CN117565029A - 一种基于远程操作的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于远程操作的机器人，涉及机器人技术领域，包括第一关节臂，所述电机的输出端连接有用于对连接轴进行转动调节的旋转调位器，所述连接轴远离电机的一端设置有用于对第二关节臂进行定位的支撑锁位件，所述第一关节臂的底部设置有用于对连接轴与第一关节臂连接处进行润滑处理的补液器。本发明通过设置旋转调位器，当电机进行运作时通过第二传动锥齿轮、第一传动锥齿轮、传动轴带动锥齿连环进行转动，锥齿连环进行转动时便可带动连杆进行转动，以此来使连杆与连接轴之间形成省力杠杆的效果，从而减小了电机带动连接轴转动所需的扭转力，减小了电机的运作负荷，增加了连接轴相对第一关节臂转动的流畅度。

Description

一种基于远程操作的机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体是一种基于远程操作的机器人。

背景技术

微创外科被誉为20世纪医学科学对人类文明的重要贡献之一，微创手术操作是指医生利用细长的手术工具通过人体表面的微小切口探入到体内进行手术操作的，医疗外科手术机械臂要求有比较高的绝对定位精度，保证这种绝对定位精度的前提是机械臂的安装基础需要有较高的刚性和稳定性。

一般的手术机械臂通过电机带动关节臂进行摆动，而在对手术机械臂的位置调节完成后仍需通过电机来对调节后的机械臂进行支撑，此时由于电机需要输出较大的扭矩维持平衡，导致电机负载较高，如此在手术的过程中极易造成机械手抖动，影响整个手术，同时在后续使用中也会影响调节的精准度。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决机械臂的关节处稳定性较差，提供一种基于远程操作的机器人。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于远程操作的机器人，包括第一关节臂，所述第一关节臂的一侧安装有第一安装座，所述第一安装座远离第一关节臂的一侧安装有电机，所述第一关节臂的一端转动连接有连接轴，所述连接轴上固定有第二关节臂，所述第二关节臂远离连接轴的一端安装有手术夹爪，所述电机的输出端连接有用于对连接轴进行转动调节的旋转调位器，所述连接轴远离电机的一端设置有用于对第二关节臂进行定位的支撑锁位件，所述第一关节臂的底部设置有用于对连接轴与第一关节臂连接处进行润滑处理的补液器，所述补液器与支撑锁位件相连。

作为本发明再进一步的方案：所述支撑锁位件包括有固定于连接轴远离电机一端的圆盘，所述第一关节臂上设置有位于圆盘一侧的第二安装座，所述第二安装座上安装有伸缩气缸，所述伸缩气缸的输出端连接有齿条架，所述圆盘的一端固定有移位销，所述伸缩气缸与圆盘之间设置有T型推杆，所述T型推杆上开设有导向直槽，T型推杆通过移位销套设于移位销外侧，所述T型推杆的一端固定有活动框架，所述活动框架的内侧固定有第二塞杆，所述第一关节臂的一侧安装有内部灌满液压油的第二储液套管，第二塞杆的一端延伸至第二储液套管内，所述第一关节臂的一侧设置有与第二储液套管并排设置的第一储液套管，所述第一储液套管内插接有与活动框架相连的第一塞杆，所述第一储液套管上设置有与第二储液套管相连的连接管，所述连接管的外侧设置有阻液仓，所述阻液仓的外侧固定有卡位架，所述卡位架的内侧通过轴承转动连接有单向丝杆，单向丝杆的外侧套设有延伸至阻液仓内部的移动架，所述单向丝杆的一端固定有位于卡位架外侧的拨位直齿轮，移动架的一端固定有位于阻液仓内部的阻流塞块，阻流塞块的四周与阻液仓内壁相贴合。

作为本发明再进一步的方案：所述第一储液套管的数量设置两个，且两个第一储液套管沿着第二储液套管的横向中轴线对称设置，所述第二储液套管的直径为与第一储液套管直径的二倍，所述第二塞杆与第一塞杆的朝向相反。

作为本发明再进一步的方案：所述拨位直齿轮与齿条架相啮合，所述移动架的顶部设置有与单向丝杆相匹配的螺纹孔。

作为本发明再进一步的方案：所述旋转调位器包括有固定于连接轴远离圆盘一端的连杆，所述连杆的一端设置有锥齿连环，所述第一安装座远离电机的一侧固定有固定块，所述固定块上通过轴承转动连接有传动轴，所述传动轴的两端固定有第一传动锥齿轮，所述电机的输出端连接有第二传动锥齿轮。

作为本发明再进一步的方案：所述锥齿连环、连接轴、第二传动锥齿轮圆心共轴，所述第二传动锥齿轮与第一传动锥齿轮相啮合，所述第一传动锥齿轮与锥齿连环相啮合。

作为本发明再进一步的方案：所述补液器包括有安装于第一关节臂底部的润滑油存放管，所述润滑油存放管的一端固定有储液仓，所述储液仓远离润滑油存放管的一端设置有连管，所述润滑油存放管远离储液仓的一端设置有管套，所述管套的一端设置有贯穿至管套另一端的推液塞，所述推液塞的外侧设置有与管套相连的复位弹簧，所述储液仓的外侧固定有过渡仓，所述过渡仓的两侧设置有与润滑油存放管相连的第二单向阀，所述过渡仓一端插接有与连接架相连的第三塞杆，所述过渡仓的一端安装有位于储液仓内部的第一单向阀。

作为本发明再进一步的方案：所述第二单向阀的进液口与润滑油存放管相连，所述第一单向阀的进液口与过渡仓相连。

作为本发明再进一步的方案：所述管套通过螺纹与润滑油存放管进行可拆卸连接，所述管套上开设有与推液塞相匹配的通孔。

作为本发明再进一步的方案：所述导向直槽的长度为与圆盘的直径大小相等，所述移位销的圆心远离圆盘的圆心。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过设置支撑锁位件，圆盘随着连接轴进行转动时通过移位销、导向直槽带动第二塞杆、第一塞杆进行移动，如此便可使第二储液套管内部的液压油通过连接管挤入第一储液套管内，在对第二关节臂调节完成后通过外置控制器启动伸缩气缸，通过伸缩气缸的伸展使得齿条架带动拨位直齿轮以此来使阻流塞块对连接管进行阻挡，如此便可对第二塞杆、第一塞杆的移动进行阻碍，使得第二关节臂的重力作用在第一储液套管、第二储液套管内部的液压油上，无须电机输出较大的扭矩维持平衡，以此来减小电机的负载，提高了电机的使用寿命，从而防止第二关节臂相对第一关节臂发生摆动，提高了第二关节臂与第一关节臂连接的稳定性；

2、通过设置旋转调位器，当电机进行运作时通过第二传动锥齿轮、第一传动锥齿轮、传动轴带动锥齿连环进行转动，锥齿连环进行转动时便可带动连杆进行转动，以此来使连杆与连接轴之间形成省力杠杆的效果，从而减小了电机带动连接轴转动所需的扭转力，减小了电机的运作负荷，增加了连接轴相对第一关节臂转动的流畅度；

3、通过设置补液器，当第三塞杆随着连接架向着远离连接轴的方向进行移动时，第三塞杆会通过第二单向阀对润滑油存放管内部的润滑油进行抽取，当第三塞杆随着连接架向着靠近连接轴的方向进行移动时，第三塞杆便会将过渡仓内部的润滑油通过第一单向阀、储液仓、连管流至连接轴与第一关节臂的连接处，如此便可对连接轴与第一关节臂的连接处进行润滑处理，减轻了连接轴相对第一关节臂转动的阻塞感，同时提高了远程操作的流畅度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电机与连接轴的连接示意图；

图3为本发明的第一关节臂的底部结构示意图；

图4为本发明的圆盘与第二储液套管的连接示意图；

图5为本发明的第一储液套管与第二储液套管之间的连接示意图；

图6为本发明的阻液仓内部结构示意图；

图7为本发明的补液器结构示意图；

图8为本发明的储液仓与润滑油存放管的连接示意图。

图中：1、第一关节臂；2、第二关节臂；3、手术夹爪；4、第一安装座；5、电机；6、连接轴；701、圆盘；702、连杆；703、传动轴；704、第一传动锥齿轮；705、固定块；706、第二传动锥齿轮；707、锥齿连环；708、连管；709、储液仓；710、润滑油存放管；711、管套；712、活动框架；713、第一单向阀；714、第一塞杆；715、第一储液套管；716、第二储液套管；717、齿条架；718、伸缩气缸；719、第二安装座；720、第二塞杆；721、移位销；722、T型推杆；723、导向直槽；724、连接架；725、连接管；726、阻液仓；727、拨位直齿轮；728、卡位架；729、单向丝杆；730、移动架；731、阻流塞块；732、复位弹簧；733、推液塞；734、第二单向阀；735、过渡仓；736、第三塞杆。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

请参阅图1～图8，本发明实施例中，一种基于远程操作的机器人，包括第一关节臂1，第一关节臂1的一侧安装有第一安装座4，第一安装座4远离第一关节臂1的一侧安装有电机5，第一关节臂1的一端转动连接有连接轴6，连接轴6上固定有第二关节臂2，第二关节臂2远离连接轴6的一端安装有手术夹爪3，电机5的输出端连接有用于对连接轴6进行转动调节的旋转调位器，连接轴6远离电机5的一端设置有用于对第二关节臂2进行定位的支撑锁位件，第一关节臂1的底部设置有用于对连接轴6与第一关节臂1连接处进行润滑处理的补液器，补液器与支撑锁位件相连。

在本实施例中，在进行手术操作时通过控制器控制手术夹爪3的运作来对医疗器械进行抓取，之后通过外置控制器控制电机5的运作，电机5进行运作时通过旋转调位器来使连接轴6带动第二关节臂2进行摆动，通过旋转调位器的配合可减轻电机5的负载，在对第二关节臂2的角度调节完成后启动支撑锁位件，通过支撑锁位件来对第二关节臂2进行定位，以此来提高第二关节臂2在调节后的稳定性，同时通过补液器与支撑锁位件之间的配合来对连接轴6与第一关节臂1之间的连接处进行润滑处理，从而提高对该机械手臂远程操作的流畅度，减小了第二关节臂2相对第一关节臂1摆动的阻塞感。

请着重参阅图1、图3、图4、图5，支撑锁位件包括有固定于连接轴6远离电机5一端的圆盘701，第一关节臂1上设置有位于圆盘701一侧的第二安装座719，第二安装座719上安装有伸缩气缸718，伸缩气缸718的输出端连接有齿条架717，圆盘701的一端固定有移位销721，伸缩气缸718与圆盘701之间设置有T型推杆722，T型推杆722上开设有导向直槽723，T型推杆722通过移位销721套设于移位销721外侧，T型推杆722的一端固定有活动框架712，活动框架712的内侧固定有第二塞杆720，第一关节臂1的一侧安装有内部灌满液压油的第二储液套管716，第二塞杆720的一端延伸至第二储液套管716内，第一关节臂1的一侧设置有与第二储液套管716并排设置的第一储液套管715，第一储液套管715内插接有与活动框架712相连的第一塞杆714，第一储液套管715上设置有与第二储液套管716相连的连接管725，连接管725的外侧设置有阻液仓726，阻液仓726的外侧固定有卡位架728，卡位架728的内侧通过轴承转动连接有单向丝杆729，单向丝杆729的外侧套设有延伸至阻液仓726内部的移动架730，单向丝杆729的一端固定有位于卡位架728外侧的拨位直齿轮727，移动架730的一端固定有位于阻液仓726内部的阻流塞块731，阻流塞块731的四周与阻液仓726内壁相贴合。

在本实施例中，当连接轴6相对第一关节臂1发生转动时会使圆盘701随着连接轴6进行转动，此时圆盘701通过移位销721、导向直槽723带动T型推杆722进行移动，此时第二塞杆720向着第二储液套管716进行移动、第一塞杆714向着远离第一储液套管715的方向进行移动，如此便可使第二储液套管716内部的液压油通过连接管725挤入第一储液套管715内，在对第二关节臂2调节完成后通过外置控制器启动伸缩气缸718，伸缩气缸718进行伸展，同时齿条架717随着伸缩气缸718的伸展拨动拨位直齿轮727进行转动，此时单向丝杆729随着拨位直齿轮727进行转动，移动架730便会沿着单向丝杆729进行移动，如此便可将阻流塞块731移至连接管725的一端，从而对连接管725进行阻挡，此时第二储液套管716与第一储液套管715内部的液压油便无流动空间，如此便可对第二塞杆720、第一塞杆714的移动进行阻碍，以此来对连接轴6进行定位，同时使得第二关节臂2的重力作用在第一储液套管715、第二储液套管716内部的液压油上，无须电机5输出较大的扭矩维持平衡，以此来减小电机5的负载，提高了电机5的使用寿命，从而防止第二关节臂2相对第一关节臂1发生摆动，提高了第二关节臂2与第一关节臂1连接的稳定性。

请着重参阅图5，第一储液套管715的数量设置两个，且两个第一储液套管715沿着第二储液套管716的横向中轴线对称设置，第二储液套管716的直径为与第一储液套管715直径的二倍，第二塞杆720与第一塞杆714的朝向相反。

在本实施例中，通过设置此结构使得第二塞杆720与第一塞杆714随着活动框架712进行移动时将第二储液套管716内的部分液压油推入第一储液套管715内，以此来使流出第二储液套管716的液压油与流入第一储液套管715内的液压油的量相等，从而提高了活动框架712移动的流畅度。

请着重参阅图4、图6，拨位直齿轮727与齿条架717相啮合，移动架730的顶部设置有与单向丝杆729相匹配的螺纹孔。

在本实施例中，通过设置此结构使得齿条架717进行移动时通过拨位直齿轮727带动单向丝杆729进行转动，以此来使移动架730沿着单向丝杆729进行移动，从而对阻流塞块731的位置进行调节。

请着重参阅图2，旋转调位器包括有固定于连接轴6远离圆盘701一端的连杆702，连杆702的一端设置有锥齿连环707，第一安装座4远离电机5的一侧固定有固定块705，固定块705上通过轴承转动连接有传动轴703，传动轴703的两端固定有第一传动锥齿轮704，电机5的输出端连接有第二传动锥齿轮706。

在本实施例中，当电机5进行运作时通过第二传动锥齿轮706、第一传动锥齿轮704、传动轴703带动锥齿连环707进行转动，锥齿连环707进行转动时便可带动连杆702进行转动，以此来使连杆702与连接轴6之间形成省力杠杆的效果，从而减小了电机5带动连接轴6转动所需的扭转力，减小了电机5的运作负荷，增加了连接轴6相对第一关节臂1转动的流畅度。

请着重参阅图2，锥齿连环707、连接轴6、第二传动锥齿轮706圆心共轴，第二传动锥齿轮706与第一传动锥齿轮704相啮合，第一传动锥齿轮704与锥齿连环707相啮合。

在本实施例中，通过设置此结构使得第二传动锥齿轮706进行转动时带动连接轴6进行转动，以此来使减小连杆702拨动连接轴6所需的力，以此来减轻电机5的运作负荷。

请着重参阅图1、图3、图7、图8，补液器包括有安装于第一关节臂1底部的润滑油存放管710，润滑油存放管710的一端固定有储液仓709，储液仓709远离润滑油存放管710的一端设置有连管708，润滑油存放管710远离储液仓709的一端设置有管套711，管套711的一端设置有贯穿至管套711另一端的推液塞733，推液塞733的外侧设置有与管套711相连的复位弹簧732，储液仓709的外侧固定有过渡仓735，过渡仓735的两侧设置有与润滑油存放管710相连的第二单向阀734，过渡仓735一端插接有与连接架724相连的第三塞杆736，过渡仓735的一端安装有位于储液仓709内部的第一单向阀713。

在本实施例中，当第三塞杆736随着连接架724向着远离连接轴6的方向进行移动时，第三塞杆736会通过第二单向阀734对润滑油存放管710内部的润滑油进行抽取，当第三塞杆736随着连接架724向着靠近连接轴6的方向进行移动时，第三塞杆736便会将过渡仓735内部的润滑油通过第一单向阀713、储液仓709、连管708流至连接轴6与第一关节臂1的连接处，如此便可对连接轴6与第一关节臂1的连接处进行润滑处理，减轻了连接轴6相对第一关节臂1转动的阻塞感，同时提高了远程操作的流畅度。

请着重参阅图8，第二单向阀734的进液口与润滑油存放管710相连，第一单向阀713的进液口与过渡仓735相连。

在本实施例中，通过设置此结构使得润滑油存放管710内的润滑油进行单向流入储液仓709内，以此来使润滑油通过连管708排放至连接轴6与第一关节臂1的连接处，从而增加了连接轴6与第一关节臂1之间的润滑度。

请着重参阅图8，管套711通过螺纹与润滑油存放管710进行可拆卸连接，管套711上开设有与推液塞733相匹配的通孔。

在本实施例中，通过设置此结构可将管套711取下，以此来对润滑油存放管710内部的润滑油进行补充，同时通过复位弹簧732对推液塞733的推力来使润滑油存放管710内部的润滑油受到挤压，以此来使润滑油存放管710内的润滑油稳定流入过渡仓735内。

请着重参阅图5，导向直槽723的长度为与圆盘701的直径大小相等，移位销721的圆心远离圆盘701的圆心。

在本实施例中，通过设置此结构可使圆盘701在转动时导向直槽723进行水平移动。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于远程操作的机器人，其特征在于，包括第一关节臂（1），所述第一关节臂（1）的一侧安装有第一安装座（4），所述第一安装座（4）远离第一关节臂（1）的一侧安装有电机（5），所述第一关节臂（1）的一端转动连接有连接轴（6），所述连接轴（6）上固定有第二关节臂（2），所述第二关节臂（2）远离连接轴（6）的一端安装有手术夹爪（3），所述电机（5）的输出端连接有用于对连接轴（6）进行转动调节的旋转调位器，所述连接轴（6）远离电机（5）的一端设置有用于对第二关节臂（2）进行定位的支撑锁位件，所述第一关节臂（1）的底部设置有用于对连接轴（6）与第一关节臂（1）连接处进行润滑处理的补液器，所述补液器与支撑锁位件相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于远程操作的机器人，其特征在于，所述支撑锁位件包括有固定于连接轴（6）远离电机（5）一端的圆盘（701），所述第一关节臂（1）上设置有位于圆盘（701）一侧的第二安装座（719），所述第二安装座（719）上安装有伸缩气缸（718），所述伸缩气缸（718）的输出端连接有齿条架（717），所述圆盘（701）的一端固定有移位销（721），所述伸缩气缸（718）与圆盘（701）之间设置有T型推杆（722），所述T型推杆（722）上开设有导向直槽（723），T型推杆（722）通过移位销（721）套设于移位销（721）外侧，所述T型推杆（722）的一端固定有活动框架（712），所述活动框架（712）的内侧固定有第二塞杆（720），所述第一关节臂（1）的一侧安装有内部灌满液压油的第二储液套管（716），第二塞杆（720）的一端延伸至第二储液套管（716）内，所述第一关节臂（1）的一侧设置有与第二储液套管（716）并排设置的第一储液套管（715），所述第一储液套管（715）内插接有与活动框架（712）相连的第一塞杆（714），所述第一储液套管（715）上设置有与第二储液套管（716）相连的连接管（725），所述连接管（725）的外侧设置有阻液仓（726），所述阻液仓（726）的外侧固定有卡位架（728），所述卡位架（728）的内侧通过轴承转动连接有单向丝杆（729），单向丝杆（729）的外侧套设有延伸至阻液仓（726）内部的移动架（730），所述单向丝杆（729）的一端固定有位于卡位架（728）外侧的拨位直齿轮（727），移动架（730）的一端固定有位于阻液仓（726）内部的阻流塞块（731），阻流塞块（731）的四周与阻液仓（726）内壁相贴合。

3.根据权利要求2所述的一种基于远程操作的机器人，其特征在于，所述第一储液套管（715）的数量设置两个，且两个第一储液套管（715）沿着第二储液套管（716）的横向中轴线对称设置，所述第二储液套管（716）的直径为与第一储液套管（715）直径的二倍，所述第二塞杆（720）与第一塞杆（714）的朝向相反。

4.根据权利要求2所述的一种基于远程操作的机器人，其特征在于，所述拨位直齿轮（727）与齿条架（717）相啮合，所述移动架（730）的顶部设置有与单向丝杆（729）相匹配的螺纹孔。

5.根据权利要求2所述的一种基于远程操作的机器人，其特征在于，所述旋转调位器包括有固定于连接轴（6）远离圆盘（701）一端的连杆（702），所述连杆（702）的一端设置有锥齿连环（707），所述第一安装座（4）远离电机（5）的一侧固定有固定块（705），所述固定块（705）上通过轴承转动连接有传动轴（703），所述传动轴（703）的两端固定有第一传动锥齿轮（704），所述电机（5）的输出端连接有第二传动锥齿轮（706）。

6.根据权利要求5所述的一种基于远程操作的机器人，其特征在于，所述锥齿连环（707）、连接轴（6）、第二传动锥齿轮（706）圆心共轴，所述第二传动锥齿轮（706）与第一传动锥齿轮（704）相啮合，所述第一传动锥齿轮（704）与锥齿连环（707）相啮合。

7.根据权利要求5所述的一种基于远程操作的机器人，其特征在于，所述补液器包括有安装于第一关节臂（1）底部的润滑油存放管（710），所述润滑油存放管（710）的一端固定有储液仓（709），所述储液仓（709）远离润滑油存放管（710）的一端设置有连管（708），所述润滑油存放管（710）远离储液仓（709）的一端设置有管套（711），所述管套（711）的一端设置有贯穿至管套（711）另一端的推液塞（733），所述推液塞（733）的外侧设置有与管套（711）相连的复位弹簧（732），所述储液仓（709）的外侧固定有过渡仓（735），所述过渡仓（735）的两侧设置有与润滑油存放管（710）相连的第二单向阀（734），所述过渡仓（735）一端插接有与连接架（724）相连的第三塞杆（736），所述过渡仓（735）的一端安装有位于储液仓（709）内部的第一单向阀（713）。

8.根据权利要求7所述的一种基于远程操作的机器人，其特征在于，所述第二单向阀（734）的进液口与润滑油存放管（710）相连，所述第一单向阀（713）的进液口与过渡仓（735）相连。

9.根据权利要求7所述的一种基于远程操作的机器人，其特征在于，所述管套（711）通过螺纹与润滑油存放管（710）进行可拆卸连接，所述管套（711）上开设有与推液塞（733）相匹配的通孔。

10.根据权利要求2所述的一种基于远程操作的机器人，其特征在于，所述导向直槽（723）的长度为与圆盘（701）的直径大小相等，所述移位销（721）的圆心远离圆盘（701）的圆心。