CN214197054U - 一种无间隙抱闸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无间隙抱闸装置，其解决了现有微创手术机器人的转动关节采用抱闸锁紧后存在活动间隙的技术问题，其包括基座、转轴、平键、抱闸，基座设有轴承座孔及螺纹孔；抱闸通过螺钉及螺纹孔与基座固定连接；转轴通过轴承及轴承座孔与基座连接，平键固定连接在转轴上；抱闸包括主体、销轴、压缩弹簧、离合片、制动片、摩擦片、支撑柱、沉头螺钉和抱闸块，主体上表面设有阶梯孔，销轴、压缩弹簧设于阶梯孔内，销轴同时穿过摩擦片上的销孔、离合片上的销孔，销轴与离合片上的销孔采用间隙配合，制动片设于摩擦片与离合片之间；转轴与抱闸块固定连接，抱闸块嵌入制动片的方形通孔内。本实用新型用于微创手术机器人系统的关节结构。

Description

一种无间隙抱闸装置

技术领域

本实用新型涉及微创手术机器人技术领域，具体而言，涉及一种无间隙抱闸装置。

背景技术

参考授权公告号为CN109091237B，名称为微创手术器械辅助系统的中国发明专利以及授权公告号为CN109091238B、名称为分体式微创手术器械辅助系统的中国发明专利，微创手术器械操控系统被设计为在内窥镜下，由医生在手术室内操作，控制手术器械做手术的设备系统。医生坐在医生操作台前，通过观看3D影像显示器，操作医生机械臂，医生可如同平常手术般，利用患者机械臂精准的控制手术器械执行各种手术动作。

在操纵机器人辅助微创外科手术前，需要手动调整患者操作台各旋转关节角度，以将患者机械臂末端穿刺器与手术部位切口位置重合。患者操作台位姿调整完成后，各关节需可靠锁紧以避免由于机械臂术中大范围、快速动作而使患者操作台发生晃动，从而降低手术操作精度，并对患者产生伤害。

目前的机器人转动关节大多采用抱闸来实现制动功能，但由于结构精度及成本控制原因，采用抱闸制动的关节锁紧后普遍存在活动间隙，降低了设备的工作精度及可靠性。因此，需要对现有抱闸结构进行改良，使其具有锁紧快速、可靠，无间隙，且成本较低的优点。

发明内容

本实用新型就是为了解决现有微创手术机器人的转动关节采用抱闸锁紧后存在活动间隙的技术问题，提供了一种锁紧快速、可靠，无间隙，且成本较低的无间隙抱闸装置。

本实用新型提供的无间隙抱闸装置，包括基座、转轴、平键、抱闸，基座设有轴承座孔及螺纹孔；抱闸通过螺钉及螺纹孔与基座固定连接；转轴通过轴承及轴承座孔与基座连接，平键固定连接在转轴上；

抱闸包括主体、销轴、压缩弹簧、离合片、制动片、摩擦片、支撑柱、沉头螺钉和抱闸块，主体内部设有导电线圈，主体的侧面设右线缆接头，抱闸主体的上表面设有螺纹孔，摩擦片通过沉头螺钉、支撑柱与主体连接；主体上表面设有阶梯孔，销轴、压缩弹簧设于阶梯孔内，压缩弹簧套在销轴上，销轴与阶梯孔采用过盈方式配合；摩擦片、离合片上也分别设置有销孔，销轴同时穿过摩擦片上的销孔、离合片上的销孔，销轴与离合片上的销孔采用间隙配合，制动片设于摩擦片与离合片之间；制动片开有方形通孔；抱闸块设置有键槽及顶丝孔，转轴通过平键、紧定螺钉与键槽、顶丝孔连接，抱闸块嵌入制动片的方形通孔内。

优选地，离合片的材质是碳钢，制动片的材质是石英棉。

本实用新型的有益效果是：具有锁紧快速、可靠，无间隙，且成本较低的优点。

本实用新型进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1为无间隙抱闸装置的整体结构示意图。

图2为无间隙抱闸装置的制动间隙消除结构示意图。

图中符号说明：

1.基座，2.轴承，3.转轴，4.平键，5.螺钉，6.抱闸，7.紧定螺钉。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1及图2所示，无间隙抱闸装置包括基座1、轴承2、转轴3、平键4、抱闸6。

基座1为机器人本体上的零件，其设置有轴承座孔1.1及螺纹孔1.2；抱闸6通过螺钉5及螺纹孔1.2与基座1固定安装；转轴3同样为机器人本体的零件，转轴3通过轴承2及轴承座孔1.1与基座1安装，机器人的关节运动过程中可绕轴线3-1自由转动；平键4固定安装在转轴3上，以传递抱闸6的制动力矩，实现转轴3的可靠制动与无间隙锁紧。

抱闸6的整体结构包括主体6.1、销轴6.2、压缩弹簧6.3、离合片6.4、制动片6.5、摩擦片6.6、支撑柱6.7、沉头螺钉6.8、抱闸块6.9。主体6.1内部安装有导电线圈，并在侧面设置线缆接头6.1.1，将线缆接头与直流电源的正极、负极相接后，抱闸主体产生磁场，并将磁力作用于离合片6.4。抱闸主体6.1上表面设置螺纹孔6.1.2，摩擦片6.6通过沉头螺钉6.8、支撑柱6.7与主体6.1安装，并保持固定间距。主体6.1上表面还设置有阶梯孔6.1.3，销轴6.2、压缩弹簧6.3如图2方式安装在阶梯孔内，压缩弹簧6.3套在销轴6.2上，其中销轴6.2与阶梯孔采用过盈方式配合。摩擦片6.6、离合片6.4上也分别设置有销孔6.6.1、销孔6.4.1，其装配结构如图2所示，销轴6.2同时穿过销孔6.6.1与6.4.1，并与销孔6.4.1采用间隙配合，离合片6.4因此可以沿销轴6.2轴线方向顺畅滑动。在摩擦片6.6与离合片6.4之间装有制动片6.5，制动片与离合片的厚度被精确设计，使摩擦片与抱闸主体安装后，压缩弹簧6.3处于压缩状态，且离合片6.4下表面仍与抱闸主体6.1上表面留有间隙，压缩弹簧弹力通过离合片6.4作用于制动片6.5，处于摩擦片6.6与离合片6.4之间的制动片6.5进而被牢固压紧，无法移动。

制动片6.5开有方形通孔6.5.1；抱闸块6.9设置有键槽及顶丝孔，并通过平键4及紧定螺钉7与转轴3固定安装，在关节运动过程中，随转轴3一起绕轴线3-1转动。如图2所示，抱闸块6.9紧密嵌入制动片6.5的方形通孔内，以将制动片6.5产生的制动力矩作用于转轴3上，进而实现转轴3的制动与锁紧。

离合片6.4采用碳钢等软磁性材料加工，制动片6.5采用石英棉等无磁性材料加工，二者接触面粗糙度较高，可以有效提高抱闸的锁紧力矩。当抱闸主体与直流电源正极、负极相接后，离合片6.4在磁场作用下会克服弹簧弹力，与抱闸主体吸合，制动片6.5被释放。此时抱闸松开，制动片6.5、抱闸块6.9随转轴3一起转动。当抱闸断电后，磁力消失，离合片6.4重新被压缩弹簧6.3弹起，并再次压紧制动片6.5，进而实现抱闸块6.9及转轴3的制动。

本实用新型技术方案的销轴结构，在抱闸锁紧后，销轴可以对离合片周向定位，避免当制动片承受较大转矩时，出现制动片扭动离合片的情况，进而提高了抱闸的锁紧力矩，并进一步消除锁紧间隙。销轴可以通过对现有抱闸简单修改的方式安装，改善抱闸性能的同时，也极大降低了采购成本，具有大规模推广的优势。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，采用其它形式的零件构型、驱动装置以及连接方式不经创造性的设计与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种无间隙抱闸装置，其特征在于，包括基座、转轴、平键、抱闸，所述基座设有轴承座孔及螺纹孔；所述抱闸通过螺钉及螺纹孔与基座固定连接；所述转轴通过轴承及轴承座孔与基座连接，所述平键固定连接在转轴上；

所述抱闸包括主体、销轴、压缩弹簧、离合片、制动片、摩擦片、支撑柱、沉头螺钉和抱闸块，所述主体内部设有导电线圈，主体的侧面设右线缆接头，所述抱闸主体的上表面设有螺纹孔，所述摩擦片通过沉头螺钉、支撑柱与主体连接；所述主体上表面设有阶梯孔，所述销轴、压缩弹簧设于阶梯孔内，所述压缩弹簧套在销轴上，所述销轴与阶梯孔采用过盈方式配合；所述摩擦片、离合片上也分别设置有销孔，所述销轴同时穿过摩擦片上的销孔、离合片上的销孔，销轴与离合片上的销孔采用间隙配合，制动片设于摩擦片与离合片之间；所述制动片开有方形通孔；所述抱闸块设置有键槽及顶丝孔，转轴通过平键、紧定螺钉与键槽、顶丝孔连接，抱闸块嵌入制动片的方形通孔内。

2.根据权利要求1所述的无间隙抱闸装置，其特征在于，所述离合片的材质是碳钢，所述制动片的材质是石英棉。

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