CN219007491U - 一种支撑和脚轮装置及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种支撑和脚轮装置及手术机器人。支撑和脚轮装置包括：固定轴套；旋转轴套，可转动的设置于固定轴套上；支撑机构，设置于固定轴套上；脚轮机构，设置于旋转轴套上，支撑机构能够支撑固定轴套移动，以使脚轮机构脱离地面；锁止机构，用于锁止旋转轴套的转动，同时锁止脚轮机构的转动。本申请的支撑和脚轮装置，集合了支撑机构和脚轮机构，使用方便，操作简单，结构稳定性好。

Description

一种支撑和脚轮装置及手术机器人

技术领域

本申请涉及医疗设备领域，尤其涉及一种支撑和脚轮装置及手术机器人。

背景技术

手术机器人的底盘上设置有脚轮，以便于手术机器人的移动，在手术时将脚轮锁紧，避免手术机器人出现不必要的移动。然而，即使将脚轮锁紧后，手术机器人仍可能出现转动或晃动的情况。通常在手术机器人的底盘上设置支撑机构，支撑机构能够将手术机器人整体抬升，使得脚轮脱离地面，提高手术机器人使用时的稳定性。现有的手术机器人中，支撑机构和脚轮是相互独立的结构，所需安装空间较大，安装较为繁琐。

实用新型内容

基于上述问题，本申请提供了一种支撑和脚轮装置及手术机器人，组装简单，使用方便。

本申请的一个实施例提供一种支撑和脚轮装置，包括：固定轴套；旋转轴套，可转动的设置于固定轴套上；支撑机构，设置于固定轴套上；脚轮机构，设置于旋转轴套上，支撑机构能够支撑固定轴套移动，以使脚轮机构脱离地面；锁止机构，用于锁止旋转轴套的转动，同时锁止脚轮机构的转动。

根据本申请的一些实施例，固定轴套设置有第一通孔，支撑机构包括：壳体，设置于固定轴套上，壳体具有空腔；支撑杆，可滑动的设置于第一通孔中；驱动基座，设置于壳体的空腔中；驱动组件，设置于驱动基座上，驱动组件能够驱动支撑杆滑动。

根据本申请的一些实施例，驱动组件包括：驱动器，设置于驱动基座上；丝杆，连接驱动器；丝杆套，与丝杆相适配，丝杆套设置于支撑杆上。

根据本申请的一些实施例，驱动基座可滑动的设置于壳体的空腔中，支撑机构还包括：第一电极环，设置于壳体的空腔中；第二电极环，设置于驱动基座上，驱动基座向远离固定轴套的方向滑动时，第二电极环能够接触第一电极环。

根据本申请的一些实施例，壳体的空腔内设置有凸缘，凸缘用于对驱动基座向靠近固定轴套的方向滑动进行限位；支撑机构还包括：弹性件，用于推动驱动基座向靠近固定轴套的方向滑动。

根据本申请的一些实施例，支撑机构还包括：导向架，设置于壳体上，导向架设置有导向槽；拨片，一端连接支撑杆，另一端位于导向槽中。

根据本申请的一些实施例，支撑机构还包括：限位开关，设置于导向架上，限位开关用于对支撑杆的行程进行限位。

根据本申请的一些实施例，脚轮机构包括脚轮，脚轮靠近旋转轴套的端面设置有刹车齿盘，固定轴套为阶梯状，固定轴套的肩台上设置有锁止齿盘，锁止机构包括：刹车片，与旋转轴套铰接，刹车片设置有与刹车齿盘相适配的第一卡齿；锁止片，可滑动的设置于旋转轴套，锁止片设置有与锁止齿盘相适配的第二卡齿；脚踏板，与旋转轴套铰接，脚踏板能够推动刹车片转动，以使第一卡齿卡入刹车齿盘，脚踏板还能够推动锁止片移动，以使第二卡齿卡入锁止齿盘。

根据本申请的一些实施例，锁止机构还包括：弹簧销，设置于脚踏板上，弹簧销能够推动锁止片移动。

本申请的一个实施例提供一种手术机器人，包括：底盘；如上所述的支撑和脚轮装置，设置于底盘上。

本申请的支撑和脚轮装置，集合了支撑机构和脚轮机构，支撑机构能够将固定轴套、旋转轴套和脚轮机构同时抬升，使脚轮机构脱离地面，使用方便，操作简单，结构稳定性好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。

图1是本申请实施例支撑和脚轮装置的示意图；

图2是本申请实施例支撑和脚轮装置的剖视图；

图3是本申请实施例支撑和脚轮装置安装到底盘示意图；

图4是本申请实施例固定轴套的示意图；

图5是本申请实施例旋转轴套的示意图一；

图6是本申请实施例固定轴套和旋转轴套的剖视图；

图7是本申请实施例支撑机构的剖视图；

图8是本申请实施例壳体的剖视图；

图9是本申请实施例驱动组件的示意图；

图10是本申请实施例驱动组件的爆炸图；

图11是本申请实施例丝杆和丝杆套的示意图；

图12是本申请实施例第一电极环的安装示意图；

图13是本申请实施例第二电极环的安装示意图；

图14是本申请实施例第二壳体的示意图一；

图15是本申请实施例第二壳体的示意图二；

图16是本申请实施例导向架和拨片的示意图；

图17是本申请实施例锁止机构的剖视图；

图18是本申请实施例锁止机构的示意图；

图19是本申请实施例脚轮的示意图；

图20是本申请实施例锁止机构爆炸图；

图21是本申请实施例弹簧销的示意图；

图22是本申请实施例脚踏板的示意图；

图23是本申请实施例限位件的示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1、图2和图3所示，本申请的实施例提供一种支撑和脚轮装置100，支撑和脚轮装置100包括固定轴套1、旋转轴套2、支撑机构3、脚轮机构4和锁止机构5。支撑和脚轮装置100设置于设备的底盘，设备以手术机器人为例。脚轮机构4的脚轮可以绕水平方向的轴线转动，便于设备的移动。使用设备时，支撑机构3能够使脚轮机构4脱离地面，以使设备稳固的设置在地面上，提高设备使用的安全性。

如图4所示，固定轴套1包括法兰部11和第一轴套部12，第一轴套部12设置于法兰部11的底面。可选地，固定轴套1设置有沿固定轴套1的轴线延伸的第一通孔13。法兰部11设置有多个连接孔14，连接孔14用于连接设备，例如，螺钉穿过连接孔14将固定轴套1紧固在手术机器人的底盘200上。

如图5和图6所示，旋转轴套2包括第二轴套部21和脚轮支撑部22，脚轮支撑部22设置于第二轴套部21的侧壁上。第二轴套部21设置有沿第二轴套部21的轴线延伸的第二通孔23。固定轴套1的第一轴套部12穿入第二通孔23中，旋转轴套2通过第一轴承2a和第二轴承2b可转动的设置于固定轴套1上。旋转轴套2可绕固定轴套1的轴线转动，通常情况下，固定轴套1的轴线平行于竖直方向。

如图2所示，支撑机构3设置于固定轴套1上，本实施例中，固定轴套1的法兰部11设置有连接孔15，螺钉穿过连接孔15将支撑机构3与固定轴套1紧固连接。部分支撑机构3位于固定轴套1的第一通孔13中，支撑机构3的底端能够伸出第一通孔13的底部孔口，支撑机构3的底端与地面接触后，能够带动固定轴套1上移。

如图1和图5所示，脚轮机构4设置于旋转轴套2的脚轮支撑部22。脚轮机构4包括脚轮41和转轴42，转轴42穿过脚轮支撑部22上的轴孔24，脚轮41可转动的设置于转轴42上。通常情况下转轴42的轴线平行于水平方向。支撑机构3支撑固定轴套1上移时，旋转轴套2、脚轮机构4和锁止机构5跟随固定轴套1一起上移，以使脚轮机构4脱离地面，支撑机构3为设备提供稳定的支撑。

锁止机构5用于锁止旋转轴套2的转动，同时锁止机构5用于锁止脚轮机构4的脚轮41的转动。需要抬起设备时，通过锁止机构5锁止旋转轴套2的转动及脚轮41的转动，避免脚轮机构4的脚轮41出现不必要的移动，然后支撑机构3工作将设备整体抬升，使脚轮机构4脱离地面。

本实施例中，多个支撑和脚轮装置100配合设置在设备的底盘，例如手术机器人的底盘200上。本实施例中，在手术机器人的底盘200设置了四个支撑和脚轮装置100。支撑和脚轮装置100集合了支撑功能和脚轮的移动功能，便于安装到手术机器人的底盘200上，能够为手术机器人提供稳定的支撑。

如图7所示，在一些实施例中，支撑机构3包括：壳体31、支撑杆32、驱动基座33和驱动组件34。

如图8所示，壳体31包括第一壳体311和第二壳体312，第一壳体311和第二壳体312通过螺钉紧固连接，第二壳体312设置于固定轴套1的法兰部11的顶端。壳体31具有空腔313，可选地，空腔313的两端开口。

支撑杆32整体为柱状，支撑杆32可滑动的设置于固定轴套1的第一通孔13中，支撑杆32的顶部位于壳体31的空腔313中。

驱动基座33和驱动组件34均设置于壳体31的空腔313中。驱动组件34设置于驱动基座33上。驱动基座33能够推动壳体31上移。驱动组件34穿过驱动基座33连接支撑杆32，驱动组件34能够驱动支撑杆32在第一通孔13中滑动。

使用时，驱动组件34驱动支撑杆32下移，支撑杆32滑动至与地面接触后停止下移，驱动组件34继续驱动支撑杆32相对固定轴套1滑动，由于地面对支撑杆32的支撑作用，驱动组件34带动驱动基座33、壳体31和固定轴套1上移，将脚轮机构4抬起。使用完毕后，驱动组件34驱动支撑杆收回，脚轮机构4下降至与地面接触。

如图9和图10所示，在一些实施例中，驱动组件34包括：驱动器341、丝杆342和丝杆套343。

如图11所示，驱动器341设置于驱动基座33的顶端。可选地，驱动器341为电机，也可根据需求将驱动器341设置为其他驱动设备。丝杆342连接驱动器341的输出轴。丝杆套343与丝杆342相适配，丝杆套343设置于支撑杆32的顶端。丝杆套343不能转动，例如通过导向结构限制丝杆套343的转动，丝杆342转动时，丝杆套343带动支撑杆32相对固定轴套1滑动。

可选地，在驱动基座33的底端设置有轴承座344，轴承座344与驱动基座33紧固连接。轴承座344上设置有轴承345，丝杆342穿过轴承345的通孔，避免丝杆342在转动过程中出现晃动。

在一些实施例，驱动基座33上下可滑动的设置于壳体31的空腔313中。

如图12所示，第一壳体311的内部设置有肩台，肩台上设置有连接孔314，例如，连接孔314为螺纹孔。支撑机构3还包括第一电极环351，例如，第一电极环351为正电极环，第一电极环351设置在第一壳体311的肩台上，例如，通过螺钉与连接孔314连接，将第一电极环351紧固在第一壳体311上。可选地，第一电极环351与第一壳体311之间设置有第一绝缘层353。

如图10和图13所示，支撑机构3还包括第二电极环352，例如，第二电极环352为负电极环。第二电极环352设置于驱动基座33上。可选地，第二电极环352与驱动基座33之间设置有第二绝缘层354。第二电极环352、第二绝缘层354与驱动基座33通过螺钉紧固连接。驱动基座33向远离固定轴套1的方向滑动时，驱动基座33能够带动第二电极环352与第一电极环351接触，以控制驱动器341停止工作。

手术机器人所在的底面不一定平整。使用时，第一电极环351与第二电极环352之间设置有间隙。手术机器人的控制器，例如PLC，控制驱动器341工作，在丝杆342和丝杆套343的作用下，支撑杆32下移至与地面接触。由于地面对支撑杆32的支撑作用，驱动器341继续工作时，驱动器341带动驱动基座33及第二电极环352向远离固定轴套1的方向滑动，即上移。第二电极环352移动至与第一电极环351接触，产生反馈信号至手术机器人的控制器，手术机器人的控制器控制驱动器341停止工作。待所有的支撑和脚轮装置100均产生反馈信号后，手术机器人的控制器控制所有驱动器341同时工作，使设备抬升，从而保证设备在水平状态下进行抬升，提高设备的安全性。

如图8和图14所示，在一些实施例中，壳体31的空腔313内设置有凸缘315，本实施例中，凸缘315位于第二壳体312的内壁上。凸缘315用于对驱动基座33向靠近固定轴套1的方向滑动进行限位。例如，凸缘315的内径小于轴承座344的外径，不用对底盘200进行支撑时，轴承座344与凸缘315接触，避免驱动基座33及与驱动基座33相连的驱动组件34和支撑杆32出现掉落。

如图9所示，可选地，支撑机构3还包括弹性件36，例如弹性件36为弹簧。弹性件36设置于驱动器341的外侧。弹性件36的一端抵接第一壳体311，弹性件36的另一端抵接驱动基座33，弹性件36能够推动驱动基座33向靠近固定轴套1的方向滑动。不用对底盘200进行支撑时，弹性件36对驱动基座33的推力能够保证第一电极环351与第二电极环352不会出现接触，避免产生错误的反馈信号。支撑和脚轮装置100使用完毕后，支撑杆32收回，弹性件36推动驱动基座33下移至轴承座344与凸缘315接触。

如图9、图15和图16所示，在一些实施例中，支撑机构3还包括：导向架37和拨片38。导向架37整体为L型，包括水平部分和竖直部分。导向架37的水平部分与第二壳体312的底部连接。导向架37的竖直部分位于壳体31的空腔313中。导向架37的竖直部分设置有导向槽371，导向槽371的长边平行于支撑杆32的轴线。

拨片38的一端连接支撑杆32，拨片38的另一端位于导向槽371中。本实施例中，拨片38通过螺钉紧固在丝杆套343上，拨片38通过丝杆套343连接支撑杆32。拨片38的端部能够在导向槽371中滑动，以避免丝杆套343和支撑杆32出现转动。

在一些实施例中，支撑机构3还包括限位开关。本实施例中，导向槽371的两端分别设置有第一限位开关391和第二限位开关392。对手术机器人进行支撑时，支撑杆32相对壳体31下移，第二限位开关392感应到拨片38后发出控制信号，手术机器人的控制器控制驱动器停止工作，避免支撑杆32出现过行程的情况。支撑杆32收回时，支撑杆32相对壳体31上移，第一限位开关391感应到拨片38后发出控制信号，手术机器人的控制器控制驱动器停止工作，支撑杆32收回到位。

如图17和图18所示，在一些实施例中，旋转轴套2具有锁止腔，轴孔24位于锁止腔的侧壁上。脚轮机构4的转轴42设置于轴孔24中。

如图19所示，脚轮41靠近旋转轴套2的端面设置有刹车齿盘411。刹车齿盘411具有第一齿槽，多个第一齿槽绕脚轮41的轴线圆周均布。

如图18所示，固定轴套1的第一轴套部12为阶梯状，固定轴套1的肩台上设置有锁止齿盘16。锁止齿盘16具有第二齿槽，多个第二齿槽绕固定轴套1的轴线圆周均布。

如图18和图20所示，锁止机构5包括刹车片51、锁止片52和脚踏板53。锁止机构5位于旋转轴套2的锁止腔中。

旋转轴套2的侧壁上设置有轴孔25。刹车片51的顶端设置有转轴511，转轴511与轴孔25相适配，以使刹车片51与旋转轴套2铰接。刹车片51可以绕转轴511摆动。刹车片51的两侧壁通过旋转轴套2上的豁口26延伸出旋转轴套2的锁止腔。刹车片51延伸出旋转轴套2的部分设置有第一卡齿512，可选地，第一卡齿512由上向下依次设置。第一卡齿512与刹车齿盘411的第一齿槽相适配。第一卡齿512卡入刹车齿盘411时，脚轮41不能转动。

如图18和图21所示，旋转轴套2的锁止腔的内壁上设置有导向孔27，锁止片52的顶面设置有与导向孔27相适配的导向柱522，锁止片52相对旋转轴套2可滑动。锁止片52的端部设置有与锁止齿盘16的第二卡槽相适配的第二卡齿521。锁止片52的第二卡齿521滑入锁止齿盘16时，旋转轴套2不能转动。

如图22所示，脚踏板53包括脚踏部531、凸轮部532和锁止部533。凸轮部532可转动的设置于转轴42上，脚踏部531和锁止部533分别位于凸轮部532的两侧。脚踏部531延伸出旋转轴套2的锁止腔。锁止部533位于锁止片52的下方。

向下踩踏脚踏部531，脚踏板53出现转动。凸轮部532挤压刹车片51，使刹车片51向远离固定轴套1的方向摆动，第一卡齿512卡入刹车齿盘411中，限制脚轮41的转动。同时锁止部533推动锁止片52向上移动，锁止片52的第二卡齿521滑入锁止齿盘16中，限制旋转轴套2的转动。需要解锁时，向上抬起脚踏部531，第一卡齿512与刹车齿盘411脱离接触，锁止片52与锁止齿盘16脱离接触。

可选地，锁止机构5还包括第一复位弹性件54，可选地，第一复位弹性件54为扭转弹簧。第一复位弹性件54的一端与旋转轴套2的锁止腔的内壁接触，第一复位弹性件54的另一端与刹车片51接触。解锁时，脚踏板53对刹车片51的挤压力消失，第一复位弹性件54推动刹车片51向靠近固定轴套1的方向摆动，保证第一卡齿512与刹车齿盘411脱离接触。

如图18所示，可选地，刹车片51接触凸轮部532的端面上设置有止挡块513，多个止挡块513由上向下依次设置。脚踏板53处于锁止位置时，止挡块513能够阻挡凸轮部532的转动，避免出现误解锁。

锁止机构5还包括第二复位弹性件55，可选地，第二复位弹性件55为弹簧。旋转轴套2的锁止腔的内壁设置有与第二复位弹性件55相适配的弹性件孔28，第二复位弹性件55的一端与弹性件孔28的孔底接触，第二复位弹性件55的另一端与锁止片52的顶面接触，第二复位弹性件55能够推动锁止片52向脱离锁止齿盘16的方向移动，解锁时，保证锁止片52的第二卡齿521与锁止齿盘16脱离接触。

可选地，锁止片52的顶面还设置有连接柱523。第二复位弹性件55的端部套在连接柱523上，保证第二复位弹性件55不会脱离与锁止片52的接触。

如图18和图23所示，可选地，锁止机构5还包括限位件57，限位件57包括U型部571和限位片573。U型部571的侧壁上设置有轴孔572，转轴42穿入轴孔572，U型部571位于凸轮部532的外侧。限位件57相对旋转轴套2不能转动。限位片573设置于U型部571的侧壁上，限位片573位于锁止片52的下方。可选地，限位片573的数量为两个。解锁时，锁止片52下移，脱离与锁止齿盘16的接触，锁止片52下移至与限位片573接触后停止移动，避免导向柱522由导向孔27中完全滑出。

脚踏板53的锁止部533的中部设置有凸起，进行锁止时，凸起能够由两个限位片573之间穿过，以将锁止片52推动至卡入锁止齿盘16。

如图22所示，可选地，在脚踏板53的锁止部533的凸起上设置有弹簧销孔534，弹簧销56设置于弹簧销孔534中。进行锁止时，锁止片52的第二卡齿521可能无法完全卡入锁止齿盘16的第二齿槽中，使得不能锁紧旋转轴套2。待旋转轴套2略微转动后，弹簧销56能够推动锁止片52适当上移，以使第二卡齿521完全卡入锁止齿盘16，保证旋转轴套2被锁紧。

本申请的实施例还提供一种手术机器人，手术机器人包括底盘和如上所述的支撑和脚轮装置100，支撑和脚轮装置100设置于底盘上。

本申请的多个支撑和脚轮装置100设置于底盘上，能够为设备提供稳定的支撑。支撑和脚轮装置100将支撑机构和脚轮机构整合在一起，降低制造成本和组装难度。支撑和脚轮装置100使用方便，操作简单。

以上对本申请实施例进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。因此，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种支撑和脚轮装置，其特征在于，包括：

固定轴套；

旋转轴套，可转动的设置于所述固定轴套上；

支撑机构，设置于所述固定轴套上；

脚轮机构，设置于所述旋转轴套上，所述支撑机构能够支撑所述固定轴套移动，以使所述脚轮机构脱离地面；

锁止机构，用于锁止所述旋转轴套的转动，同时锁止所述脚轮机构的转动。

2.根据权利要求1所述的支撑和脚轮装置，其特征在于，所述固定轴套设置有第一通孔，所述支撑机构包括：

壳体，设置于所述固定轴套上，所述壳体具有空腔；

支撑杆，可滑动的设置于所述第一通孔中；

驱动基座，设置于所述壳体的空腔中；

驱动组件，设置于所述驱动基座上，所述驱动组件能够驱动所述支撑杆滑动。

3.根据权利要求2所述的支撑和脚轮装置，其特征在于，所述驱动组件包括：

驱动器，设置于所述驱动基座上；

丝杆，连接所述驱动器；

丝杆套，与所述丝杆相适配，所述丝杆套设置于所述支撑杆上。

4.根据权利要求3所述的支撑和脚轮装置，其特征在于，所述驱动基座可滑动的设置于所述壳体的空腔中，所述支撑机构还包括：

第一电极环，设置于所述壳体的空腔中；

第二电极环，设置于所述驱动基座上，所述驱动基座向远离所述固定轴套的方向滑动时，所述第二电极环能够接触所述第一电极环。

5.根据权利要求4所述的支撑和脚轮装置，其特征在于，所述壳体的空腔内设置有凸缘，所述凸缘用于对所述驱动基座向靠近所述固定轴套的方向滑动进行限位；

支撑机构还包括：弹性件，用于推动所述驱动基座向靠近所述固定轴套的方向滑动。

6.根据权利要求2所述的支撑和脚轮装置，其特征在于，所述支撑机构还包括：

导向架，设置于所述壳体上，所述导向架设置有导向槽；

拨片，一端连接所述支撑杆，另一端位于所述导向槽中。

7.根据权利要求6所述的支撑和脚轮装置，其特征在于，所述支撑机构还包括：限位开关，设置于所述导向架上，所述限位开关用于对所述支撑杆的行程进行限位。

8.根据权利要求1所述的支撑和脚轮装置，其特征在于，所述脚轮机构包括脚轮，所述脚轮靠近所述旋转轴套的端面设置有刹车齿盘，所述固定轴套为阶梯状，所述固定轴套的肩台上设置有锁止齿盘，所述锁止机构包括：

刹车片，与所述旋转轴套铰接，所述刹车片设置有与所述刹车齿盘相适配的第一卡齿；

锁止片，可滑动的设置于所述旋转轴套，所述锁止片设置有与所述锁止齿盘相适配的第二卡齿；

脚踏板，与所述旋转轴套铰接，所述脚踏板能够推动所述刹车片转动，以使所述第一卡齿卡入所述刹车齿盘，所述脚踏板还能够推动所述锁止片移动，以使所述第二卡齿卡入所述锁止齿盘。

9.根据权利要求8所述的支撑和脚轮装置，其特征在于，所述锁止机构还包括：弹簧销，设置于所述脚踏板上，所述弹簧销能够推动所述锁止片移动。

10.一种手术机器人，其特征在于，包括：

底盘；

权利要求1～9任一项所述的支撑和脚轮装置，设置于所述底盘上。

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