03固定牢固,并且固定位置精度满足设计精度。
同样的,末端执行器后夹具04也具有相同结构;在前后两个执行器夹具的夹持固定下,将电切镜01与手术机器人末端执行器02紧固连接。
由于末端执行夹具上设置有弹簧柱塞14和配对销孔0303等快换结构,当需要更换不同型号电切镜时,操作者能够不依赖任何工具,单纯靠徒手简单、容易地拆卸并更换不同的前夹具和后夹具,提高了末端执行器对于不同型号的电切镜的适配性,简化了医护人员术前准备时的更换电切镜的操作。

Claims (4)

1.一种具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器,其特征在于,所述具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器(02)包括安装在其一端的电切镜(01)、末端执行器前夹具(03)、末端执行器后夹具(04)、摄像头垫块(05)、底板(06)、视角按钮(07)、推块(08)、光轴(09)、双重防水结构件(10)、O型密封圈(11)、星型密封圈(12)、连接杆(13)、弹珠柱塞(14)、轴承座(15)、丝杆(16)、丝杆螺母(17)、联轴器(18)、电机(19)、前夹具固定块(20);
光轴(09)与双重防水结构件(10)嵌合在一起,安装到底板(06)的矩形孔洞中;
双重防水结构件(10)上表面边缘设置密封圈安装面(1002),O型密封圈(11)安装于密封圈安装面(1002)上,双重防水结构件(10)通过螺钉安装在底板(06)上;O型密封圈(11)被挤压在密封圈安装面(1002)与底板(06)之间的空隙中,密封圈安装面(1002)整个环形面上形成一个完整的密封结构,实现静态防水;
双重防水结构件(10)前后两端设置两个密封圈槽(1001),星型密封圈(12)安装在密封圈槽(1001)内,光轴(09)穿过星型密封圈(12)安装,光轴(09)与前后两个星型密封圈(12)紧密接触,并且星型密封圈(12)被光轴(09)挤压在密封圈槽(1001)上,在往复运动过程中,光轴(09)与星型密封圈(12)的接触面始终紧密接触并贴合,实现滑动防水;
O型密封圈(11)整体上呈长方形,与密封圈安装面(1002)的形状相适应,其横截面是O型;星型密封圈(12)整体上呈圆形,与密封圈槽(1001)的形状相适应,其横截面是星型;
电机(19)的输出轴与丝杆(16)通过联轴器(18)连接,丝杆(16)和丝杆螺母(17)配合将电机的旋转运动转换为直线运动;光轴(09)穿过双重防水结构件(10)与连接杆(13)过盈配合,连接杆(13)与丝杆螺母(17)通过螺钉连接;推块(08)与光轴(09)连接,从而使得电机(19)的旋转运动传递到推块(08)转换成直线往复运动;推块(08)带动电切镜(01)的滑动块运动。
2.根据权利要求1所述的具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器,其特征在于,末端执行器前夹具(03)、末端执行器后夹具(04)用于夹持固定电切镜(01);末端执行器前夹具(03)、末端执行器后夹具(04)和摄像头垫块(05)按照离电切镜(01)距离由近到远的顺序安装在底板(06)上。
3.根据权利要求2所述的具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器,其特征在于,末端执行器前夹具(03)的侧壁内侧具有插入导向槽(0301)及销孔(0303),在安装末端执行器前夹具(03)时自上而下插到前夹具固定块(20)上,前夹具固定块(20)固定安装在底板(06)上,在插入的过程中导向槽(0301)压缩弹珠柱塞(14)向前夹具固定块(20)内移动,当末端执行器前夹具(03)的下底面(0304)与底板(06)表面贴合时,末端执行器前夹具(03)安装到位;在弹珠柱塞(14)的作用下,弹珠柱塞(14)的弹珠插入到末端执行器前夹具(03)的销孔(0303)内,销孔(0303)内部具有锥面,和弹珠柱塞(14)的锥面(1401)配合,通过锥面配合定位准确的原理保证了末端执行器前夹具(03)上下前后位置精度的准确性,同时,限制末端执行器前夹具(03)上下前后的自由度;末端执行器前夹具(03)的下底面(0304)与底板(06)的贴合能限制末端执行器前夹具(03)绕销轴旋转的自由度;在弹珠柱塞(14)的弹力的作用下限制末端执行器前夹具(03)左右的自由度。
4.根据权利要求3所述的具有滑动双重防水结构及夹具快换结构的手术机器人末端执行器,其特征在于,末端执行器后夹具(04)具有与末端执行器前夹具(03)相同的结构。
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