CN218979185U - 机械臂组件及具有其的医疗设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机械臂组件及具有其的医疗设备。机械臂组件包括第一自由臂以及第二自由臂。第一自由臂的第一端设置有球关节；第二自由臂包括球关节套窝、转接套、防护套以及锁止组件；其中，球关节套窝套设在球关节的外周并可相对球关节转动，转接套与球关节套窝可拆卸地连接，防护套可转动且可拆卸地连接在转接套远离球关节套窝的一端，锁止组件贯穿设置在球关节套窝、转接套以及防护套内，且锁止组件可沿第二自由臂的长度方向往复运动以与球关节配合，进而将第一自由臂和第二自由臂锁紧或者解锁。本申请以解决现有技术中的采用球关节连接的机械臂组件难于实现维护和翻修的问题。

Description

机械臂组件及具有其的医疗设备

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种机械臂组件及具有其的医疗设备。

背景技术

目前，用于手术机器人的机械臂的结构多种多样，一些结构中，相邻两个自由臂之间通常采用球关节连接。

然而，球关节连接的方式中，由于球关节捏合难度大、加工复杂、容易磨损，使用一段时间后，通常需要对球关节进行维护和翻修。现有的机械臂组件中，球关节连接的两个自由臂均采用一体式结构，难于实现球关节的维护和翻修。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种机械臂组件及具有其的医疗设备，以解决现有技术中的采用球关节连接的机械臂组件难于实现维护和翻修的问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种机械臂组件，包括：

第一自由臂，所述第一自由臂的第一端设置有球关节；以及

第二自由臂，所述第二自由臂包括球关节套窝、转接套、防护套以及锁止组件；

其中，所述球关节套窝套设在所述球关节的外周并可相对所述球关节转动，所述转接套与所述球关节套窝可拆卸地连接，所述防护套的第一端可转动且可拆卸地连接在所述转接套远离所述球关节套窝的一端，所述锁止组件贯穿设置在所述球关节套窝、所述转接套以及所述防护套内，且所述锁止组件可沿所述第二自由臂的长度方向往复运动以与所述球关节配合，进而将所述第一自由臂和所述第二自由臂锁紧或者解锁。

进一步地，所述机械臂组件还包括：

回转阻尼机构，所述回转阻尼机构套设在所述转接套上，所述防护套的第一端固定连接在所述回转阻尼机构上。

进一步地，所述回转阻尼机构包括：

第一阻尼套，所述第一阻尼套可转动套设在所述转接套上，所述防护套的第一端与所述第一阻尼套固定连接；

第二阻尼套，所述第二阻尼套可转动套设在所述转接套上并位于所述第一阻尼套远离所述球关节套窝的一端；

第一弹性件，所述第一弹性件抵顶在所述第一阻尼套和所述第二阻尼套之间。

进一步地，所述防护套靠近所述转接套的一端的内壁上设置有限位部，所述限位部至少用于对所述第二阻尼套进行限位。

进一步地，所述锁止组件包括：

推杆，所述推杆穿设在所述球关节套窝、所述转接套以及所述防护套内，并可沿所述第二自由臂的长度方向往复运动；

推块，所述推块设置于所述推杆靠近所述球关节的一端，所述推块在所述推杆的推动下与所述球关节接触产生摩擦阻尼以将所述第一自由臂和所述第二自由臂锁紧。

进一步地，所述推块与所述球关节之间设置有锁止机构。

进一步地，所述推块靠近所述球关节的一端设置有容置槽，所述球关节安装于所述容置槽内；

所述锁止机构包括相互适配的锁止凸起和锁止凹槽，所述锁止凸起和所述锁止凹槽两者之一设置在所述球关节的球面上，两者另一设置在所述锁止凹槽的内壁面上。

进一步地，所述锁止组件还包括第二弹性件，所述第二弹性件抵顶在所述推杆和所述推块之间。

进一步地，所述转接套的内壁面上设置有第一止挡部，所述推杆的外周设置有与所述第一止挡部配合的第二止挡部。

另一方面，本申请还提供了一种医疗设备，所述医疗设备包括上述的机械臂组件。

相对于现有技术而言，本申请的技术方案至少具备如下技术效果：

在本申请中，由于第二自由臂包括球关节套窝、转接套以及防护套，实际组装时，球关节与球关节套窝可转动地连接，转接套与球关节套窝可拆卸地连接，防护套与转接套可转动且可拆卸地连接。也即是说，本申请中的第二自由臂包括分段且可拆卸的多个结构套状结构，且转接套可以实现防滑套和球关节套窝之间的转接，当需要对机械臂组件的球关节进行维护和翻修时，只需要依次将防滑套、转接套、球关节套窝以及球关节拆卸下来即可，相对于一体式的自由臂结构而言，本申请中的机械臂组件更便于拆卸，更适于对球关节进行维护和翻修。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例公开的机械臂组件的立体结构示意图；

图2为本申请实施例公开的第二自由臂与球关节组装在一起时的仰视图；

图3为图2中的C-C剖视图；

图4为图3中的M区域的放大图；

图5为图4中的N区域的放大图；

图6为本申请实施例公开的第二自由臂与球关节组装在一起时的侧视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一自由臂；11、球关节；20、第二自由臂；21、球关节套窝；211、避让孔；22、转接套；221、第一止挡部；23、防护套；231、限位部；24、锁止组件；241、推杆；2411、第二止挡部；242、推块；2421、容置槽；243、第二弹性件；2401、锁止机构；24011、锁止凸起；24012、锁止凹槽；30、回转阻尼机构；31、第一阻尼套；32、第二阻尼套；33、第一弹性件；40、顶丝。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参见图1至图4所示，根据本申请的实施例，提供了一种机械臂组件。该机械臂组件包括第一自由臂10和第二自由臂20，实际使用的过程中，该第一自由臂10和第二自由臂20之间可以发生相对转动。

具体来说，第一自由臂10的第一端设置有球关节11。第二自由臂20包括球关节套窝21、转接套22、防护套23以及锁止组件24，其中，球关节套窝21套设在球关节11的外周并可相对球关节11转动，转接套22与球关节套窝21可拆卸地连接，防护套23的第一端可转动且可拆卸地连接在转接套22远离球关节套窝21的一端，锁止组件24贯穿设置在球关节套窝21、转接套22以及防护套23内，且锁止组件24可沿第二自由臂20的长度方向往复运动以与球关节11配合，进而将第一自由臂10和第二自由臂20锁紧或者解锁。

使用过程中，使锁止组件24沿远离第一自由臂10的方向运动，可以将第一自由臂10和第二自由臂20解锁，此时，对第一自由臂10或者第二自由臂20施加外力作用，即可使第一自由臂10和第二自由臂20之间发生相对转动，当将两者的相对位置调整到期望的位置之后，通过使锁止组件24向靠近球关节11的方向运动，即可以将第一自由臂10和第二自由臂20锁紧，该机械臂组件的结构简单，便于使用在手术机器人等医疗设备中。

然而，正如背景技术中所描述的那样，现有技术中的球关节连接的两个自由臂大多采用一体式结构，当机械臂组件使用一段时间之后，难于对球关节进行维护和翻修。在本申请中，由于第二自由臂20包括球关节套窝21、转接套22以及防护套23，实际组装时，球关节11与球关节套窝21可转动地连接，转接套22与球关节套窝21可拆卸地连接，防护套23与转接套22可转动且可拆卸地连接。也即是说，本申请中的第二自由臂20包括分段且可拆卸的多个结构套状结构，且转接套22可以实现防护套23和球关节套窝21之间的转接，当需要对机械臂组件的球关节进行维护和翻修时，只需要依次将防护套23、转接套22、球关节套窝21以及球关节11拆卸下来即可，相对于一体式的自由臂结构而言，本申请中的机械臂组件更便于拆卸，更适于对球关节11进行维护和翻修。

进一步地，本实施例中的球关节套窝21、转接套22以及防护套23均呈管套状设置，球关节套窝21远离防护套23的一端设置有避让孔211，组装时，球关节11从该避让孔211穿出于球关节套窝21后与第一自由臂10的主体结构连接。转接套22与球关节套窝21之间可以通过螺纹、螺钉中的至少一种方式连接，本申请的附图3和图4中示出了转接套22与球关节套窝21之间通过螺纹及螺钉(图中未示出)同时连接的方式，结构简单，便于拆装。防护套23套设在转接套22远离球关节套窝21的一端，并可相对转接套22转动，该防护套23可以对位于其内部的锁止组件24进行防护，便于提高机械臂组件使用过程中的可靠性。

结合图1至图4所示，为了防止防护套23从转接套22上掉落下来，本实施例中的机械臂组件还包括回转阻尼机构30，该回转阻尼机构30套设在转接套22上，防护套23的第一端固定连接在回转阻尼机构30上，通过该回转阻尼机构30的作用，可以在转接套22与防护套23之间提供阻尼，将防护套23限定在转接套22上。

具体来说，本实施例中的回转阻尼机构30包括第一阻尼套31、第二阻尼套32以及第一弹性件33。其中，第一阻尼套31可转动地套设在转接套22上，防护套23的第一端与第一阻尼套31固定连接；第二阻尼套32可转动地套设在转接套22上并位于第一阻尼套31远离球关节套窝21的一端；第一弹性件33抵顶在第一阻尼套31和第二阻尼套32之间。实际工作时，第一阻尼套31可以相对转接套22发生转动，但两者之间的摩擦系数相对比较大，当将防护套23固定在第一阻尼套31上之后，防护套23可以相对转接套22发生一定程度上的相对转动，具体可以根据机械臂组件的使用场景进行设计，本申请中不做具体的限定。此外，本实施例中的回转阻尼机构30中还设置有第二阻尼套32以及第一弹性件33，通过第二阻尼套32的作用，可以增大回转阻尼机构30与转接套22之间的接触面积，加强回转阻尼机构30的阻尼，能够很好地防止防护套23从转接套22上脱落下来。与此同时，通过该回转阻尼机构30的作用，操作人员对防护套23施加外力以使整个第二自由臂20相对第一自由臂10发生转动时，更适于对操作人员提供一个反向阻尼以便于使得整个第二自由臂20的各个部分同步运动，更便于操作。

可选地，本实施例中的第一弹性件33可以是弹簧、弹性垫或者弹性套等结构，只要是在本申请的构思下的其他变形方式，均在本申请的保护范围之内。

进一步地，防护套23靠近转接套22的一端的内壁上设置有限位部231，该限位部231至少用于对第二阻尼套32进行限位。可选地，该限位部231为一个限位台阶，通过该限位台阶的作用，便于对第二阻尼套32进行限位，防止第二阻尼套32沿转接套22的轴向运动的距离过大，即远离第一阻尼套31的间距过大而出现无法起到加大阻尼的情况。

可选地，防护套23与回转阻尼机构30之间可以通过顶丝40连接，还可以通过螺钉或者焊接方式连接，本申请的附图1至3中示出了防护套23与回转阻尼机构30之间通过顶丝40连接的情况。

结合图3至图6所示，本实施例中的锁止组件24包括推杆241和推块242。其中，推杆241穿设在球关节套窝21、转接套22以及防护套23内，并可沿第二自由臂20的长度方向往复运动；推块242设置于推杆241靠近球关节11的一端，该推块242在推杆241的推动下与球关节11接触产生摩擦阻尼以将第一自由臂10和第二自由臂20锁紧。

实际使用的过程中，推杆241与驱动结构(图中未示出)连接，该驱动结构的作用在于驱动推杆241沿第二自由臂20的长度方向往复运动，当推杆241沿靠近推块242的方向运动时，可以推动推块242与球关节11接触并产生摩擦阻尼，进而可以将第一自由臂10与第二自由臂20锁紧，使得第一自由臂10与第二自由臂20之间无法发生相对运动。当推杆241沿远离推块242方向运动时，推块242与球关节11之间的摩擦阻尼消除，第一自由臂10与第二自由臂20之间可以发生相对运动，第一自由臂10与第二自由臂20被解锁。

进一步地，本实施例中的推块242靠近球关节11的一端设置有容置槽2421，球关节11安装于容置槽2421内，为了提高第一自由臂10和第二自由臂20之间的锁定稳定性，本实施例中的推块242与球关节11之间设置有锁止机构2401。

具体来说，该锁止机构2401包括相互适配的锁止凸起24011和锁止凹槽24012，锁止凸起24011和锁止凹槽24012两者之一设置在球关节11的球面上，两者另一设置在锁止凹槽24012的内壁面上。也即是说，当将锁止凸起24011设置在球关节11的球面上时，则将锁止凹槽24012设置在容置槽2421的内壁面上；当将锁止凸起24011设置在容置槽2421的内壁面上时，则将锁止凹槽24012设置在球关节11的球面上。本申请的图5中示出了将锁止凸起24011设置在容置槽2421的内壁面上时，对应将锁止凹槽24012设置在球关节11的球面上时的情况。通过相互适配的锁止凸起24011和锁止凹槽24012，能够加大推块242与球关节11之间的阻尼，进而可以能够提高第一自由臂10和第二自由臂20之间的锁止稳定性。

可选地，本实施例中的锁止凹槽24012和锁止凸起24011均为多个，该多个锁止凹槽24012或者多个锁止凸起24011沿第一自由臂10的长度方向依次间隔布置，通过多个锁止凹槽24012和锁止凸起24011配合锁紧，能够进一步提高锁止机构2401的锁止稳定性和可靠性。

当然，在本申请的其他实施方式中，锁止机构2401还可以是其他能够加大推块242与球关节11之间的阻尼的结构，例如弹性垫、弹片等结构。

进一步地，设置在球关节11上的锁止凹槽24012和锁止凸起24011沿所述第一自由臂10的外周呈长条形布置，如此设置，能够在一定程度上对第一自由臂10和第二自由臂20转动方向进行导向。

进一步地，本实施例中的锁止组件24还包括第二弹性件243，该第二弹性件243抵顶在推杆241和推块242之间，实施加工过程中，通过选择不同弹性系数的第二弹性件243，可以对第一自由臂10和第二自由臂20之间锁紧力的大小进行调节。可选地，该第二弹性件243例如可以是弹簧、弹性套或者弹性垫等结构，只要是在本申请的构思下的其他变形方式，均在本申请的保护范围之内。

再次参见图3和图4所示，本实施例中的转接套22的内壁面上设置有第一止挡部221，推杆241的外周设置有与第一止挡部221配合的第二止挡部2411。通过第一止挡部221和第二止挡部2411的相互止挡作用，可以防止推杆241从转接套22内掉落出来，结构稳定，便于组装。

可选地，该第一止挡部221为设置在转接套22的内壁上的止挡台阶，第二止挡部2411为设置在推杆241的外周的外凸缘，结构简单，便于加工。

另一方面，本申请实施例还提供了一种医疗设备，该医疗设备例如可以是手术机器人，该医疗设备包括上述实施例中的机械臂组件，因此，该医疗设备包括上述机械臂组件的所有技术效果，由于前文已经对机械臂组件的技术效果进行了详细描述，此处不再赘述。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械臂组件，其特征在于，包括：

第一自由臂(10)，所述第一自由臂(10)的第一端设置有球关节(11)；以及

第二自由臂(20)，所述第二自由臂(20)包括球关节套窝(21)、转接套(22)、防护套(23)以及锁止组件(24)；

其中，所述球关节套窝(21)套设在所述球关节(11)的外周并可相对所述球关节(11)转动，所述转接套(22)与所述球关节套窝(21)可拆卸地连接，所述防护套(23)的第一端可转动且可拆卸地连接在所述转接套(22)远离所述球关节套窝(21)的一端，所述锁止组件(24)贯穿设置在所述球关节套窝(21)、所述转接套(22)以及所述防护套(23)内，且所述锁止组件(24)可沿所述第二自由臂(20)的长度方向往复运动以与所述球关节(11)配合，进而将所述第一自由臂(10)和所述第二自由臂(20)锁紧或者解锁。

2.根据权利要求1所述的机械臂组件，其特征在于，所述机械臂组件还包括：

回转阻尼机构(30)，所述回转阻尼机构(30)套设在所述转接套(22)上，所述防护套(23)的第一端固定连接在所述回转阻尼机构(30)上。

3.根据权利要求2所述的机械臂组件，其特征在于，所述回转阻尼机构(30)包括：

第一阻尼套(31)，所述第一阻尼套(31)可转动套设在所述转接套(22)上，所述防护套(23)的第一端与所述第一阻尼套(31)固定连接；

第二阻尼套(32)，所述第二阻尼套(32)可转动套设在所述转接套(22)上并位于所述第一阻尼套(31)远离所述球关节套窝(21)的一端；

第一弹性件(33)，所述第一弹性件(33)抵顶在所述第一阻尼套(31)和所述第二阻尼套(32)之间。

4.根据权利要求3所述的机械臂组件，其特征在于，所述防护套(23)靠近所述转接套(22)的一端的内壁上设置有限位部(231)，所述限位部(231)至少用于对所述第二阻尼套(32)进行限位。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机械臂组件，其特征在于，所述锁止组件(24)包括：

推杆(241)，所述推杆(241)穿设在所述球关节套窝(21)、所述转接套(22)以及所述防护套(23)内，并可沿所述第二自由臂(20)的长度方向往复运动；

推块(242)，所述推块(242)设置于所述推杆(241)靠近所述球关节(11)的一端，所述推块(242)在所述推杆(241)的推动下与所述球关节(11)接触产生摩擦阻尼以将所述第一自由臂(10)和所述第二自由臂(20)锁紧。

6.根据权利要求5所述的机械臂组件，其特征在于，所述推块(242)与所述球关节(11)之间设置有锁止机构(2401)。

7.根据权利要求6所述的机械臂组件，其特征在于，所述推块(242)靠近所述球关节(11)的一端设置有容置槽(2421)，所述球关节(11)安装于所述容置槽(2421)内；

所述锁止机构(2401)包括相互适配的锁止凸起(24011)和锁止凹槽(24012)，所述锁止凸起(24011)和所述锁止凹槽(24012)两者之一设置在所述球关节(11)的球面上，两者另一设置在所述锁止凹槽(24012)的内壁面上。

8.根据权利要求5所述的机械臂组件，其特征在于，所述锁止组件(24)还包括第二弹性件(243)，所述第二弹性件(243)抵顶在所述推杆(241)和所述推块(242)之间。

9.根据权利要求5所述的机械臂组件，其特征在于，所述转接套(22)的内壁面上设置有第一止挡部(221)，所述推杆(241)的外周设置有与所述第一止挡部(221)配合的第二止挡部(2411)。

10.一种医疗设备，其特征在于，所述医疗设备包括权利要求1至9中任一项所述的机械臂组件。

Images