CN117462266A - 一种对接机构、医疗机械臂与手术床组合 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种对接机构、医疗机械臂与手术床组合，包括悬浮机构、导向柱、导向套、锁紧器和锁紧套，导向柱和导向套中一个安装在A部件上，另一个安装在B部件上，通过导向柱和导向套的配合，对A部件和B部件的连接进行导向，辅助锁紧器和锁紧套之间的对接。锁紧器和锁紧套中一个安装在A部件上，另一个安装在B部件上，通过锁紧器和锁紧套之间的配合，能够将A部件和B部件连接在一起。悬浮机构安装在A部件或B部件上，悬浮机构使A部件或B部件相对地面上下浮动，进而能够调整导向柱和导向套之间、锁紧器和锁紧套之间的相对位置，方便A部件和B部件的对接，另外，悬浮机构能够调整可浮动程度。

Description

一种对接机构、医疗机械臂与手术床组合

技术领域

本申请属于一种连接结构，涉及一种对接机构、医疗机械臂与手术床组合。

背景技术

在机械臂辅助骨科介入手术中，一般在手术前将带脚轮的移动式机械臂摆放在手术床边的合适位置，并使机械臂操作空间可覆盖手术范围，然后使移动式机械臂与地面之间保持固定不动，手术床与地面之间也保持固定不动。在手术过程中，当需要移动手术床位置时，移动式机械臂也跟随调整位置。在手术完成后，需要将移动式机械臂推到其他区域存放，手术床也要移动摆放到合适位置处。因此，每次手术，都要不断地重新调整移动式机械臂和手术床之间的相对位置，并且要求机械臂操作空间覆盖手术范围，操作繁琐，费时费力。

为了解决上述问题，已有一些公开技术提出了相应的解决方案。例如，公开号为CN218356370U的中国实用新型专利中，提出了一种床边固定装置，包括定位部、多个机械臂、多个旋转关节和连接件。定位部是手术机器人的一部分，在定位部上设有夹持机构，可从三个方向手动调整位置夹持手术床上的连接件，固定方式使用螺纹夹紧，从而实现血管介入手术机器人与手术床连接成一体，并可跟随手术床一起移动。再如公开号为WO2023104798A1的PCT国际申请中，公开了一种医疗机械臂与手术床的连接机构，该连接机构固定在医疗机械臂上，一端通过锁扣方式连接在移动式小推车上，另一端通过螺纹用滑块夹紧方式连接到手术床的导轨上。当需要使用医疗机械臂时，将载有医疗机械臂的移动式小推车摆放到手术床的合适位置，通过手动方式调整连接机构的高度和角度与手术床边的导轨对齐，然后通过螺纹用滑块夹紧方式固定到导轨上，再解锁与移动式小推车的连接，实现医疗机械臂与手术床连的固定连接，并可跟随手术床一起移动。

上述解决方案均存在以下缺点：医疗机械臂的连接装置需要不断调节位置与手术床上的导轨或连接目标对齐，操作过程依然较为繁琐，费时费力，实际应用中，可能还需要多人配合才能完成对齐和夹紧操作。

发明内容

本申请的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种对接机构、医疗机械臂与手术床组合。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现：

第一方面，本申请提出一种对接机构，用于连接可移动的A部件和可以动的B部件；包括悬浮机构、导向柱、导向套、锁紧器和锁紧套；

所述导向柱和导向套中，一个安装在A部件上，另一个安装在B部件上，导向柱和导向套相适配；

所述锁紧器和锁紧套中，一个安装在A部件上，另一个安装在B部件上，锁紧器和锁紧套相适配；

所述悬浮机构安装在A部件或B部件上，用于使悬浮机构所在的A部件或B部件能够相对地面上下浮动，并调整可浮动程度。

进一步地，所述悬浮机构为空气悬浮机构。

进一步地，所述悬浮机构包括支撑板、气囊、气泵和连接板；

所述气囊安装于支撑板和连接板之间，连接板与悬浮机构所在的A部件或B部件相连；

所述气囊与气泵相连，气囊与气泵之间设置有可调压力阀。

进一步地，还包括阻尼器；

所述阻尼器安装在支撑板上，阻尼器的工作端连接在连接板上。

进一步地，所述锁紧器为球形锁紧器，所述锁紧套为楔形套。

进一步地，所述锁紧器包括压块、弹性件、连接杆、楔块、锁套和至少两个锁紧球；

所述锁套连接在锁紧器所在的A部件或B部件上，锁套为中空结构，中空结构形成限位通道；

所述压块、连接杆、弹性件和楔块均安装在限位通道内，所述压块位于连接杆的一端，所述楔块连接在连接杆的另一端，弹性件套装在连接杆上，弹性件一端与压块相连或相连，另一端与连接杆相连或相抵；

所述锁套侧壁位于楔块侧壁小端处开设有至少两个通孔，各所述锁紧球分别位于各通孔内，锁紧球与通孔一一对应；

所述锁紧套内壁上开设有至少两个锁紧槽，所述锁紧槽与锁紧球一一对应。

进一步地，还包括旋盖；

所述旋盖套装在锁套一端外部，旋盖与压块相连。

进一步地，所述限位通道侧壁上设有限位台阶；

所述连接杆与楔块之间设有限位块，所述限位块与所述限位台阶相抵，用于限制楔块的轴向移动范围。

第二方面，本申请提出一种医疗机械臂与手术床组合，包括手术床、机械臂和推车，所述机械臂安装在推车上；采用上述对接机构连接推车和手术床；

以所述手术床作为A部件，以所述推车作为B部件。

进一步地，所述锁紧套、导向套和悬浮机构均安装在所述推车上；

所述导向柱和锁紧器安装在手术床上；

所述推车底部设有四个脚轮，所述悬浮机构设置有四个，分别安装于四个脚轮处。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

本申请提出一种对接机构，包括悬浮机构、导向柱、导向套、锁紧器和锁紧套，导向柱和导向套中一个安装在A部件上，另一个安装在B部件上，通过导向柱和导向套的配合，对A部件和B部件的连接进行导向，辅助锁紧器和锁紧套之间的对接。锁紧器和锁紧套中一个安装在A部件上，另一个安装在B部件上，通过锁紧器和锁紧套之间的配合，能够将A部件和B部件连接在一起。悬浮机构安装在A部件或B部件上，悬浮机构使A部件或B部件相对地面上下浮动，进而能够调整导向柱和导向套之间、锁紧器和锁紧套之间的相对位置，方便A部件和B部件的对接，另外，悬浮机构能够调整可浮动程度，在A部件和B部件移动时，可以使可浮动程度降低，保证平稳性，需要对接时，使可浮动程度升高，方便对接。采用本申请的对接机构，操作简便，省时省力，能够在一定程度上通过悬浮机构实现自动调整和对齐，具有较强的实用性。

本申请还提出了一种医疗机械臂与手术床组合，安装有机械臂的推车和手术床之间通过上述对接机构进行对接连接，具备上述对接机构的全部优势。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一种对接机构实施例的一种结构示意图；

图2为锁紧器和锁紧套一种结构未对接时的结构示意图；

图3为锁紧器和锁紧套一种结构对接后的结构示意图；

图4为悬浮机构的一种结构示意图；

图5为本申请实施例中手术床和推车未连接时的状态示意图；

图6为本申请实施例中手术床和推车连接后的状态示意图；

图7为本申请实施例中设置四个空气悬浮机构时的一种供气原理示意图；

图8为本申请实施例中医疗机械臂与手术床组合实现连接锁紧的一种流程示意图。

其中：1-A部件、2-B部件、3-悬浮机构、301-支撑板、302-气囊、303-气泵、304-连接板、305-可调压力阀、306-阻尼器、307-气管、308-集气阀岛、4-导向柱、5-导向套、6-锁紧器、601-压块、602-弹性件、603-连接杆、604-楔块、605-锁套、606-锁紧球、607-通孔、608-旋盖、609-限位台阶、7-锁紧套、8-机械臂、9-脚轮、10-扶手、11-手术床、12-推车。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在机械臂8辅助骨科介入手术中，机械臂8有时需要与手术床11同步移动，有时需要分别移动，因此，需要连接机械臂8和手术床11，且需要方便拆装。针对该问题，本申请提出一种对接机构、医疗机械臂与手术床组合，其中，对接机构不仅能够对机械臂8和手术床11进行连接，还可以针对其他有类似需求的两个部件进行连接。

下面结合实施例和附图对本申请做进一步详细描述：

如图1所示，为本申请一种对接机构的一种结构示意图。本申请提出的一种对接机构，用于连接可移动的A部件1和可以动的B部件2，对于有类似机械臂8和手术床11之间连接需求的两个部件，均可以采用本申请的对接机构进行连接。对接机构可以包括悬浮机构3、导向柱4、导向套5、锁紧器6和锁紧套7。

导向柱4和导向套5中，一个安装在A部件1上，另一个安装在B部件2上，导向柱4和导向套5相适配。需要连接时，导向柱4插入导向套5起到导向定位的作用，导向柱4和导向套5分别安装在A部件1和B部件2上即可。实际应用中，导向柱4和导向套5的具体安装位置、结构和安装数量，可以根据实际需要进行调整，本申请不做限制。

锁紧器6和锁紧套7中，一个安装在A部件1上，另一个安装在B部件2上，锁紧器6和锁紧套7相适配。需要连接时，在导向柱4与导向套5的定位作用下，锁紧器6和锁紧套7能够准确对接锁紧。实际应用中，锁紧器6和锁紧套7的具体安装位置、结构和安装数量，可以根据实际需要进行调整，关于锁紧器6和锁紧套7的具体结构，只要方便锁紧操作即可。

悬浮机构3安装在A部件1或B部件2上，用于使悬浮机构3所在的A部件1或B部件2能够相对地面上下浮动，并调整可浮动程度。实际应用中，悬浮机构3的具体类型和悬浮原理，可以根据实际使用场景进行调整。

作为本申请中锁紧器6和锁紧套7的一种结构，如图2所示，为锁紧器6和锁紧套7一种结构未对接时的结构示意图，如图3所示，为锁紧器6和锁紧套7一种结构对接后的结构示意图。

如图2所示，锁紧器6可以采用球形锁紧器6，锁紧套7采用楔形套。其中，锁紧器6包括压块601、弹性件602、连接杆603、楔块604、锁套605和至少两个锁紧球606，其中，锁紧球606的数量可以根据需要进行调整，一般情况下，至少为两个。

锁套605连接在锁紧器6所在的A部件1或B部件2上，锁套605为中空结构，中空结构形成限位通道。压块601、连接杆603、弹性件602和楔块604均安装在限位通道内，压块601位于连接杆603的一端，楔块604连接在连接杆603的另一端，弹性件602套装在连接杆603上，弹性件602一端与压块601相连或相连，另一端与连接杆603相连或相抵。锁套605侧壁位于楔块604侧壁小端处开设有至少两个通孔607，各所述锁紧球606分别位于各通孔607内，锁紧球606与通孔607一一对应。锁紧套7内壁上开设有至少两个锁紧槽，锁紧槽与锁紧球606一一对应。

实际应用中，使锁套605伸入楔形套内，压块601向下运动时，带动楔块604同步向下运动，同时压缩弹簧，由于锁紧球606位于楔块604小端一侧，楔块604向下运动后，楔块604侧壁会逐渐挤压锁紧球606，使锁紧球606向通孔607内运动，同时，旋转压块601，楔块604带动锁紧球606同步转动，直至锁紧球606进入楔形套内壁的锁紧槽内，能够实现锁紧。如图3所示，为锁套605伸入楔形套内之后，锁紧球606与锁紧槽配合锁紧后的状态示意图。采用该结构，能够实现快速夹紧，操作方便，可通过旋转旋盖608推动球体伸出和缩进进而实现锁紧和释放功能。

在本申请的其他实施例中，为了便于操作，锁紧器6还可以包括旋盖608，旋盖608套装在锁套605一端外部，旋盖608与压块601相连，旋转并下压旋盖608，即可使楔块604旋转和沿轴向向下运动，需要解锁时，楔块604沿轴向向上运动，锁紧球606向通孔607一侧运动，旋转楔块604，即可实现解锁。同时，弹性件602可以起到回弹和缓冲的作用。需要说明的是，旋盖608、压块601和锁套605之间的连接方式可以有多种，例如，旋盖608可以与锁套605螺纹连接，也可以使用电动驱动的方式，例如电磁开关或气动开关等，还可以采用其他的连接方式，只要能够实现相应的功能即可。

在本申请的其他实施例中，为了限制楔块604的轴向运动范围，还可以在限位通道侧壁上设置限位台阶609，连接杆603与楔块604之间设有限位块，限位块与限位台阶609相抵。

如图4所示，为本申请悬浮机构3的一种结构示意图，采用空气悬浮机构3，可以包括支撑板301、气囊302、气泵303和连接板304。气囊302安装于支撑板301和连接板304之间，连接板304与悬浮机构3所在的A部件1或B部件2相连，气囊302与气泵303相连，气囊302与气泵303之间设置有可调压力阀305，为了浮动平稳，还可以设置阻尼器306，阻尼器306安装在支撑板301上，阻尼器306的工作端连接在连接板304上。气泵303向气囊302输送气体，可调压力阀305可以调节输送气体的压力。如图7所示，为设置四个空气悬浮机构3时的一种供气原理示意图。实际应用中，对于A部件1和B部件2，空气悬浮机构3的具体设置数量，可以根据需要进行调整，以A部件1和B部件2的移动通过脚轮9实现为例，可以将脚轮9与空气悬浮机构3集成在一起，脚轮9安装在支撑板301底部，脚轮9可以采用现有的可以实现锁死功能的脚轮9，本申请不对脚轮9的具体结构进行限制。实际应用中，气泵303输出气体，可调压力阀305可以对气体的压力进行调节，气体先输送至集气阀岛308，再经过四根气管307分别输送至各悬浮机构3的气囊302中。当需要增大悬浮状态时，则通过可调压力阀305降低气囊302压力实现，即气囊302刚度变低。反之，当需要减小悬浮状态时，则通过可调压力阀305增大气囊302压力实现，即气囊302刚度变高。阻尼器306可以时悬浮更加平稳。

基于上述对接机构，本申请还提出了一种医疗机械臂与手术床组合，包括手术床11、机械臂8和推车12，机械臂8安装在推车12上，推车12和手术床11采用上述本申请提出的对接机构连接，进而使机械臂8和手术床11实现连接。如图5所示，为手术床11和推车12未连接时的状态示意图。作为一种示例，锁紧套7、导向套5和悬浮机构3均安装在推车12上，推车12上还可以设置扶手10，便于推拉推车12。推车12底部设有四个脚轮9，悬浮机构3设置有四个，分别安装于四个脚轮9处，导向柱4和锁紧器6安装在手术床11上。锁紧套7、导向套5和悬浮机构3在推车12上的安装位置，以及导向柱4和锁紧器6在手术床11上的安装位置，可以进行调整，以不影响手术床11、推车12和机械臂8自身功能为前提。如图6所示，为手术床11和推车12连接后的状态示意图。导向柱4位于导向套5内，锁紧器6和锁紧套7配合实现锁紧。

如图8所示，为本申请中医疗机械臂与手术床组合实现连接锁紧的流程示意图，可以包括：

S101，手术床11脚轮9锁定，将机械臂8通过推车12推放到手术床11附近位置，调节可调压力阀305以降低气囊302刚度，增大悬浮性。

S102，通过向推车12的扶手10施加力调整导向柱4位置和角度，粗略地对准导向套5。

S103，依靠悬浮机构3的浮动状态顺势将导向柱4推入导向套5至底部。

S104，将锁紧器6的旋盖608旋转至一定角度夹紧，并伴有夹紧时单击感。

S105，此时装有机械臂8的推车12与手术床11完全固定连接，并可随手术床11一起移动。

S106，当需要把机械臂8与手术床11分离时，先将锁紧器6的旋钮反向旋转至一定角度松开，并伴有松开时单击感。

S107，通过向推车12的扶手10施加力拉开机械臂8，即可将导向柱4从导向套5中抽出，实现机械臂8与手术床11完全分离。

S108，调节悬浮机构3的可调压力阀305以增加气囊302刚度，使机械臂8能够平稳移动。

本申请的医疗机械臂与手术床组合中，推车12与手术床11连接时，不需要位置精确对齐，可以依靠悬浮机构3的自由悬浮状态，通过向推车12施加力顺势将导向柱4插入导向套5，实现对齐功能。并且，可以通过锁紧器6和锁紧套7实现快速夹紧和释放，操作简单。

需要说明的是，本申请的对接机构，也可以实现其他有类似连接需求的场景，例如进行移动充电等。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对接机构，用于连接可移动的A部件(1)和可以动的B部件(2)；其特征在于，包括悬浮机构(3)、导向柱(4)、导向套(5)、锁紧器(6)和锁紧套(7)；

所述导向柱(4)和导向套(5)中，一个安装在A部件(1)上，另一个安装在B部件(2)上，导向柱(4)和导向套(5)相适配；

所述锁紧器(6)和锁紧套(7)中，一个安装在A部件(1)上，另一个安装在B部件(2)上，锁紧器(6)和锁紧套(7)相适配；

所述悬浮机构(3)安装在A部件(1)或B部件(2)上，用于使悬浮机构(3)所在的A部件(1)或B部件(2)能够相对地面上下浮动，并调整可浮动程度。

2.根据权利要求1所述一种对接机构，其特征在于：所述悬浮机构(3)为空气悬浮机构(3)。

3.根据权利要求2所述一种对接机构，其特征在于：所述悬浮机构(3)包括支撑板(301)、气囊(302)、气泵(303)和连接板(304)；

所述气囊(302)安装于支撑板(301)和连接板(304)之间，连接板(304)与悬浮机构(3)所在的A部件(1)或B部件(2)相连；

所述气囊(302)与气泵(303)相连，气囊(302)与气泵(303)之间设置有可调压力阀(305)。

4.根据权利要求3所述一种对接机构，其特征在于：还包括阻尼器(306)；

所述阻尼器(306)安装在支撑板(301)上，阻尼器(306)的工作端连接在连接板(304)上。

5.根据权利要求1至4任一所述一种对接机构，其特征在于：所述锁紧器(6)为球形锁紧器(6)，所述锁紧套(7)为楔形套。

6.根据权利要求5所述一种对接机构，其特征在于：所述锁紧器(6)包括压块(601)、弹性件(602)、连接杆(603)、楔块(604)、锁套(605)和至少两个锁紧球(606)；

所述锁套(605)连接在锁紧器(6)所在的A部件(1)或B部件(2)上，锁套(605)为中空结构，中空结构形成限位通道；

所述压块(601)、连接杆(603)、弹性件(602)和楔块(604)均安装在限位通道内，所述压块(601)位于连接杆(603)的一端，所述楔块(604)连接在连接杆(603)的另一端，弹性件(602)套装在连接杆(603)上，弹性件(602)一端与压块(601)相连或相连，另一端与连接杆(603)相连或相抵；

所述锁套(605)侧壁位于楔块(604)侧壁小端处开设有至少两个通孔(607)，各所述锁紧球(606)分别位于各通孔(607)内，锁紧球(606)与通孔(607)一一对应；

所述锁紧套(7)内壁上开设有至少两个锁紧槽，所述锁紧槽与锁紧球(606)一一对应。

7.根据权利要求6所述一种对接机构，其特征在于：还包括旋盖(608)；

所述旋盖(608)套装在锁套(605)一端外部，旋盖(608)与压块(601)相连。

8.根据权利要求7所述一种对接机构，其特征在于：所述限位通道侧壁上设有限位台阶(609)；

所述连接杆(603)与楔块(604)之间设有限位块，所述限位块与所述限位台阶(609)相抵，用于限制楔块(604)的轴向移动范围。

9.一种医疗机械臂与手术床组合，包括手术床(11)、机械臂(8)和推车(12)，所述机械臂(8)安装在推车(12)上；其特征在于：采用权利要求1至8任一所述对接机构连接推车(12)和手术床(11)；

以所述手术床(11)作为A部件(1)，以所述推车(12)作为B部件(2)。

10.根据权利要求9所述一种医疗机械臂与手术床组合，其特征在于：所述锁紧套(7)、导向套(5)和悬浮机构(3)均安装在所述推车(12)上；

所述导向柱(4)和锁紧器(6)安装在手术床(11)上；

所述推车(12)底部设有四个脚轮(9)，所述悬浮机构(3)设置有四个，分别安装于四个脚轮(9)处。