CN217244539U - 一种微创手术持械臂机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微创手术持械臂机构，包括直线导轨、电机箱、同步带、锥齿轮箱和电机，直线导轨安装于C型梁上表面，直线导轨上可滑动式连接滑块，滑块上固定用于连接并驱动手术器械的电机箱，电机箱随滑块沿直线导轨作直线运动，C型梁侧面的前、后部分别安装同步带轮一和同步带轮二，同步带轮一与同步带轮二上套设有同步带，同步带轮二固定在锥齿轮箱的输出轴上，锥齿轮箱的输入轴与电机相连，锥齿轮箱在电机驱动下带动同步带轮二转动，电机箱通过转接件与同步带固定在一起，电机箱在同步带的带动下沿直线导轨作直线运动；本实用新型能够实现静音，高精度，无背隙，稳定，长寿命免维护运行，减轻产品重量的同时降低了产品的制造与维护成本。

Description

一种微创手术持械臂机构

[技术领域]

本实用新型涉及手术机器人领域，具体地说是一种用于固定手术器械并带动器械完成前伸或后退运动的微创手术持械臂机构。

[背景技术]

随着科技的发展与进步，微创手术机器人已经在世界范围内的临床手术领域获得较为广泛的应用。微创手术机器人的末端机械臂通常用于固定各种不同的手术器械，并能带动器械在手术过程中完成前伸或后退操作。

然而，现有的持械臂运动机构多采用电机驱动丝杠转动，从而带动手术器械运动。该方式容易导致整体重量增加，影响末端控制的灵活性，同时伴随着丝杠运动带来的噪音以及长期使用的润滑维护等问题。另外，丝杠传动对加工装配的精度要求较高，也导致了产品成本的上升。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种微创手术持械臂机构，能够实现静音，高精度，无背隙，稳定，长寿命免维护运行，减轻产品重量的同时降低了产品的制造与维护成本。

为实现上述目的设计一种微创手术持械臂机构，包括直线导轨2、电机箱4、同步带14、锥齿轮箱9和电机10，所述直线导轨2安装于C型梁1的上表面，所述直线导轨2上可滑动式连接有滑块3，所述滑块3上固定有用于连接并驱动手术器械22的电机箱4，所述电机箱4随滑块3沿直线导轨2作直线运动，所述C型梁1侧面的前、后部分别安装有同步带轮一5和同步带轮二8，所述同步带轮一5与同步带轮二8上套设有同步带14，所述同步带轮二8固定在锥齿轮箱9的输出轴上，所述锥齿轮箱9的输入轴与电机10相连，所述锥齿轮箱9在电机10驱动下带动同步带轮二8转动，所述电机箱4通过转接件13与同步带14固定在一起，所述电机箱4在同步带14的带动下沿直线导轨2作直线运动。

进一步地，所述同步带轮一5固定在张紧轴6上，并通过张紧螺栓7实现同步带14的张紧调节。

进一步地，所述锥齿轮箱9通过连接板11固定在C型梁1上，所述电机10通过电机座12固定在C型梁1上。

进一步地，所述转接件13上固定有触发块15，所述同步带轮一5的后侧布置有前限位开关16，所述同步带轮二8的前侧布置有后限位开关17，所述触发块15在电机箱4前后运动超过设定的行程时，所述触发前限位开关16与后限位开关17以实现运动行程的限位保护作用。

进一步地，所述C型梁1前部的侧面装设有前机械限位块18，所述C型梁1后部的顶面装设有后机械限位块19，所述前机械限位块18与后机械限位块19用于阻止电机箱4超出行程范围运动。

进一步地，所述C型梁1的前部固定有导向套管20，所述导向套管20用于供手术器械22前端穿过，所述导向套管20与电机箱4相对布置。

进一步地，所述C型梁1的底部固定有转接板21，所述转接板21用于与手术机器人操作臂配合连接。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

(1)本实用新型可实现高精度无背隙运动，并减轻结构重量，且同步带运动时几乎无声，可显著降低噪音水平；

(2)本实用新型同步带传动机构对安装基座的加工与装配精度有一定的容错性，进一步降低了产品的成本；

(3)本实用新型可实现很高的位置精度与重复运动精度，并能实现静音，高精度，无背隙，稳定，长寿命免维护运行，减轻产品重量的同时降低了产品的制造与维护成本，值得推广应用。

[附图说明]

图1是本实用新型的立体结构示意图一；

图2是本实用新型的立体结构示意图二；

图3是手术器械安装在本实用新型所述的持械臂机构上的示意图；

图4是本实用新型所述的持械臂机构带动手术器械进行前伸运动的示意图；

图中：1、C型梁 2、直线导轨 3、滑块 4、电机箱 5、同步带轮一 6、张紧轴 7、张紧螺栓 8、同步带轮二 9、锥齿轮箱 10、电机 11、连接板 12、电机座 13、转接件 14、同步带15、触发块 16、前限位开关 17、后限位开关 18、前机械限位块 19、后机械限位块 20、导向套管 21、转接板 22、手术器械。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图1至附图4所示，本实用新型提供了一种微创手术持械臂机构，包括直线导轨2、电机箱4、同步带14、锥齿轮箱9和电机10，直线导轨2安装于C型梁1的上表面，直线导轨2上可滑动式连接有滑块3，滑块3上固定有用于连接并驱动手术器械22的电机箱4，电机箱4随滑块3沿直线导轨2作直线运动，C型梁1侧面的前、后部分别安装有同步带轮一5和同步带轮二8，同步带轮一5与同步带轮二8上套设有同步带14，同步带轮二8固定在锥齿轮箱9的输出轴上，锥齿轮箱9的输入轴与电机10相连，锥齿轮箱9在电机10驱动下带动同步带轮二8转动，电机箱4通过转接件13与同步带14固定在一起，电机箱4在同步带14的带动下沿直线导轨2作直线运动，C型梁1的前部固定有导向套管20，导向套管20用于供手术器械22前端穿过，导向套管20与电机箱4相对布置。

其中，同步带轮一5固定在张紧轴6上，并通过张紧螺栓7实现同步带14的张紧调节；锥齿轮箱9通过连接板11固定在C型梁1上，电机10通过电机座12固定在C型梁1上；转接件13上固定有触发块15，同步带轮一5的后侧布置有前限位开关16，同步带轮二8的前侧布置有后限位开关17，触发块15在电机箱4前后运动超过设定的行程时，触发前限位开关16与后限位开关17以实现运动行程的限位保护作用；C型梁1前部的侧面装设有前机械限位块18，C型梁1后部的顶面装设有后机械限位块19，前机械限位块18与后机械限位块19用于阻止电机箱4超出行程范围运动。

本实用新型中，直线导轨2安装于C型梁1的上表面，用于连接并驱动手术器械的电机箱4与滑块3固定连接，并沿着导轨2作直线运动。同步带轮一5固定在张紧轴6上，并通过张紧螺栓7实现同步带的张紧调节。同步带轮二8固定在锥齿轮箱9的输出轴上，锥齿轮箱9的输入轴与电机10相连，从而将电机10的转动传递到同步带轮二8。锥齿轮箱9通过连接板11固定在C型梁1上，电机10通过电机座12固定在C型梁1上。电机箱4通过转接件13与同步带14固定在一起，从而在同步带的带动下实现直线运动。触发块15固定在转接件13上，在电机箱前后运动超过设定的行程时可以触发前限位开关16与后限位开关17，从而实现运动行程的限位保护作用。当限位开关意外失效时，前机械限位块18和后机械限位块19可以阻止电机箱的继续运动，也可以起到限位保护，防止运动超出行程范围的作用。导向套管20固定在C型梁1的前部，转接板21固定在C型梁1的底部，并将其与手术机器人操作臂的其他部分连接在一起。

综上，本实用新型使用时，手术器械22前端穿过导向管20，尾部的传动盒与电机箱4对接固定在一起，随着电机箱4一起在电机10与同步带14的驱动下，可实现很高的位置精度与重复运动精度，并能实现静音，稳定，长寿命免维护运行，减轻产品重量的同时降低了产品的制造与维护成本。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种微创手术持械臂机构，其特征在于：包括直线导轨(2)、电机箱(4)、同步带(14)、锥齿轮箱(9)和电机(10)，所述直线导轨(2)安装于C型梁(1)的上表面，所述直线导轨(2)上可滑动式连接有滑块(3)，所述滑块(3)上固定有用于连接并驱动手术器械(22)的电机箱(4)，所述电机箱(4)随滑块(3)沿直线导轨(2)作直线运动，所述C型梁(1)侧面的前、后部分别安装有同步带轮一(5)和同步带轮二(8)，所述同步带轮一(5)与同步带轮二(8)上套设有同步带(14)，所述同步带轮二(8)固定在锥齿轮箱(9)的输出轴上，所述锥齿轮箱(9)的输入轴与电机(10)相连，所述锥齿轮箱(9)在电机(10)驱动下带动同步带轮二(8)转动，所述电机箱(4)通过转接件(13)与同步带(14)固定在一起，所述电机箱(4)在同步带(14)的带动下沿直线导轨(2)作直线运动。

2.如权利要求1所述的微创手术持械臂机构，其特征在于：所述同步带轮一(5)固定在张紧轴(6)上，并通过张紧螺栓(7)实现同步带(14)的张紧调节。

3.如权利要求1所述的微创手术持械臂机构，其特征在于：所述锥齿轮箱(9)通过连接板(11)固定在C型梁(1)上，所述电机(10)通过电机座(12)固定在C型梁(1)上。

4.如权利要求1所述的微创手术持械臂机构，其特征在于：所述转接件(13)上固定有触发块(15)，所述同步带轮一(5)的后侧布置有前限位开关(16)，所述同步带轮二(8)的前侧布置有后限位开关(17)，所述触发块(15)在电机箱(4)前后运动超过设定的行程时，所述触发前限位开关(16)与后限位开关(17)以实现运动行程的限位保护作用。

5.如权利要求4所述的微创手术持械臂机构，其特征在于：所述C型梁(1)前部的侧面装设有前机械限位块(18)，所述C型梁(1)后部的顶面装设有后机械限位块(19)，所述前机械限位块(18)与后机械限位块(19)用于阻止电机箱(4)超出行程范围运动。

6.如权利要求1至5中任一项所述的微创手术持械臂机构，其特征在于：所述C型梁(1)的前部固定有导向套管(20)，所述导向套管(20)用于供手术器械(22)前端穿过，所述导向套管(20)与电机箱(4)相对布置。

7.如权利要求6所述的微创手术持械臂机构，其特征在于：所述C型梁(1)的底部固定有转接板(21)，所述转接板(21)用于与手术机器人操作臂配合连接。

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