CN213697189U - 头部安全保护装置及手术机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种头部安全保护装置及手术机器人系统。该头部安全保护装置包括：第一连接件，用于连接所述安装臂，所述第一连接件设置有锥形通孔；第二连接件，用于连接所述支撑臂，所述第二连接件设置有锥形凸起，所述第一连接件与所述第二连接件通过所述锥形凸起与所述锥形通孔配合连接；当所述支撑臂受到的拖拽力超出所述头部安全保护装置的扭矩的阈值，所述第一连接件第二连接件可相对转动。这样，支撑臂可随头架机构一同下沉，使得出现意外情况时，锥形通孔与锥形凸起在头架机构的拖拽力作用下自动解锁第一连接件与第二连接件，这样头架机构的位置不再被支撑臂固定，能够随病床系统一同下沉，避免患者受到伤害，起到安全保护的作用。

Description

头部安全保护装置及手术机器人系统

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种头部安全保护装置及手术机器人系统。

背景技术

目前，神经外科手术辅助机器人系统对患者的头部进行手术时，患者的头部通常位于手术床的头架上。手术时，机械臂对头架中的患者头部进行手术作业，这就要求头架与机械臂的相对位置固定，以保证手术精度。通常需要手术辅助机器人系统的支撑臂与病床上的头架固定连接，以避免头架带着头部窜动。但是，当手术床发生坍塌等风险时，患者的身体会随着手术床下沉，由于支撑臂与支架对头部进行固定使得头部不会下沉，这会对头部造成的严重伤害，严重时可能造成生命危险。

实用新型内容

基于此，有必要针对目前手术床发生坍塌导致头部受到伤害的问题，提供一种能够在拖拽力下自动解锁的头部安全保护装置及手术机器人系统。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种头部安全保护装置，所述头部安全保护装置连接手术机器人系统的支撑臂与安装臂；所述头部安全保护装置包括：

第一连接件，用于连接所述安装臂，所述第一连接件设置有锥形通孔；

第二连接件，用于连接所述支撑臂，所述第二连接件设置有锥形凸起，所述第一连接件与所述第二连接件通过所述锥形凸起与所述锥形通孔配合连接；

当所述支撑臂受到的拖拽力超出所述头部安全保护装置的扭矩的阈值，所述第一连接件第二连接件可相对转动。

在其中一个实施例中，所述锥形通孔与所述锥形凸起之间为过盈配合连接。

在其中一个实施例中，所述锥形凸起的外周面具有摩擦部，所述摩擦部用于增加所述锥形凸起与所述锥形通孔之间的摩擦力。

在其中一个实施例中，所述锥形凸起的最大直径大于所述锥形通孔的最大直径。

在其中一个实施例中，所述锥形凸起还包括连接段，所述连接段位于所述锥形凸起直径最小的一端；

所述头部安全保护装置还包括锁定件，所述锁定件设置于所述连接段，通过所述锁定件可调节所述锥形凸起与所述锥形通孔之间的接触压力。

在其中一个实施例中，所述连接段具有外螺纹，所述锁定件为与所述外螺纹配合的锁定螺母。

在其中一个实施例中，所述头部安全保护装置还包括调节垫片，所述调节垫片设置于所述第一连接件与所述第二连接件之间。

在其中一个实施例中，所述第一连接件包括第一连接主体以及与所述第一连接主体连接的第一连接臂，所述第一连接主体具有所述锥形通孔，所述第一连接主体通过所述锥形通孔与所述锥形凸起连接，所述第一连接臂与所述安装臂连接。

在其中一个实施例中，所述第二连接件包括第二连接主体以及与所述第二连接主体连接的第二连接臂，所述第二连接主体与所述锥形凸起连接，所述第二连接臂与所述安装臂连接。

一种手术机器人系统，包括手术机器人、设置于所述手术辅助机器人的手术机械臂、安装臂与支撑臂、以及如上述任一技术特征所述的头部安全保护装置；

所述头部安全保护装置连接所述安装臂与所述支撑臂，所述支撑臂连接于头架机构，所述手术机械臂用于对进行手术，所述手术机器人控制所述手术机械臂运动。

采用上述技术方案后，本实用新型至少具有如下技术效果：

本实用新型的头部安全保护装置及手术机器人系统，第一连接件连接安装臂，第二连接件连接支撑臂，第一连接件与第二连接件之间通过锥形凸起与锥形通孔可转动连接；支撑臂还连接至头架机构，当头架机构受到向下的拖拽力传递至支撑臂上，并超出限制扭矩的阈值时，第二连接件可通过锥形凸起与锥形通孔的配合相对于第一连接件转动。这样，支撑臂可随头架机构一同下沉，有效的解决目前手术床发生坍塌导致头部受到伤害的问题，使得出现意外情况时，锥形凸起与锥形通孔在头架机构的拖拽力作用下自动解锁第一连接件与第二连接件，这样头架机构的位置不再被支撑臂固定，能够随病床系统一同下沉，避免患者受到伤害，起到安全保护的作用。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的头部安全保护装置应用于手术机器人系统的示意图；

图2为图1所示的头部安全保护装置在手术床坍塌时的示意图；

图3为图1所示的头部安全保护装置的立体图；

图4为图1所示的头部安全保护装置的主视图；

图5为图1所示的头部安全保护装置的剖视图。

其中：100、头部安全保护装置；110、第一连接件；111、第一连接主体；112、第一连接臂；113、锥形通孔；120、第二连接件；121、第二连接主体；122、第二连接臂；130、锥形凸起；132、连接段；140、锁定件；200、安装臂；300、支撑臂；400、头架机构；500、手术机器人；600、手术床；700、头部；800、手术机械臂。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参见图1至图4，本实用新型提供一种头部安全保护装置100。该头部安全保护装置100应用于手术机器人系统中，用于连接手术机器人系统的支撑臂300与安装臂200。可以理解的，支撑臂300远离头部安全保护装置100的一端与病床系统的头架机构400连接。

通常，手术机器人系统配合病床系统进行使用。病床系统包括手术床600以及设置于手术床600一端的头架机构400。患者躺在手术床600上，且头部700放在头架机构400上，通过头架机构400托住患者的头部700。进一步地，头架机构400包括头架以及将头架支撑于手术床600的支撑杆，支撑杆起支撑作用，头架通过支撑杆可靠的支撑于手术床600。并且，头架通过支撑杆可随手术床600升降，当手术床600发生坍塌时，头架也会随着手术床600一同下沉。

为保证手术机器人系统对头架机构400进行可靠支撑，通常采用支撑臂300连接头架机构400与手术机器人500。此种方式下，支撑臂300与手术机器人500之间为刚性连接。当手术床600发生坍塌等风险时，支撑臂300会仍然支撑头架使患者受伤。因此，本实用新型在支撑臂300与手术机器人系统的安装臂200之间增加头部安全保护装置100，通过头部安全保护装置100连接支撑臂300与安装臂200，实现支撑臂300与安装臂200之间的锁定与解锁。

具体的，头部安全保护装置100可以实现支撑臂300与安装臂200的锁定与解锁。当头部安全保护装置100锁定支撑臂300与安装臂200时，可以保证支撑臂300可靠支撑头架机构400，以保证手术精度；在手术床600发生坍塌等意外情况时，头部安全保护装置100可以解锁支撑臂300，起到安全保护的作用，避免患者受到伤害。

头部安全保护装置100具有锁定状态与解锁状态，头部安全保护装置100处于锁定状态时，支撑臂300与安装臂200之间的相对位置固定，以使支撑臂300可以可靠支撑头架机构400；头部安全保护装置100处于解锁状态时，支撑臂300相对于安装臂200转动，使得头架机构400可随手术床600移动下沉。

具体的，手术机器人系统对患者进行手术时，头部安全保护装置100连接支撑臂300与安装臂200，再将支撑臂300与头架机构400连接，通过支撑臂300对头架机构400进行可靠支撑，同时还可以保证手术机器人系统手术时的手术精度。当手术床600发生坍塌等风险时，手术床600向下拖拽头架机构400，以使头架机构400受到拖拽力，同时，该拖拽力可以作用于支撑臂300，并经过支撑臂300传递至头部安全保护装置100，使得头部安全保护装置100在拖拽力作用下自动解锁。此时，头部安全保护装置100不再锁定支撑臂300与安装臂200，使得支撑臂300可随头架机构400一同运动，这样头架机构400会随着手术床600一同下沉，避免因支撑臂300牵扯头架使患者受伤的情况发生。

在一实施例中，头部安全保护装置100具有限制扭矩。当支撑臂300受到的拖拽力超出限制扭矩的阈值，头部安全保护装置100可转动连接支撑臂300与安装臂200。也就是说，头部安全保护装置100为被动解锁的结构。通过支撑臂300受到的拖拽力大小实现头部安全保护装置100的锁定与解锁。

具体的，当支撑臂300未受到拖拽力或者支撑臂300受到的拖拽力小于限制扭矩时，支撑臂300无法带动头部安全保护装置100解锁，此时，支撑臂300不会相对于安装臂200运动，支撑臂300可以可靠支撑头架机构400，保证手术精度。当手术床600发射坍塌等意外情况时，手术床600坍塌对头架机构400施加的拖拽力经支撑臂300施加到头部安全保护装置100上，该拖拽力大于限制扭矩，支撑臂300可带动头部安全保护装置100解锁，此时，支撑臂300可相对于安装臂200运动，进而支撑臂300与头架机构400可随手术床600一同下沉，避免对患者造成损伤。

在一实施例中，头部安全保护装置100包括第一连接件110以及第二连接件120。第一连接件110用于连接安装臂200。第二连接件120用于连接支撑臂300。第一连接件110设置锥形通孔113，第二连接件120设置锥形凸起130，第一连接件110与第二连接件120通过锥形凸起130与锥形通孔113配合连接。当支撑臂300受到的拖拽力超出头部安全保护装置100的扭矩的阈值，第一连接件110通过锥形凸起130与锥形通孔113的配合相对于第二连接件120运动。

可以理解的，头部安全保护装置100在实际使用过程中安装于手术机器人系统的手术机器人500上，头部安全保护装置100连接安装臂200与支撑臂300，再由支撑臂300连接头架机构400。具体的，第一连接件110的端部与安装臂200固定连接，第二连接件120的一端与支撑臂300固定连接。可选地，第一连接件110的端部可以通过螺纹件、卡固件、转接法兰等实现与安装臂200的连接；第二连接件120的端部可以通过螺纹件、卡固件、转接法兰等实现与支撑臂300的连接。

通过锥形凸起130与锥形通孔113的配合连接第一连接件110与第二连接件120，并实现第一连接件110与第二连接件120之间的相对运动。具体的，当支撑臂300受到的拖拽力小于限制扭矩的阈值时，锥形凸起130与锥形通孔113的配合锁定第一连接件110与第二连接件120，第一连接件110与第二连接件120的相对位置固定，进而支撑臂300无法相对于安装臂200转动。当支撑臂300受到的拖拽力超出限制扭矩的阈值时，支撑臂300可带动第一连接件110通过锥形凸起130与锥形通孔113相对于第二连接件120转动，以解锁头架机构400。

也就是说，头部安全保护装置100通过锥形凸起130与锥形通孔113的配合始终锁定第一连接件110与第二连接件120，即为锁定状态，以使支撑臂300及头架机构400固定。当头部安全保护装置100在超出限制扭矩阈值的作用下被动解锁，锥形凸起130与锥形通孔113的配合解锁，支撑臂300可随头架机构400相对于第一连接件110运动。并且，当外力消失后，锥形凸起130与锥形通孔113的配合还可重新锁定第一连接件110与第二连接件120。

示例性地，当手术床600坍塌时，手术床600会产生下沉力，该下沉力拖拽头架机构400，使得头架机构400受到拖拽力，该拖拽力通过支撑臂300传递至第二连接件120。由于手术床600下沉对头架机构400产生的拖拽力较大，超出头部安全保护装置100夹持力的阈值，锥形凸起130与锥形通孔113的配合无法锁定第二连接件120。此时，第二连接件120在拖拽力作用下通过锥形凸起130与锥形通孔113的配合相对于第一连接件110转动，这样，支撑臂300及头架机构400可相对于第一连接件110随手术床600同步下沉，这样患者的头部700可随手术床600一同下沉，避免拖拽患者的头部700。当然，当头架机构400受到冲击力等时，头部安全保护装置100也可自动解锁，保证使用安全。

上述实施例的头部安全保护装置100连接支撑臂300与安装臂200，当头架机构400受到向下的拖拽力传递至支撑臂300上，并超出限制扭矩的阈值时，第二连接件120可通过锥形凸起130与锥形通孔113的配合相对于第一连接件110转动。这样，支撑臂300可随头架机构400一同下沉，有效的解决目前手术床发生坍塌导致头部受到伤害的问题，使得出现意外情况时，锥形凸起130与锥形通孔113的配合在头架机构400的拖拽力作用下自动解锁第一连接件110与第二连接件120，这样头架机构400的位置不再被支撑臂300固定，能够随病床系统一同下沉，避免患者受到伤害，起到安全保护的作用。

在一实施例中，第一连接件110包括第一连接主体111以及与第一连接主体111连接的第一连接臂112，第一连接主体111具有锥形通孔113，第一连接臂112与安装臂200连接。第一连接主体111的锥形通孔113用于与锥形凸起130连接，第一连接主体111的端部与第一连接臂112的一端连接，第一连接臂112的另一端与安装臂200连接。

原则上，第一连接主体111与第一连接臂112的形状原则上不受限制，只要能实现连接即可。示例性地，第一连接主体111为周向为部分圆形的连接块，第一连接臂112为柱形结构。可选地，第一连接主体111与第一连接臂112为一体结构。这样可以减少零件数量，减少装配步骤，便于使用；同时，还能保证连接处的强度，避免发生断裂，保证连接可靠。

在一实施例中，第二连接件120包括第二连接主体121以及与第二连接主体121连接的第二连接臂122，第二连接主体121与锥形凸起130连接，第二连接臂122与安装臂200连接。第二连接主体121的侧面与锥形凸起130连接，第二连接主体121的端部与第二连接臂122的一端连接，第二连接臂122的另一端与安装臂200连接。

原则上，第二连接主体121与第二连接臂122的形状原则上不受限制，只要能实现连接即可。示例性地，第二连接主体121为周向为部分圆形的连接块，第二连接臂122为柱形结构。可选地，第二连接主体121与第二连接臂122为一体结构。这样可以减少零件数量，减少装配步骤，便于使用；同时，还能保证连接处的强度，避免发生断裂，保证连接可靠。

在一实施例中，锥形凸起130与第一连接件110或第二连接件120其中之一为固定结构，锥形凸起130与第一连接件110或第二连接件120其中之另一为活动连接。也就是说，第一连接件110与第二连接件120其中的一个可相对于锥形凸起130转动，另一个固定。也就是说，锥形凸起130可以设置在第一连接件110，相应的，锥形通孔113设置在第二连接件120上；当然，也可以设置在第二连接件120上，相应的，锥形通孔113设置在第一连接件110上。

可选地，锥形凸起130与第一连接件110为一体结构，锥形凸起130与第二连接件120可转动连接。这样，支撑臂300受到超过限制扭矩的阈值时，支撑臂300可带动第二连接件120绕锥形凸起130转动，实现相对于第一连接件110转动。可选地，锥形凸起130与第二连接件120为一体结构，锥形凸起130与第一连接件110可转动连接。这样，支撑臂300受到超过限制扭矩的阈值时，支撑臂300可带动第二连接件120及锥形凸起130相对于第一连接件110转动。

当然，在本实用新型的其他实施方式中，锥形凸起130与第一连接件110为可转动连接，锥形凸起130与第二连接件120也为可转动连接。

在一实施例中，锥形通孔113与锥形凸起130为过盈配合。也就是说，锥形通孔113与锥形凸起130之间为紧配合关系。这样，第一连接件110与第二连接件120不会轻易通过锥形通孔113相对于锥形凸起130转动。这样，手术时，第一连接件110与第二连接件120通过锥形通孔113与锥形凸起130的过盈配合锁紧固定，保证支撑臂300位置固定以可靠支撑头架机构400。当手术床600发生坍塌等意外情况时，支撑臂300受到的拖拽力会超出过盈配合的限制扭矩，以使第二连接件120的锥形通孔113绕锥形凸起130转动，实现支撑臂300的解锁，使支撑臂300可随手术床600一同下沉。

可选地，可以调节锥形通孔113与锥形凸起130的过盈度，进而调节限制扭矩的大小。这样可以适应不同使用情况，保证手术安全性。

在一实施例中，锥形凸起130为阻尼轴。也就是说，通过阻尼轴与锥形通孔113连接第一连接件110与第二连接件120。阻尼轴与锥形通孔113的配合可以增加其与第一连接件110及第二连接件120之间的摩擦力，实现第一连接件110与第二连接件120的锁定。在正常手术时，阻尼轴与锥形通孔113可以实现第一连接件110与第二连接件120的锁定，进而使支撑臂300可靠支撑头架机构400。当支撑臂300受到的拖拽力会超出过盈配合的限制扭矩，以使第二连接件120可绕阻尼轴转动，实现支撑臂300的解锁。

可选地，阻尼轴由尼龙等材料制成。当然，也可在锥形凸起130的外壁涂覆阻尼涂层，通过此种方式也可锁定第一连接件110与第二连接件120。

在一实施例中，锥形凸起130的外周面具有摩擦部，摩擦部用于增加其锥形通孔113之间的摩擦力。摩擦部设置于锥形凸起130的外周面，并与锥形通孔113的内壁接触，摩擦部可以限制锥形通孔113在无外力作用下相对于锥形凸起130的转动，实现第一连接件110与第二连接件120的锁紧。

可选地，摩擦部可以为橡胶凸起、橡胶棱、尼龙凸起或者其他能够起到增加摩擦力的部件。

本实用新型中，锥形凸起130与锥形通孔113的配合实现第一连接件110与第二连接件120锁定与解锁。可选地，第二连接件120具有锥形通孔113，锥形凸起130与第一连接件110固定连接。又可选地，第一连接件110具有锥形通孔113，锥形凸起130与第二连接件120固定连接。

本实用新型中仅以锥形通孔113位于第一连接件110为例进行说明，锥形通孔113位于第二连接件120与锥形通孔113位于第一连接件110的原理实质相同，在此不一一赘述。

可选地，锥形凸起130的最大直径大于锥形通孔113的的最大直径，且锥形凸起130的外径尺寸逐渐变化。记锥形凸起130与第二连接件120连接的端部为第一端，锥形凸起130远离第二连接件120的端部为第二端。第一端的外径尺寸大于第二端的外径尺寸，并且，锥形凸起130的外径从第一端到第二端之间减小。而且，锥形通孔113的内径尺寸与锥形凸起130的外径尺寸相适配，以保证锥形凸起130与锥形通孔113锁紧第一连接件110。

在一实施例中，锥形凸起130的锥度等于锥形通孔113的锥度。当锥形凸起130与锥形通孔113的径向尺寸相一致时，锥形凸起130的锥度等于锥形通孔113的锥度，这样，锥形通孔113的内壁会卡设在锥形凸起130的外壁上，以此实现第一连接件110的锁定。

在一实施例中，在同一径向方向上，锥形凸起130的外径大于锥形通孔113的外径。也就是说，锥形凸起130与锥形通孔113之间为过盈配合关系，锥形凸起130的直径尺寸大于锥形通孔113的直径尺寸。通过过盈配合的锥形凸起130撑住锥形通孔113的内壁，以此实现第一连接件110的锁定。

在一实施例中，锥形凸起130还包括连接段132，连接段132位于锥形凸起130的直径最小的一端。头部安全保护装置100还包括锁定件140，锁定件140设置于连接段132，通过锁定件140可调节锥形凸起130与锥形通孔113的接触面积。锁定件140可以调节第一连接件110或第二连接件120相对于锥形凸起130的位置，进而调节第一连接件110或第二连接件120与锥形凸起130之间的限制扭矩的大小，这样可以适应不同使用情况，保证手术安全性。

当锁定件140使第一连接件110与第二连接件120相互靠近时，限制扭矩的阈值增加，避免支撑臂300在外界的干扰作用力下带动第二连接件120解锁，保证支撑臂300可靠支撑头架机构400。当锁定件140使第一连接件110与第二连接件120相互远离时，限制扭矩的阈值减小，提高头部安全保护装置100的敏感度，一旦手术床600坍塌或者其他意外情况需要解锁头架机构400的作用力传递至支撑臂300时，就可使实现第二连接件120的解锁，保证手术的安全性。

在一实施例中，锥形凸起130的直径最大处的直径尺寸大于锥形通孔113的直径最大处的直径尺寸。也就是说，锥形通孔113沿锥形凸起130运动时，锥形凸起130的最大直径处可以开设锥形通孔113的内壁，一方面可以保证锥形凸起130锁紧第二连接件120，另一方面也可增加限制扭矩的阈值。

在一实施例中，连接段132具有外螺纹，锁定件140为与外螺纹配合的锁定螺母。锁定螺母旋合于连接段132的外螺纹。锁定螺母沿连接段132的外螺纹移动时，可使第一连接件110与第二连接件120靠近或远离，达到调节限制扭矩阈值的目的。

在一实施例中，头部安全保护装置100还包括调节垫片，调节垫片设置于第一连接件110与第二连接件120之间。调节垫片具有耐磨性，减少第一连接件110与第二连接件120之间的磨损。而且，调节垫片也可以锥形通孔113与锥形凸起130形成合适的限制扭矩。

示例性地，如图3至图5所示，锥形凸起130的一端固定于第二连接件120，锥形通孔113位于第二连接件120，锥形凸起130的另一端可转动安装于第一连接件110的锥形通孔113中。锥形凸起130的第一端与第二连接件120连接，锥形凸起的第二端与连接段132连接，连接段132远离第二端的端部伸出第一连接件110的端部安装锁定件140。

锁定件140与第一连接件110的外壁接触，当锁定件140沿连接段132朝向第一连接件110所在方向运动时，锁定件140锁定第一连接件110的锥形通孔113沿锥形凸起130朝向第二连接件120运动。通过此种方式可增加锥形凸起130与第一连接件110之间的限制扭矩的阈值。当锁定件140沿连接段132朝向远离第一连接件110所在方向运动时，锁定件140锁定第一连接件110的锥形通孔沿锥形凸起130朝向远离第二连接件120的方向运动。通过此种方式可减小锥形凸起130与第一连接件110之间的限制扭矩的阈值。

本实用新型的头部安全保护装置100通过锥形凸起130与锥形通孔113的配合实现第一连接件110与第二连接件120的锁定与被动解锁，正常情况下，锥形凸起130与锥形通孔113的配合实现第一连接件110与第二连接件120的锁定，以使支撑臂300可靠支撑头架机构400；当支撑臂300受到的拖拽力超出限制扭矩的阈值时，第二连接件120可通过锥形凸起130与锥形通孔113的配合相对于第一连接件110转动。这样，支撑臂300可随头架机构400一同下沉；同时，还可以调节头部安全保护装置100的限制扭矩阈值的大小，以满足不同头架下沉力的需求，保证手术的安全性。

参见图1至图3，本实用新型还提供一种手术机器人系统，包括手术机器人500、设置于手术辅助机器人的手术机械臂800、安装臂200与支撑臂300、以及上述实施例中的头部安全保护装置100。头部安全保护装置100连接安装臂200与支撑臂300，支撑臂300连接于头架机构400，手术机械臂800用于对进行手术，手术机器人500控制手术机械臂800运动。手术机械臂800的一端与手术机器人500连接，另一端可夹持手术器械。可选地，手术器械包括但不限于穿刺针、手术刀等，还可以为其他类型的手持式器械。

手术机器人系统采用上述头部安全保护装置100后，支撑臂300可以可靠连接并锁定头架机构400，保证患者的头部700与手术机械臂800的相对位置，不能发生任何相对位移，以保证手术的准确性。当手术床600发生坍塌等意外情况时，头架机构400受到的拖拽力超出头部安全保护装置100的限制扭矩的阈值，头部安全保护装置100解锁支撑臂300，使得支撑臂300可相对安装臂200转动。此时，支撑臂300在拖拽力作用下随头架机构400手术床600同步下沉，这样患者的头部700可随手术床600一同下沉，避免拖拽患者头部700，起到安全保护的作用，避免患者受到伤害。

在一实施例中，手术机械臂800为串联机械臂和/或并联机械臂。也就是说，手术机械臂800可以包括多个串联机械臂，通过多个串联机械臂连接实现手术作业。手术机械臂800也可包括多个并联机械臂，通过多个并联机械臂连接实现手术作业。当然，手术机械臂800还可包括至少一个串联机械臂和至少一个并联机械部，通过串联机械臂与并联机械臂共同配合实现手术作业，此时，并联机械臂位于串联机械臂的末端。可以理解的是，串联机械臂包括多个单臂，相邻的单臂之间可转动连接。并联机械臂可以包括诸如stewart平台。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书的记载范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种头部安全保护装置，其特征在于，所述头部安全保护装置连接手术机器人系统的支撑臂与安装臂；所述头部安全保护装置包括：

第一连接件，用于连接所述安装臂，所述第一连接件设置有锥形通孔；

第二连接件，用于连接所述支撑臂，所述第二连接件设置有锥形凸起，所述第一连接件与所述第二连接件通过所述锥形凸起与所述锥形通孔配合连接；

当所述支撑臂受到的拖拽力超出所述头部安全保护装置的扭矩的阈值，所述第一连接件第二连接件可相对转动。

2.根据权利要求1所述的头部安全保护装置，其特征在于，所述锥形通孔与所述锥形凸起之间为过盈配合连接。

3.根据权利要求2所述的头部安全保护装置，其特征在于，所述锥形凸起的外周面具有摩擦部，所述摩擦部用于增加所述锥形凸起与所述锥形通孔之间的摩擦力。

4.根据权利要求2所述的头部安全保护装置，其特征在于，所述锥形凸起的最大直径大于所述锥形通孔的最大直径。

5.根据权利要求3或4所述的头部安全保护装置，其特征在于，所述锥形凸起还包括连接段，所述连接段位于所述锥形凸起直径最小的一端；

所述头部安全保护装置还包括锁定件，所述锁定件设置于所述连接段，通过所述锁定件可调节所述锥形凸起与所述锥形通孔之间的接触压力。

6.根据权利要求5所述的头部安全保护装置，其特征在于，所述连接段具有外螺纹，所述锁定件为与所述外螺纹配合的锁定螺母。

7.根据权利要求6所述的头部安全保护装置，其特征在于，所述头部安全保护装置还包括调节垫片，所述调节垫片设置于所述第一连接件与所述第二连接件之间。

8.根据权利要求1所述的头部安全保护装置，其特征在于，所述第一连接件包括第一连接主体以及与所述第一连接主体连接的第一连接臂，所述第一连接主体具有所述锥形通孔，所述第一连接主体通过所述锥形通孔与所述锥形凸起连接，所述第一连接臂与所述安装臂连接。

9.根据权利要求1所述的头部安全保护装置，其特征在于，所述第二连接件包括第二连接主体以及与所述第二连接主体连接的第二连接臂，所述第二连接主体与所述锥形凸起连接，所述第二连接臂与所述安装臂连接。

10.一种手术机器人系统，其特征在于，包括手术机器人、设置于所述手术辅助机器人的手术机械臂、安装臂与支撑臂、以及如权利要求1至9任一项所述的头部安全保护装置；

所述头部安全保护装置连接所述安装臂与所述支撑臂，所述支撑臂连接于头架机构，所述手术机械臂用于对进行手术，所述手术机器人控制所述手术机械臂运动。

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