CN209661788U - 一种手术器械的变向传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种手术器械的变向传动机构，属于医疗器械技术领域。它解决了现有手术器械的传动结构传动效率低、成本高、抗冲击性能差及噪音大的问题。本手术器械的变向传动机构，包括设于电机输出轴上的输入轮、与电机相对固定的固定座一、穿设于固定座一内的转轴一以及设于转轴一上的输出轮，输入轮的中轴线与转轴一的中轴线为异面直线，转轴一上同轴固连有传动轮，传动轮与输入轮之间设有中间传动结构，传动轮、输入轮以及中间传动结构三者通过传动带传动连接。本实用新型具有成本低、传动效率高、噪音低、抗冲击力强且安装与维护便捷等优点。

Description

一种手术器械的变向传动机构

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种手术器械的变向传动机构，特别是一种驱动手术器械直线运动的手术器械的变向传动机构。

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。

现有的手术器械设于滑动臂上，通常采用电机、减速机、滚柱丝杠及旋转螺母，或者采用电机、减速机、钢丝绳及钢丝绳滑轮的动力传动方式使手术器械沿滑动臂直线运动，由于设有减速机，成本高，而且还存在结构布置不合理、抗冲击性能差、传动效率低及噪音大的问题，易造成手术机器人各臂之间的干涉。

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，提出了一种结构布置合理的手术器械的变向传动机构。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种手术器械的变向传动机构，包括设于电机输出轴上的输入轮、与电机相对固定的固定座一、穿设于固定座一内的转轴一以及设于转轴一上的输出轮，其特征在于，所述输入轮的中轴线与转轴一的中轴线为异面直线，所述的转轴一上同轴固连有传动轮，所述的传动轮与输入轮之间设有中间传动结构，所述的传动轮、输入轮以及中间传动结构通过传动带/钢丝传动连接。

在上述的一种手术器械的变向传动机构中，所述的中间传动结构包括中轴线与输入轮的中轴线平行的转轴二、中轴线与传动轮的中轴线平行的转轴三以及套设于转轴二上的中间轮一和套设于转轴三上的中间轮二，所述的传动带/钢丝由传动轮引出后依次绕过输入轮、中间轮二和中间轮一后绕回传动轮以实现扭转传动。

传动带/钢丝由传动轮的切线方向引出后，经输入轮的切线方向绕过输入轮并由输入轮的另一切线方向引出，经中间轮二的切线方向绕过中间轮二并由中间轮二的另一切线方向引出，经中间轮一的切线方向绕过中间轮一并由中间轮一的另一切线方向引出，经传动轮的另一切线方向绕过传动轮。

在上述的一种手术器械的变向传动机构中，所述输入轮的中轴线与转轴一的中轴线异面垂直。

在上述的一种手术器械的变向传动机构中，所述传动轮的外径大于输入轮的外径。在变向传动过程中实现了减速，增大了输出扭矩。

在上述的一种手术器械的变向传动机构中，所述的转轴二设于与固定座一相对固定的固定座二上。

在上述的一种手术器械的变向传动机构中，所述的转轴三与转轴一同轴固连。可将转轴三作为转轴一的一部分，与转轴一一体成型。

在上述的一种手术器械的变向传动机构中，所述的中间轮一与转轴二之间设有轴承一，所述的中间轮二与转轴三之间设有轴承二，所述的转轴一与固定座一之间设有轴承三。

转轴一穿设在固定座一内，在轴承三的作用下转轴一可绕自身中轴线旋转，中间轮二套设在转轴三上，在轴承二的作用下中间轮二可绕自身中轴线旋转，中间轮一套设在转轴二上，在轴承一的作用下中间轮一可绕自身中轴线旋转。输入轮与电机的输出轴同轴固连，传动轮通过平键与转轴一同轴固连，输出轮与转轴一同轴固连。为了保证传动带/钢丝不会从输入轮、传动轮、中间轮一和中间轮二内脱出，在输入轮、传动轮、中间轮一与中间轮二上设置环形的轮槽，传动带/钢丝配合设于轮槽内。

其中，输入轮、传动轮、中间轮一和中间轮二可以是但不限于同步带轮、同步带惰轮、圆皮带轮、钢丝绳滑轮，传动带/钢丝可以是但不限于同步带、圆皮带、钢丝绳。

电机的输出轴工作时，带动输入轮转动，通过中间轮二、中间轮一、传动轮和传动带/钢丝实现了动力的交叉变向传动，即输入轮与传动轮的旋转中心轴线不平行，在空间呈90°夹角分布。传动轮的外径大于输入轮的外径，在变向传动过程中实现了减速，同时增大了输出扭矩。

与现有技术相比，本手术器械的变向传动机构具有以下优点：

可将动力在空间90°变向传动，同时实现减速，为因结构形状和外形尺寸受限而不方便布置减速机的场合提供一种解决方案，而且其结构简单、传动效率高、噪音低、抗冲击力强、成本低廉，安装及维护便捷。

附图说明

图1是本实用新型提供的实施例一的结构示意图。

图2是本实用新型提供的实施例一中转轴一处的剖视图。

图中，1、输入轮；2、固定座一；3、转轴一；4、输出轮；5、传动轮；6、传动带；7、转轴二；8、转轴三；9、中间轮一；10、中间轮二；11、固定座二；12、轴承二；13、轴承三。

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。

实施例一

如图1所示的手术器械的变向传动机构，包括设于电机输出轴上的输入轮1、与电机相对固定的固定座一2、穿设于固定座一2内的转轴一3以及设于转轴一3上的输出轮4，输入轮1的中轴线与转轴一3的中轴线为异面直线，转轴一3上同轴固连有传动轮5，传动轮5与输入轮1之间设有中间传动结构，传动轮5、输入轮1以及中间传动结构三者通过传动带6传动连接。

如图1所示，中间传动结构包括中轴线与输入轮1的中轴线平行的转轴二7、中轴线与传动轮5的中轴线平行的转轴三8以及套设于转轴二7上的中间轮一9和套设于转轴三8上的中间轮二10，传动带6由传动轮5引出后依次绕过输入轮1、中间轮二10和中间轮一9后绕回传动轮5以实现扭转传动。

具体的，传动带6由传动轮5的切线方向引出后，经输入轮1的切线方向绕过输入轮1并由输入轮1的另一切线方向引出，经中间轮二10的切线方向绕过中间轮二10并由中间轮二10的另一切线方向引出，经中间轮一9的切线方向绕过中间轮一9并由中间轮一9的另一切线方向引出，经传动轮5的另一切线方向绕过传动轮5。

本实施中，输入轮1、传动轮5、中间轮一9和中间轮二10为同步带轮，传动带6为同步带。

本实施例中，输入轮1的中轴线与转轴一3的中轴线异面垂直，即输入轮1的中轴线与转轴一3的中轴线在空间呈90°夹角分布。

如图1所示，传动轮5的外径大于输入轮1的外径，在变向传动过程中实现了减速，增大了输出扭矩。

如图1所示，转轴二7设于与固定座一2相对固定的固定座二11上。

如图1所示，转轴三8与转轴一3同轴固连。本实施例中，将转轴三8作为转轴一3的一部分，与转轴一3一体成型。

中间轮一9与转轴二7之间设有轴承一，如图2所示，中间轮二10与转轴三8之间设有轴承二12，转轴一3与固定座一2之间设有轴承三13。

转轴一3穿设在固定座一2内，在轴承三13的作用下转轴一3可绕自身中轴线旋转，中间轮二10套设在转轴三8上，在轴承二12的作用下中间轮二10可绕自身中轴线旋转，中间轮一9套设在转轴二7上，在轴承一的作用下中间轮一9可绕自身中轴线旋转。输入轮1与电机的输出轴同轴固连，传动轮5通过平键与转轴一3同轴固连，输出轮4与转轴一3同轴固连。

电机的输出轴工作时，带动输入轮1转动，通过中间轮二10、中间轮一9、传动轮5和传动带6实现了动力的交叉变向传动，即输入轮1与传动轮5的旋转中心轴线不平行，在空间呈90°夹角分布。传动轮5的外径大于输入轮1的外径，在变向传动过程中实现了减速，同时增大了输出扭矩。

实施例二

本实施例的结构原理与实施例一的结构原理基本相同，不同的地方在于，将传动带6替换为钢丝。

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 (7)

1.一种手术器械的变向传动机构，包括设于电机输出轴上的输入轮(1)、与电机相对固定的固定座一(2)、穿设于固定座一(2)内的转轴一(3)以及设于转轴一(3)上的输出轮(4)，其特征在于，所述输入轮(1)的中轴线与转轴一(3)的中轴线为异面直线，所述的转轴一(3)上同轴固连有传动轮(5)，所述的传动轮(5)与输入轮(1)之间设有中间传动结构，所述的传动轮(5)、输入轮(1)以及中间传动结构通过传动带(6)/钢丝传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种手术器械的变向传动机构，其特征在于，所述的中间传动结构包括中轴线与输入轮(1)的中轴线平行的转轴二(7)、中轴线与传动轮(5)的中轴线平行的转轴三(8)以及套设于转轴二(7)上的中间轮一(9)和套设于转轴三(8)上的中间轮二(10)，所述的传动带(6)/钢丝由传动轮(5)引出后依次绕过输入轮(1)、中间轮二(10)和中间轮一(9)后绕回传动轮(5)以实现扭转传动。

3.根据权利要求1或2所述的一种手术器械的变向传动机构，其特征在于，所述输入轮(1)的中轴线与转轴一(3)的中轴线异面垂直。

4.根据权利要求1或2所述的一种手术器械的变向传动机构，其特征在于，所述传动轮(5)的外径大于输入轮(1)的外径。

5.根据权利要求2所述的一种手术器械的变向传动机构，其特征在于，所述的转轴二(7)设于与固定座一(2)相对固定的固定座二(11)上。

6.根据权利要求2所述的一种手术器械的变向传动机构，其特征在于，所述的转轴三(8)与转轴一(3)同轴固连。

7.根据权利要求2或5或6所述的一种手术器械的变向传动机构，其特征在于，所述的中间轮一(9)与转轴二(7)之间设有轴承一，所述的中间轮二(10)与转轴三(8)之间设有轴承二(12)，所述的转轴一(3)与固定座一(2)之间设有轴承三(13)。