CN211496478U - 一种基于高刚度钢丝绳的传动机构 - Google Patents

Abstract

一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，它涉及一种医疗领域传动机构。本实用新型为解决现有钢丝绳在传动过程中由于刚度低，柔性大，导致精度难以控制的问题。本实用新型包括固定架、输入轴、输出轴、主动线轮组件、从动线轮组件、导向组件、一组钢丝绳和一组毛细钢管套，输入轴和输出轴平行并列设置在固定架上且与固定架转动连接，主动线轮组件套装固定在输入轴上，从动线轮组件套装固定在输出轴上，每个毛细钢管套分别套装在一根钢丝绳上，且毛细钢管套的两端分别与钢丝绳紧固连接，每根钢丝绳的一端分别固接缠绕在主动线轮组件上，每根钢丝绳的中部绕过导向组件，每根钢丝绳的另一端分别固接缠绕在从动线轮组件上。本实用新型用于运动和力的传动。

Description

一种基于高刚度钢丝绳的传动机构

技术领域

本实用新型涉及一种医疗领域传动机构，具体涉及一种基于高刚度钢丝绳的传动机构。

背景技术

由于钢丝绳传动具有自重轻、工作平稳、抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性较好，便于长距离传动且其体积较小，便于在狭窄细长空间内传递运动，因此其广泛的应用于多自由度的手术器械传动中。但是钢丝绳传动由于其韧性较好，造成钢丝绳刚性低，钢丝绳在传递力和负载时，容易发生较大的弹性变形，影响了手术器械操作精度，在机器人辅助手术中会造成手眼协调不一致的问题。如在内窥镜的旋转或者消化内镜的旋转过程中，由于现有钢丝绳的刚度低，在力传递过程中容易发生弹性变形，导致旋转的位置精度难以控制。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有钢丝绳在传动过程中由于刚度低，柔性大，导致精度难以控制的问题，进而提出一种基于高刚度钢丝绳的传动机构。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种基于高刚度钢丝绳的传动机构包括固定架、输入轴、输出轴、主动线轮组件、从动线轮组件、导向组件、一组钢丝绳和一组毛细钢管套，输入轴和输出轴平行并列设置在固定架上且与固定架转动连接，主动线轮组件套装固定在输入轴上，从动线轮组件套装固定在输出轴上，导向组件设置在输入轴与输出轴之间的一侧，每个毛细钢管套分别套装在一根钢丝绳上，且毛细钢管套的两端分别与钢丝绳紧固连接，每根钢丝绳的一端分别固接缠绕在主动线轮组件上，每根钢丝绳的中部绕过导向组件，每根钢丝绳的另一端分别固接缠绕在从动线轮组件上。

本实用新型与现有技术相比包含的有益效果是：

本实用新型提供了一种高钢丝绳刚度的传动机构，该机构在传动过程中通过钢丝绳进行传动，同时在钢丝绳外侧套装有毛细钢管套，用专用钳子将毛细钢管套两端紧固。在钢丝绳传动运动和力时，该结构可以减少钢丝绳变形的长度与受力的长度，该部分长度用毛细钢管套替代，在很大程度上提高钢丝绳刚度，极大减少了钢丝绳的弹性变形，使得传动机构中输入端与输出端的传动精度可控制在0.1mm以内。且该方式比较紧凑，比较适用于狭窄空间传动。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中输入轴2的结构示意图；

图3是本实用新型中线轮组9的结构示意图；

图4是本实用新型中导向组件8的结构示意图；

图5是本实用新型中毛细钢管套7与钢丝绳6固接的结构示意图；

图6是本实用新型中固定架1的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构包括固定架1、输入轴2、输出轴3、主动线轮组件4、从动线轮组件5、导向组件8、一组钢丝绳6和一组毛细钢管套7，输入轴2和输出轴3平行并列设置在固定架1上且与固定架1转动连接，主动线轮组件4套装固定在输入轴2上，从动线轮组件5套装固定在输出轴3上，导向组件8设置在输入轴2与输出轴3之间的一侧，每个毛细钢管套7分别套装在一根钢丝绳6上，且毛细钢管套7的两端分别与钢丝绳6紧固连接，每根钢丝绳6的一端分别固接缠绕在主动线轮组件4上，每根钢丝绳6的中部绕过导向组件8，每根钢丝绳6的另一端分别固接缠绕在从动线轮组件5上。

本实施方式中输入轴2带动固定在其上的主动线轮组件4转动，主动线轮组件4带动固定在其上的钢丝绳6转动，钢丝绳6通过导向组件8的导向带动固定在输出轴3上的从动线轮组件5运动，其中钢丝绳6上套装有毛细钢管套7，毛细钢管套7的两端用专用钳子紧固在钢丝绳6上，中间不用钳子压紧，在钢丝绳6传动运动和力时，该结构可以减少钢丝绳6变形的长度与受力的长度，该部分长度用毛细钢管套7替代，在很大程度上提高钢丝绳6刚度，且该方式比较紧凑，比较适用于狭窄空间传动。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述主动线轮组件4和从动线轮组件5水平相对设置。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图6说明本实施方式，本实施方式所述固定架1包括底板1-1、上顶板1-2和支撑板1-3，上顶板1-2平行设置在底板1-1的正上方，支撑板1-3垂直固接在底板1-1与上顶板1-2之间的中部，输入轴2垂直设置在底板1-1与上顶板1-2之间的一侧，输入轴2的输入端穿过底板1-1且设置在底板1-1的外侧，输出轴3垂直设置在底板1-1与上顶板1-2之间的另一侧，输出轴3的输出端穿过底板1-1且设置在底板1-1的外侧，导向组件8垂直设置在底板1-1与上顶板1-2之间。其它组成和连接方式与具体实施方式一或二相同。

本实施方式中底板1-1的上端面和上顶板1-2的下端面上均设有盲孔槽，支撑板1-3的上下两端分别卡装在盲孔槽内，且支撑板1-3分别各通过一组螺钉与底板1-1和上顶板1-2固接。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述输入轴2与底板1-1和上顶板1-2之间分别通过第一轴承转动连接，输出轴3与底板1-1和上顶板1-2之间分别通过第二轴承转动连接，导向组件8与底板1-1和上顶板1-2之间分别通过第三轴承转动连接。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述主动线轮组件4和从动线轮组件5分别各包括两个相对设置的线轮组9，一组钢丝绳6包括两根钢丝绳6，一组毛细钢管套7包括两个毛细钢管套7。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中线轮组9通过轴肩进行轴向定位，也可采用螺纹螺母配合及其他方式固定。

具体实施方式六：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述线轮组9包括第一线轮夹9-1、第二线轮夹9-2和线轮9-3，第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2均为半圆柱体，第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2的轴线处设有半圆柱槽，第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2相对设置，半圆柱槽套装在输入轴2或输出轴3上，第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2之间通过一组螺栓固接，线轮9-3垂直固接在第一线轮夹9-1的内侧端面上，且线轮9-3与第一线轮夹9-1同轴设置，线轮9-3的外圆周侧壁上沿圆周方向设有线槽9-3-1，线轮9-3的外圆周侧壁上设有绕线通孔9-3-2，每根钢丝绳6的端部分别缠绕在一个线槽9-3-1上，钢丝绳6端部的的末端穿过绕线通孔9-3-2，且通过打结或由其它组件固接在绕线通孔9-3-2内，线轮9-3的上端面的中部设有中心通孔9-3-3，中心通孔9-3-3套装在输入轴2或输出轴3上。其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。

本实施方式中第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2相对设置且通过半圆柱槽套装在输入轴2或输出轴3上，线轮9-3的中心通孔9-3-3套装在输入轴2或输出轴3上，然后通过一组螺栓将第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2与输入轴2或输出轴3之间进行锁紧定位，钢丝绳6的一端固接在输入轴2上线轮组9的绕线通孔9-3-2内，以便进行钢丝绳6的固定，然后缠绕在线槽9-3-1上进行导线，之后绕过导向组件8进行导向，再将钢丝绳6的另一端缠绕在输出轴3上的线轮组9上进行导线及固定。

具体实施方式七：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2的外圆周侧壁上沿径向方向分别设有预紧通孔9-4。其它组成和连接方式与具体实施方式六相同。

预紧通孔9-4用于钢丝绳6的预紧。当钢丝绳6的端部分别缠绕在一个线槽9-3-1上，钢丝绳6端部的的末端穿过绕线通孔9-3-2，且通过打结或由其它组件固接在绕线通孔9-3-2内，此时第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2经由一组螺栓连接在一起但不紧固，经由特定工具插入预紧通孔9-4，带动第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2及其上的钢丝绳6转动，实现预紧功能。在实现预紧功能后，旋紧紧固螺栓将第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2紧固在输入轴2或输出轴3上。

本实施方式中第一线轮夹9-1和第二线轮夹9-2之间通过一组螺栓固接，一组螺栓包括两个紧固螺栓，预紧通孔9-4设置在两个紧固螺栓之间。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述导向组件8设置在靠近输入轴2的一侧，毛细钢管套7设置在导向组件8与输出轴3之间的钢丝绳6上。其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。如此设计将毛细钢管套7设置在相对较长的一侧钢丝绳6上，以防止钢丝绳6发生形变，提高其刚度。也可根据需要再导向组件8两侧的钢丝绳6上均套装毛细钢管套7。

具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述毛细钢管套7上靠近导线组件8一端的端部与导向组件8的切点之间的距离大于导向组件8的周长，毛细钢管套7上靠近线轮组9一端的端部与线轮组9的切点之间的距离大于线轮组9的周长。其它组成和连接方式与具体实施方式八相同。如此设计毛细钢管套7在传动过程中不会进入到导向组件8或线轮组9内，防止对其造成干涉，同时毛细钢管套7夹持钢丝绳6的长度会更长，对于提高钢丝绳6的刚度效果更好。

具体实施方式十：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式所述导向组件8包括导向轴8-1、第一导向轮8-2、轴套8-3和第二导向轮8-4，导向轴8-1与底板1-1和上顶板1-2之间分别通过第三轴承转动连接，第一导向轮8-2和第二导向轮8-4均套装在导向轴8-1上，且第一导向轮8-2和第二导向轮8-4分别通过第四轴承与导向轴8-1转动连接，轴套8-3设置在第一导向轮8-2与第二导向轮8-4之间，且套装在导向轴8-1上。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。

本实施方式中输入轴2上上端线轮组9的线槽9-3-1与第一导向轮8-2的轮槽和输出轴3上上端线轮组9的线槽9-3-1的高度均一致，输入轴2上下端线轮组9的线槽9-3-1与第二导向轮8-4的轮槽和输出轴3上下端线轮组9的线槽9-3-1的高度均一致。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，其特征在于：所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构包括固定架(1)、输入轴(2)、输出轴(3)、主动线轮组件(4)、从动线轮组件(5)、导向组件(8)、一组钢丝绳(6)和一组毛细钢管套(7)，输入轴(2)和输出轴(3)平行并列设置在固定架(1)上且与固定架(1)转动连接，主动线轮组件(4)套装固定在输入轴(2)上，从动线轮组件(5)套装固定在输出轴(3)上，导向组件(8)设置在输入轴(2)与输出轴(3)之间的一侧，每个毛细钢管套(7)分别套装在一根钢丝绳(6)上，且毛细钢管套(7)的两端分别与钢丝绳(6)紧固连接，每根钢丝绳(6)的一端分别固接缠绕在主动线轮组件(4)上，每根钢丝绳(6)的中部绕过导向组件(8)，每根钢丝绳(6)的另一端分别固接缠绕在从动线轮组件(5)上。

2.根据权利要求1所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，其特征在于：所述主动线轮组件(4)和从动线轮组件(5)水平相对设置。

3.根据权利要求1或2所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，其特征在于：所述固定架(1)包括底板(1-1)、上顶板(1-2)和支撑板(1-3)，上顶板(1-2)平行设置在底板(1-1)的正上方，支撑板(1-3)垂直固接在底板(1-1)与上顶板(1-2)之间的中部，输入轴(2)垂直设置在底板(1-1)与上顶板(1-2)之间的一侧，输入轴(2)的输入端穿过底板(1-1)且设置在底板(1-1)的外侧，输出轴(3)垂直设置在底板(1-1)与上顶板(1-2)之间的另一侧，输出轴(3)的输出端穿过底板(1-1)且设置在底板(1-1)的外侧，导向组件(8)垂直设置在底板(1-1)与上顶板(1-2)之间。

4.根据权利要求3所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，其特征在于：所述输入轴(2)与底板(1-1)和上顶板(1-2)之间分别通过第一轴承转动连接，输出轴(3)与底板(1-1)和上顶板(1-2)之间分别通过第二轴承转动连接，导向组件(8)与底板(1-1)和上顶板(1-2)之间分别通过第三轴承转动连接。

5.根据权利要求1所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，其特征在于：所述主动线轮组件(4)和从动线轮组件(5)分别各包括两个相对设置的线轮组(9)，一组钢丝绳(6)包括两根钢丝绳(6)，一组毛细钢管套(7)包括两个毛细钢管套(7)。

6.根据权利要求5所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，其特征在于：所述线轮组(9)包括第一线轮夹(9-1)、第二线轮夹(9-2)和线轮(9-3)，第一线轮夹(9-1)和第二线轮夹(9-2)均为半圆柱体，第一线轮夹(9-1)和第二线轮夹(9-2)的轴线处设有半圆柱槽，第一线轮夹(9-1)和第二线轮夹(9-2)相对设置，半圆柱槽套装在输入轴(2)或输出轴(3)上，第一线轮夹(9-1)和第二线轮夹(9-2)之间通过一组螺栓固接，线轮(9-3)垂直固接在第一线轮夹(9-1)的内侧端面上，且线轮(9-3)与第一线轮夹(9-1)同轴设置，线轮(9-3)的外圆周侧壁上沿圆周方向设有线槽(9-3-1)，线轮(9-3)的外圆周侧壁上设有绕线通孔(9-3-2)，每根钢丝绳(6)的端部分别缠绕在一个线槽(9-3-1)上，钢丝绳(6)端部的末端穿过绕线通孔(9-3-2)，且通过打结固接在绕线通孔(9-3-2)内，线轮(9-3)的上端面的中部设有中心通孔(9-3-3)，中心通孔(9-3-3)套装在输入轴(2)或输出轴(3)上。

7.根据权利要求6所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，其特征在于：所述第一线轮夹(9-1)和第二线轮夹(9-2)的外圆周侧壁上沿径向方向分别设有预紧通孔(9-4)。

8.根据权利要求5所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，其特征在于：所述导向组件(8)设置在靠近输入轴(2)的一侧，毛细钢管套(7)设置在导向组件(8)与输出轴(3)之间的钢丝绳(6)上。

9.根据权利要求8所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，其特征在于：所述毛细钢管套(7)上靠近导向组件(8)一端的端部与导向组件(8)的切点之间的距离大于导向组件(8)的周长，毛细钢管套(7)上靠近线轮组(9)一端的端部与线轮组(9)的切点之间的距离大于线轮组(9)的周长。

10.根据权利要求4所述一种基于高刚度钢丝绳的传动机构，其特征在于：所述导向组件(8)包括导向轴(8-1)、第一导向轮(8-2)、轴套(8-3)和第二导向轮(8-4)，导向轴(8-1)与底板(1-1)和上顶板(1-2)之间分别通过第三轴承转动连接，第一导向轮(8-2)和第二导向轮(8-4)均套装在导向轴(8-1)上，且第一导向轮(8-2)和第二导向轮(8-4)分别通过第四轴承与导向轴(8-1)转动连接，轴套(8-3)设置在第一导向轮(8-2)与第二导向轮(8-4)之间，且套装在导向轴(8-1)上。

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