CN217548209U

CN217548209U - 器械盒

Info

Publication number: CN217548209U
Application number: CN202220638621.2U
Authority: CN
Inventors: 王雨溥; 徐敏
Original assignee: Agile Medical Technology Suzhou Co ltd
Current assignee: Agile Medical Technology Suzhou Co ltd
Priority date: 2022-03-23
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2032-03-23

Abstract

本申请涉及一种器械盒，包括：具有贯通的安装孔的底板、可转动地安装在安装孔内的动力输出轴、同轴固定连接在动力输出轴上的主动齿轮、同轴穿套在动力输出轴上的限位环以及与主动齿轮啮合的从动齿轮，限位环设置在主动齿轮和底板之间，从动齿轮用于连接并带动传动杆绕自身轴心线转动，主动齿轮被配置成能够相对限位环转动γ角，限位环被配置成能够相对于底板转动β角，γ+β≥360°；本申请通过利用主动齿轮与从动齿轮啮合传动，将限位件设置在主动齿轮上，减小了传动杆轴向的高度，使器械盒的结构紧凑，同时采用两次限位的结构，使主动齿轮可转动的角度超过360度，从而使传动杆和执行器能够获得更大的转动角度。

Description

器械盒

技术领域

本申请属于医疗器械领域，特别涉及一种手术机器人系统的执行器与器械盒的安装结构。

背景技术

手术机器人是集临床医学、生物力学、机械学、计算机科学、微电子学等诸多学科为一体的新型医疗器械。手术机器人通过清晰的成像系统和灵活的机械臂，以微创的手术形式，协助医生实施复杂的外科手术，完成术中定位、切断、穿刺、止血、缝合等操作。现已应用于普腹外科、泌尿外科、心血管外科、胸心外科、妇科、骨科、神经外科等多个领域。

手术机器人的各机械手通常安装一组从端机械臂，从端机械臂可以集成多个自由度，使其末端的器械执行器达到预定位置，以便于满足手术器械在不同手术体位下的切除、缝合等动作。从端机械臂带有器械盒、传动杆和执行器。器械盒通过传动杆为执行器提供动力，使得执行器实现俯仰、偏摆、旋转等动作。现有技术中的器械盒，传动杆在旋转过程中旋转角度偏小，工作范围不够灵活，同时轴向零件堆叠数量较多造成尺寸较大，导致器械盒整体高度增加。

发明内容

本申请的目的是提供一种结构紧凑、轴向高度小的器械盒，能够为执行器提供360°转动角度。

为了实现上述申请的目的，本申请采用如下技术方案：一种器械盒，包括：

底板，用以形成一安装平台，所述的底板上开设有贯通该底板的安装孔；

动力输入轴，可转动地安装在所述的底板上的安装孔内；

主动齿轮，同轴固定连接在所述的动力输入轴上；

从动齿轮，与所述的主动齿轮啮合，用于连接并带动传动杆绕自身轴心线转动；

限位环，同轴穿套在所述的动力输入轴上，所述的限位环位于所述的主动齿轮与底板之间；

其中，所述的主动齿轮被配置成能够相对所述的限位环转动γ角，所述的限位环被配置成能够相对于所述的底板转动β角，γ+β≥360°。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的限位环与所述的主动齿轮中的一个部件上设置有环形的第一活动空间以及位于所述的第一活动空间内的第一限位件，另一个部件上设置有伸入在该第一活动空间内的第一挡块，所述的第一限位件阻挡在所述的第一挡块的转动路径上；所述的限位环与所述的底板中的一个部件上设置有环形的第二活动空间以及伸入该第二活动空间上的第二挡块，另一个部件上设置有伸入该第二活动空间内的第二限位件，所述的第二挡块阻挡在所述的第二限位件的转动路径上。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的限位环具有与所述的主动齿轮相对的第一端面以及与所述的底板相对的第二端面，所述的第一活动空间和所述的第一限位件开设在第一端面上，所述的第二限位件向下凸出于所述的第二端面；所述的第一挡块设置在所述的主动齿轮的下部，所述的第二活动空间和第二挡块位于所述的底板上。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的主动齿轮包括第一轴套，所述的第一轴套的内孔与所述的动力输入轴止转连接，所述的第一挡块固定设置在所述的第一轴套的端面上。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的第一限位件与第二限位件所对应的圆心角重合。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的底板上开设有一镂空部，该镂空部内设有一环岛，所述的环岛通过所述的第二挡块与所述的底板相连，所述的环岛的内壁面形成所述的安装孔，所述的第二活动空间由所述的环岛的外壁面以及所述的镂空部的内壁面共同限定。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的从动齿轮包括第二轴套，所述的传动杆通过第二轴套止转连接在所述的从动齿轮上。

本申请与现有技术相比获得如下有益效果：本申请通过利用主动齿轮与从动齿轮啮合传动，将限位件设置在主动齿轮上，减小了传动杆轴向的高度，使器械盒的结构紧凑，同时采用两次限位的结构，使主动齿轮可转动的角度超过360度，从而使执行器能够实现±360°的转动角度。

附图说明

附图1为本申请实施例提供的器械盒的立体结构示意图；

附图2为本申请实施例提供的器械盒的分解立体结构示意图；

附图3为本申请实施例提供的器械盒的主动齿轮的立体结构示意图；

附图4为本申请实施例提供的器械盒的限位环的立体结构示意图；

附图5为本申请实施例提供的器械盒的限位环由下向上看的立体结构示意图；

附图6为附图4的限位环的俯视图；

附图7为本申请实施例提供的器械盒的限位环在底板上相对于底板转动β角的结构示意图；

附图8为本申请实施例提供的器械盒的主动齿轮相对于限位环转动γ角的结构示意图；

附图9为附图1中器械盒的俯视图；

附图10为附图9中沿A-A线剖切得到的剖视图；

其中： 100、底板；101、安装孔；102、第二活动空间；103、第二挡块；104、环岛；10、主动齿轮；11、动力输出轴；12、第一轴套；13、第一挡块；200、传动杆；201、执行器；20、从动齿轮；21、轴承；22、第二轴套；30、限位环；31、第一端面；311、第一限位件；312、第一活动空间；32、第二端面；321、第二限位件；33、中心孔。

具体实施方式

为详细说明申请的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明，其中本说明书中所述的“上”、“下”位置关系分别与附图1中的上、下方对应。

本实施例提供了一种器械盒，如附图1所示，该器械盒包括底板100、可转动地安装在底板100上的动力输出轴11、同轴固定连接在动力输出轴11上的主动齿轮10、与主动齿轮10啮合的从动齿轮20、同轴穿套在动力输出轴11上的限位环30以及同轴连接在从动齿轮20上的传动杆200以及封盖在所述的底板100上的罩壳（图中未显示）。

如附图2、7、8、9、10所示，底板100形成支撑和安装各部件的安装平台，底板100上开设有上下贯通该底板100的安装孔101，动力输出轴11可绕自身轴心线X₁转动地设置在安装孔101内。主动齿轮10随着动力输出轴11能够相对于限位环30绕动力输出轴11的轴心线X₁转动γ角；限位环30设置在主动齿轮10和底板100之间，在主动齿轮10的带动下能够相对于底板100绕动力输出轴11的轴心线X₁转动β角，所以主动齿轮10能够相对于底板100绕动力输出轴11的轴心线X₁转动γ+β角。从动齿轮20与主动齿轮10啮合，从动齿轮20在主动齿轮10的传动下能够带动连接的传动杆200绕自身轴心线X₂转动γ+β角，其中γ+β≥360°。

如附图2、3、10所示，在本实施例中，主动齿轮10包括第一轴套12和固定设置在第一轴套12上的第一挡块13，第一轴套12的内孔与动力输出轴11止转连接，使得主动齿轮10随着动力输出轴11绕轴心线X₁转动；第一挡块13固定设置在第一轴套12朝向限位环30的一端面。

如附图2、4、8、10所示，限位环30具有与主动齿轮10相对的第一端面31、与底板100相对的第二端面32以及以轴心线X₁为圆心的中心孔33，中心孔33的直径大于动力输出轴11的直径，限位环30可活动地套设在动力输出轴11上。第一端面31上开设有以轴心线X₁为中心的环形的第一活动空间312；主动齿轮10和限位环30同轴设置在动力输出轴11上时，主动齿轮10上的第一挡块13伸入第一活动空间312内，当主动齿轮10随着动力输出轴11绕轴心线X₁转动时，第一挡块13沿第一活动空间312移动。限位环30的第一端面31还设置有位于第一活动空间312内的第一限位件311，第一限位件311阻挡在第一挡块13的转动路径上，使主动齿轮10相对于限位环30转动γ角，γ＜360°。在其他实施例中，可以将第一活动空间和第一限位块设置在主动齿轮朝向限位环的一端面上，第一挡块设置在限位环与主动齿轮相对的第一端面上。

如附图5、6所示，限位环30的第二端面32具有向下凸出的第二限位件321；第一限位件311和第二限位件321在限位环30上对应的圆心角重合，第一限位件311和第二限位件321上下对称地分别设置在限位环30的第一端面31和第二端面32。

如附图2、5、7、10所示，底板100与限位环30相对的端面开设有一镂空部，该镂空部内设有一个环岛104以及连接在环岛104和底板100之间的第二挡块103，环岛104的内壁面形成安装孔101，环岛104的外壁面和镂空部的内壁面限定出环形的第二活动空间102，第二挡块103位于第二活动空间102内；限位环30套设在穿过底板100的动力输出轴11上时，限位环30的第二限位件321插入第二活动空间102内，当限位环30绕轴心线X₁转动时，第二限位件321沿第二活动空间102移动，设置在第二活动空间102内的第二挡块103阻挡在第二限位件321的转动路径上，使限位环30相对于底板100转动β角，β＜360°。在其他实施例中，可以将第二限位件设置在底板朝向限位环一端面，第二活动空间和第二挡板设置在限位环与底板相对的第二端面上。

如附图2、7、8、10所示，主动齿轮10的第一挡块13插入在第一活动空间312中，当动力输出轴11带动主动齿轮10绕轴心线X₁转动时，主动齿轮10相对于限位环30转动，第一挡块13沿第一活动空间312转动，主动齿轮10相对于限位环30转动γ角后，第一挡块13与阻挡在第一挡块13的转动路径上的第一限位件311接触，主动齿轮10与限位环30的相对转动停止；由于限位环30活动连接在主动齿轮10和底板100之间，第一挡块13在动力输出轴11的驱动下推动第一限位件311继续沿转动路径移动，与第一限位件311连接的限位环30在第一挡块13的推动下和主动齿轮10相对于底板100绕轴心线X₁转动，限位环30插入底板100的第二限位件321沿第二活动空间102转动，限位环30相对于底板100转动β角，第二限位件321与阻挡在第二限位件321的转动路径上的第二挡块103接触，由于第二活动空间102和第二挡块103设置在底板100上，第二限位件321无法推动第二挡块103继续沿转动路径继续移动，位于底板100上的第二挡块103使动力输出轴11、主动齿轮10和限位环30停止转动，主动齿轮10和动力输出轴11相对于底板100转过γ+β角，γ+β≥360°，本实施例中的γ+β角接近720度。

如附图1、2、9、10所示，从动齿轮20包括第二轴套22和同轴套设的轴承21，同轴套设在从动齿轮20上的轴承21使从动齿轮20在该器械盒内能够自由地绕自身轴心线X2转动；第二轴套22的下端部自上而下地穿过底板100与底板100下方的传动杆200止转连接，传动杆200远离从动齿轮20的一端部设置有执行器201；在主动齿轮10绕轴心线X1旋转时，从动齿轮20绕自身的轴心线X2进行与主动齿轮10旋向相反地转动；主动齿轮10在动力输出轴11的驱动下相对于底板100转动一定的角度，从动齿轮20带动传动杆200相对于底板100转动相同的角度。主动齿轮10通过与限位环30之间的限位以及限位环30与底板100之间的限位实现γ+β角的转动，从动齿轮20与主动齿轮10的啮合传动实现传动杆200能够绕轴心线X2转动γ+β角。由于主动轮旋转角度为γ+β角；主动轮和从动轮之间存在一个减速比（起到增速的作用）；减速比=（γ+β）/720°；因此执行器旋转的角度为±360°。

本实施例中的γ+β角接近720度；这样可以确保减速比约等于1至1.1之间；这样做的目的是两个齿轮直径尺寸近似，结构合理的分布空间，不会其中一个过大，占用过多空间不协调。

本申请通过将限位环30设置在动力输出轴11上，减小传动杆200轴向的高度，使该器械盒的结构紧凑；通过在限位环30、主动齿轮10以及底板100之间采用两次限位的结构，使主动齿轮10可转动的角度超过360度，进一步利用主动齿轮10和从动齿轮20的啮合传动，使传动杆200和执行器201能够获得更大的转动角度。

以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，本申请要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims

1.一种器械盒，其特征在于，包括：

底板（100），用以形成一安装平台，所述的底板（100）上开设有贯通该底板（100）的安装孔（101）；

动力输入轴（11），可转动地安装在所述的底板（100）上的安装孔（101）内；

主动齿轮（10），同轴固定连接在所述的动力输入轴（11）上；

从动齿轮（20），与所述的主动齿轮（10）啮合，用于连接并带动传动杆（200）绕自身轴心线转动；

限位环（30），同轴穿套在所述的动力输入轴（11）上，所述的限位环（30）位于所述的主动齿轮（10）与底板（100）之间；

其中，所述的主动齿轮（10）被配置成能够相对所述的限位环（30）转动γ角，所述的限位环（30）被配置成能够相对于所述的底板（100）转动β角，γ+β≥360°。

2.根据权利要求1所述的器械盒，其特征在于，所述的限位环（30）与所述的主动齿轮（10）中的一个部件上设置有环形的第一活动空间（312）以及位于所述的第一活动空间（312）内的第一限位件（311），另一个部件上设置有伸入在该第一活动空间（312）内的第一挡块（13），所述的第一限位件（311）阻挡在所述的第一挡块（13）的转动路径上；所述的限位环（30）与所述的底板（100）中的一个部件上设置有环形的第二活动空间（102）以及伸入该第二活动空间（102）上的第二挡块（103），另一个部件上设置有伸入该第二活动空间（102）内的第二限位件（321），所述的第二挡块（103）阻挡在所述的第二限位件（321）的转动路径上。

3.根据权利要求2所述的器械盒，其特征在于，所述的限位环（30）具有与所述的主动齿轮（10）相对的第一端面（31）以及与所述的底板（100）相对的第二端面（32），所述的第一活动空间（312）和所述的第一限位件（311）开设在第一端面（31）上，所述的第二限位件（321）向下凸出于所述的第二端面（32）；所述的第一挡块（13）设置在所述的主动齿轮（10）的下部，所述的第二活动空间（102）和第二挡块（103）位于所述的底板（100）上。

4.根据权利要求3所述的器械盒，其特征在于，所述的主动齿轮（10）包括第一轴套（12），所述的第一轴套（12）的内孔与所述的动力输入轴（11）止转连接，所述的第一挡块（13）固定设置在所述的第一轴套（12）的端面上。

5.根据权利要求2或3所述的器械盒，其特征在于，所述的第一限位件（311）与第二限位件（321）所对应的圆心角重合。

6.根据权利要求3所述的器械盒，其特征在于，所述的底板（100）上开设有一镂空部，该镂空部内设有一环岛（104），所述的环岛（104）通过所述的第二挡块（103）与所述的底板（100）相连，所述的环岛（104）的内壁面形成所述的安装孔（101），所述的第二活动空间（102）由所述的环岛（104）的外壁面以及所述的镂空部的内壁面共同限定。

7.根据权利要求1所述的器械盒，其特征在于，所述的从动齿轮（20）包括第二轴套（22），所述的传动杆（200）通过第二轴套（22）止转连接在所述的从动齿轮（20）上。