CN207359013U - 主动臂实验平台的支撑机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种主动臂实验平台的支撑机构，属于医疗器械技术领域。它解决了现有的手术机器人主动臂在试验平台上摆动范围小的问题。本主动臂实验平台的支撑机构，包括固定板、设于固定板上的固定座和设于固定座上的用于安装主动臂的调节座，固定座移动到位后通过调节固定结构一固定在固定板上，固定座上穿设有旋转轴，旋转轴旋转到位后通过调节固定结构二固定在固定座上，调节座铰接在旋转轴上，调节座摆动到位后通过调节固定结构三固定在旋转轴上。本实用新型具有强度高、刚性好、稳定性好且实验时摆动范围广等优点。

Description

主动臂实验平台的支撑机构

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种主动臂实验平台的支撑机构。

背景技术

随着机器人技术的应用和发展，特别是计算技术的发展，医用手术机器人在临床中的作用越来越受到人们的重视。微创手术机器人可以减轻医生在手术过程中的体力劳动，同时达到精准手术目的，使患者微创伤、失血少、术后感染少、术后恢复快。微创手术机器人系统通常使用主从式控制模式：操作者在对主手进行操作时，其手部运动会带动主手随之运动，主手关节处传感器可以测量运动信息，再通过主从控制算法将主手的运动映射到从手主动臂，从手主动臂各关节被动运动，带动手术器械实现相应运动。微创手术机器人主动臂关键组成部分主要包括远程运动中心机构和手术器械，其机械结构的设计优劣直接影响了微创手术机器人的性能，也制约着系统中其他部件的研发与设计。

从手主动臂需要体积小，重量轻，范围大。若体积大则影响多臂的布局，为避免干涉，手术开口距离就比较大；若重量大则会造成驱动困难，前端手术器械容易抖动；运动范围大才能满足手术要求。机器人微创手术操作过程主要分为机械臂术前摆位和主从操作。手术机器人在手术前，需要先将戳卡插入人体，而戳卡需要与滑动臂卡扣固定，而主动臂初始位置处于收缩状态，需要人手动拉动主动臂到戳卡处定位固定，完成术前摆位；在调整好器械位置后，医生启动主从控制系统，实现对机器人的主从式控制，完成相关的手术操作。手术机器人用于手术操作前，需要将其放入到实验平台上进行试验操作。现有技术中，手术机器人主动臂的摆动和旋转范围分别受伸展电机与横滚电机的驱动限制，在实验时主动臂的摆动范围小。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可增大主动臂摆动范围的主动臂实验平台的支撑机构。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

本主动臂实验平台的支撑机构，包括固定板、设于固定板上的固定座和设于固定座上的用于安装主动臂的调节座，所述的固定座移动到位后通过调节固定结构一固定在固定板上，其特征在于，所述的固定座上穿设有旋转轴，所述的旋转轴旋转到位后通过调节固定结构二固定在固定座上，所述的调节座铰接在旋转轴上，调节座摆动到位后通过调节固定结构三固定在旋转轴上。

在上述的主动臂实验平台的支撑机构中，所述的固定板竖直设置，所述的固定座上具有竖直设置的通孔，所述的旋转轴穿设在通孔内且能在通孔内自由旋转，所述的旋转轴与固定座之间设有用于限制旋转轴轴向运动的限位结构，所述的调节座铰接在旋转轴位于固定座下方的部分上。

在上述的主动臂实验平台的支撑机构中，所述的限位结构包括固定在旋转轴上端的端盖，所述的端盖位于固定座的上方且端盖的外径大于通孔的孔径，所述的调节固定机构二设于端盖与固定座之间。

在上述的主动臂实验平台的支撑机构中，所述的调节固定机构二包括若干沿通孔的中轴线环形阵列分布在固定座上的螺纹孔一、至少两个设于端盖上的与螺纹孔一相对设置的连接孔一和穿设于连接孔一内的螺栓一，所述的连接孔一沿旋转轴的中轴线对称分布，所述螺纹孔一的数量为连接孔一数量的整数倍。

在上述的主动臂实验平台的支撑机构中，所述的旋转轴上同轴固连有与端盖平行的限位盘，所述的限位盘位于固定座的下方处，所述的限位盘上具有若干与连接孔一一一对应设置的连接孔二，所述螺栓一的长度大于连接孔一与连接孔二之间的距离。

为了提高旋转轴的稳定性，可通过端盖和限位盘共同实现轴向限位，此时限位盘应与固定座间隙配合或者贴合。当旋转轴旋转到位后，连接孔一与其中几个螺纹孔一同轴，此时将螺栓一穿过连接孔一并与螺纹孔一螺纹连接后，螺栓一的下端伸入到连接孔二内，能有效防止旋转轴旋转，稳定性高。

在上述的主动臂实验平台的支撑机构中，所述的固定座上具有用于与固定板连接的连接部，所述的调节固定结构一包括至少一组由若干水平均匀分布的螺纹孔二构成的螺纹孔组、设于连接部上的与螺纹孔二同轴设置的连接孔三和穿设于连接孔三内的螺栓二，当固定座移动到位后穿设于连接孔三内的螺栓二与螺纹孔二螺纹连接。

在上述的主动臂实验平台的支撑机构中，所述的螺纹孔组为两组且分别位于连接部的上下两端处，所述的固定板上具有沿水平方向延伸的导槽，所述的固定座上具有伸入至导槽内的凸起。

在上述的主动臂实验平台的支撑机构中，所述旋转轴的下部侧面具有两相互平行的安装平面，所述的安装平面内穿设有铰接轴，所述的调节座上具有两个分别延伸至安装平面侧部的铰接部，两所述的铰接部同时套设在铰接轴上。

在上述的主动臂实验平台的支撑机构中，所述的调节固定结构三为两个且对称设置：其中一个位于第一组安装平面与铰接部之间，另一个位于第二组安装平面与铰接部之间，所述的调节固定结构三包括若干沿铰接轴的中轴线环形阵列分布在铰接部上的连接孔四、若干沿铰接轴的中轴线环形阵列分布在安装平面上的螺纹孔三和螺栓三，所述的螺纹孔三与连接孔四相对设置，且所述螺纹孔三的数量小于连接孔四的数量。

在上述的主动臂实验平台的支撑机构中，所述的连接孔四为10个，所述的螺纹孔三为9个。铰接部与安装平面只需要相对旋转较小角度就可以有螺纹孔三和连接孔四对准，便于调节。

与现有技术相比，本主动臂实验平台的支撑机构具有以下优点：在不改变主动臂伸展范围及旋转范围的前提下，可实现主动臂整体的平移、旋转和摆动，实现三个自由度的调节，从而提高试验范围，调节到位并锁定后，强度高、刚性好、稳定性好。

附图说明

图1是本实用新型提供的较佳实施例的结构示意图。

图2是本实用新型提供的较佳实施例的剖视图。

图中，1、固定板；2、固定座；3、调节座；4、旋转轴；5、通孔；6、端盖；7、螺纹孔一；8、连接孔一；9、螺栓一；10、限位盘；11、连接孔二；12、连接部；13、螺纹孔二；14、螺栓二；15、导槽；16、凸起；17、安装平面；18、铰接轴；19、铰接部；20、连接孔四；21、螺纹孔三；22、螺栓三。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示的主动臂实验平台的支撑机构，包括固定板1、设于固定板1上的固定座2和设于固定座2上的用于安装主动臂的调节座3，固定板1通过膨胀螺钉固定在墙壁上，固定座2移动到位后通过调节固定结构一固定在固定板1上，固定座2上穿设有旋转轴4，旋转轴4旋转到位后通过调节固定结构二固定在固定座2上，调节座3铰接在旋转轴4上，调节座3摆动到位后通过调节固定结构三固定在旋转轴4上。

如图1所示，固定板1竖直设置，固定座2上具有竖直设置的通孔5，如图2所示，旋转轴4穿设在通孔5内且能在通孔5内自由旋转，旋转轴4与固定座2之间设有用于限制旋转轴4轴向运动的限位结构，调节座3铰接在旋转轴4位于固定座2下方的部分上。

如图2所示，限位结构包括固定在旋转轴4上端的端盖6，端盖6位于固定座2的上方且端盖6的外径大于通孔5的孔径，调节固定机构二设于端盖6与固定座2之间。

如图2所示，调节固定机构二包括若干沿通孔5的中轴线环形阵列分布在固定座2上的螺纹孔一7、至少两个设于端盖6上的与螺纹孔一7相对设置的连接孔一8和穿设于连接孔一8内的螺栓一9，连接孔一8沿旋转轴4的中轴线对称分布，螺纹孔一7的数量为连接孔一8数量的整数倍。本实施例中，连接孔一8为4个，螺纹孔一7为8个。

如图2所示，旋转轴4上同轴固连有与端盖6平行的限位盘10，限位盘10位于固定座2的下方处，限位盘10上具有若干与连接孔一8一一对应设置的连接孔二11，螺栓一9的长度大于连接孔一8与连接孔二11之间的距离。为了提高旋转轴4的稳定性，可通过端盖6和限位盘10共同实现轴向限位，此时限位盘10应与固定座2间隙配合或者贴合。当旋转轴4旋转到位后，连接孔一8与其中几个螺纹孔一7同轴，此时将螺栓一9穿过连接孔一8并与螺纹孔一7螺纹连接后，螺栓一9的下端伸入到连接孔二11内，能有效防止旋转轴4旋转，稳定性高。

如图1和图2所示，固定座2上具有用于与固定板1连接的连接部12，调节固定结构一包括至少一组由若干水平均匀分布的螺纹孔二13构成的螺纹孔组、设于连接部12上的与螺纹孔二13同轴设置的连接孔三和穿设于连接孔三内的螺栓二14，当固定座2移动到位后穿设于连接孔三内的螺栓二14与螺纹孔二13螺纹连接。

如图1所示，螺纹孔组为两组且分别位于连接部12的上下两端处，固定板1上具有沿水平方向延伸的导槽15，固定座2上具有伸入至导槽15内的凸起16。

如图2所示，旋转轴4的下部侧面具有两相互平行的安装平面17，安装平面17内穿设有铰接轴18，调节座3上具有两个分别延伸至安装平面17侧部的铰接部19，两铰接部19同时套设在铰接轴18上。

如图2所示，调节固定结构三为两个且对称设置：其中一个位于第一组安装平面17与铰接部19之间，另一个位于第二组安装平面17与铰接部19之间，调节固定结构三包括若干沿铰接轴18的中轴线环形阵列分布在铰接部19上的连接孔四20、若干沿铰接轴18的中轴线环形阵列分布在安装平面17上的螺纹孔三21和螺栓三22，螺纹孔三21与连接孔四20相对设置，且螺纹孔三21的数量小于连接孔四20的数量。

本实施例中，连接孔四20为10个，螺纹孔三21为9个，铰接部19与安装平面17只需要相对旋转较小角度就可以有螺纹孔三21和连接孔四20对准，便于调节。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种主动臂实验平台的支撑机构，包括固定板（1）、设于固定板（1）上的固定座（2）和设于固定座（2）上的用于安装主动臂的调节座（3），所述的固定座（2）移动到位后通过调节固定结构一固定在固定板（1）上，其特征在于，所述的固定座（2）上穿设有旋转轴（4），所述的旋转轴（4）旋转到位后通过调节固定结构二固定在固定座（2）上，所述的调节座（3）铰接在旋转轴（4）上，所述的调节座（3）摆动到位后通过调节固定结构三固定在旋转轴（4）上。

2.根据权利要求1所述的主动臂实验平台的支撑机构，其特征在于，所述的固定板（1）竖直设置，所述的固定座（2）上具有竖直设置的通孔（5），所述的旋转轴（4）穿设在通孔（5）内且能在通孔（5）内自由旋转，所述的旋转轴（4）与固定座（2）之间设有用于限制旋转轴（4）轴向运动的限位结构，所述的调节座（3）铰接在旋转轴（4）位于固定座（2）下方的部分上。

3.根据权利要求2所述的主动臂实验平台的支撑机构，其特征在于，所述的限位结构包括固定在旋转轴（4）上端的端盖（6），所述的端盖（6）位于固定座（2）的上方且端盖（6）的外径大于通孔（5）的孔径，所述的调节固定机构二设于端盖（6）与固定座（2）之间。

4.根据权利要求3所述的主动臂实验平台的支撑机构，其特征在于，所述的调节固定机构二包括若干沿通孔（5）的中轴线环形阵列分布在固定座（2）上的螺纹孔一（7）、至少两个设于端盖（6）上的与螺纹孔一（7）相对设置的连接孔一（8）和穿设于连接孔一（8）内的螺栓一（9），所述的连接孔一（8）沿旋转轴（4）的中轴线对称分布，所述螺纹孔一（7）的数量为连接孔一（8）数量的整数倍。

5.根据权利要求4所述的主动臂实验平台的支撑机构，其特征在于，所述的旋转轴（4）上同轴固连有与端盖（6）平行的限位盘（10），所述的限位盘（10）位于固定座（2）的下方处，所述的限位盘（10）上具有若干与连接孔一（8）一一对应设置的连接孔二（11），所述螺栓一（9）的长度大于连接孔一（8）与连接孔二（11）之间的距离。

6.根据权利要求1所述的主动臂实验平台的支撑机构，其特征在于，所述的固定座（2）上具有用于与固定板（1）连接的连接部（12），所述的调节固定结构一包括至少一组由若干水平均匀分布的螺纹孔二（13）构成的螺纹孔组、设于连接部（12）上的与螺纹孔二（13）同轴设置的连接孔三和穿设于连接孔三内的螺栓二（14），当固定座（2）移动到位后穿设于连接孔三内的螺栓二（14）与螺纹孔二（13）螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的主动臂实验平台的支撑机构，其特征在于，所述的螺纹孔组为两组且分别位于连接部（12）的上下两端处，所述的固定板（1）上具有沿水平方向延伸的导槽（15），所述的固定座（2）上具有伸入至导槽（15）内的凸起（16）。

8.根据权利要求1所述的主动臂实验平台的支撑机构，其特征在于，所述旋转轴（4）的下部侧面具有两相互平行的安装平面（17），所述的安装平面（17）内穿设有铰接轴（18），所述的调节座（3）上具有两个分别延伸至安装平面（17）侧部的铰接部（19），两所述的铰接部（19）同时套设在铰接轴（18）上。

9.根据权利要求8所述的主动臂实验平台的支撑机构，其特征在于，所述的调节固定结构三为两个且对称设置：其中一个位于第一组安装平面（17）与铰接部（19）之间，另一个位于第二组安装平面（17）与铰接部（19）之间，所述的调节固定结构三包括若干沿铰接轴（18）的中轴线环形阵列分布在铰接部（19）上的连接孔四（20）、若干沿铰接轴（18）的中轴线环形阵列分布在安装平面（17）上的螺纹孔三（21）和螺栓三（22），所述的螺纹孔三（21）与连接孔四（20）相对设置，且所述螺纹孔三（21）的数量小于连接孔四（20）的数量。

10.根据权利要求9所述的主动臂实验平台的支撑机构，其特征在于，所述的连接孔四（20）为10个，所述的螺纹孔三（21）为9个。