CN219294018U - 具有可拆卸式传动机构的器械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种具有可拆卸式传动机构的器械臂，设置于机械臂上，包括器械臂主体和传动机构，器械臂主体的后侧面设有连接盘，机械臂的端部设有转动轮，连接盘与转动轮固接，连接盘上设有定位槽口，定位槽口与转动轮上的凸块卡接来限定器械臂主体与机械臂的连接位置；器械臂主体的前侧面上均布有一组销孔，传动机构通过定位销可拆卸地与器械臂主体连接，一组销孔中有一对销孔与定位槽口正对设置，来限定器械臂主体和传动机构的连接位置；传动机构上滑动设置有器械组件，器械臂主体的底部设置有夹持机构来夹持套管组件。本实用新型将传动机构与器械臂主体解耦，传动机构可拆卸出来进行调试更换，并设置定位槽口来保证安装一致性。

Description

具有可拆卸式传动机构的器械臂

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体地涉及一种具有可拆卸式传动机构的器械臂。

背景技术

如公告号CN 111227938 B所揭示的，在微创手术中，医生通过主控制端向手术机器人发出指令，使得从端多机械臂互相协作在指定部位完成手术。从端单一机械臂集成有多个自由度，使其末端的器械执行器达到预定位置，以满足手术器械在不同手术体位下的切除、缝合等动作。手术器械在Z轴方向上的移动是靠从端Z轴器械臂上的传动机构来实现的。在手术过程中Z轴器械臂带动手术器械高速静音运行，以确保运动速度能跟上医生主手操作的速度。

现有的绝大多数手术机器人Z轴方向的传动机构是固定于整个器械臂主体的腔体内的，以此来保证传动机构的传动精度。但是手术机器人作为精度要求极高的产品，其日常使用会经常需要保养和维护，不可拆卸的传动机构不利于日常维护，需要整体拆卸器械臂，增大了维护成本和使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具有可拆卸式传动机构的器械臂。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

具有可拆卸式传动机构的器械臂，设置于机械臂上，包括器械臂主体和传动机构，所述器械臂主体的后侧面尾端设置有扇形的连接盘，所述机械臂的端部可枢转地设置有一转动轮，所述连接盘与所述转动轮固接，所述连接盘内边缘中心处设置有定位槽口，所述转动轮上设置有一与所述定位槽口相匹配的凸块，所述定位槽口与所述凸块卡接来限定所述器械臂主体与所述机械臂的连接位置；所述器械臂主体的前侧面上沿其两侧边均布有一组销孔，所述传动机构的内侧面上设置有与所述销孔相匹配的定位销，所述传动机构通过所述定位销可拆卸地与所述器械臂主体连接，一组所述销孔中有一对销孔与所述定位槽口正对设置，来限定所述器械臂主体和传动机构的连接位置；所述传动机构上滑动设置有器械组件，所述器械臂主体的底部设置有夹持机构来夹持与所述器械组件配套的套管组件。

优选的，所述连接盘内置有一检测传感器，所述连接盘上设置有用于检测的检测口。

优选的，所述器械臂主体包括壳体和内置于所述壳体内的线缆牵引模块，所述壳体由第一侧盖、第二侧盖、底盖、顶盖和盖板围合而成，所述第一侧盖、第二侧盖分别通过螺栓可拆卸地设置于所述底盖的两侧，所述顶盖和盖板分别通过螺栓可拆卸地设置于所述底盖的顶部和底部，所述连接盘设置于所述底盖的尾端，所述销孔设置于所述第一侧盖、第二侧盖的内侧壁上。

优选的，所述线缆牵引模块为拖链模块，所述器械组件内的连接线缆均内置于所述拖链模块，所述拖链模块设置于所述顶盖和第一侧盖的顶部之间，所述顶盖和第一侧盖之间设置有一与所述拖链模块相匹配的拖链盖板，所述拖链盖板通过螺栓与所述底盖可拆卸地连接。

优选的，所述传动机构包括传动件、滑轨和驱动电机，所述传动组件上滑动设置有一传动连接块，所述滑轨上滑动设置有一滑动板，所述器械组件固设于所述滑动板上，所述滑动板与所述传动连接块固接，所述驱动电机通过所述传动件驱动所述传动连接块沿所述传动件滑动，所述传动连接块驱动所述滑动板同步沿所述滑轨滑动。

优选的，所述传动连接块的侧部设置有定位孔，所述连接板上设置有与所述定位孔相匹配的定位柱，所述定位柱插设于所述定位孔内。

优选的，所述传动连接块的侧部设置有穿线孔，所述器械组件内的连接线缆穿设于所述穿线孔内。

优选的，所述传动件为具有单线螺纹的滚珠丝杆。

优选的，所述传动件为具有双线螺纹的滚珠丝杆。

优选的，所述驱动电机位于所述盖板和底盖之间。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、将传动机构与器械臂主体解耦，使得传动机构可以从器械臂主体上可拆卸出来进行调试更换，同时设置定位槽口来保证机械臂、器械臂主体和传动机构三者之间连接位置的前后一致性，保证器械臂在传动机构重新装配后保持一致的控制精准性，相比于原先的整体生产，传动机构和器械臂主体可以分开同时进行模块化的生产，来节约生产时间和成本；

2、传动件使用滚珠丝杆的传动结构，使得可以缩小滚珠丝杆的外径并扩大滚珠丝杆的导程来缩小传动件的体积并保证所述传动件的传动效率，进而使得可以配备低转速高扭矩的驱动电机来减少驱动电机在使用过程中的噪音干扰，并控制驱动电机的体积，来尽可能地缩小整体器械臂的体积，来减小多个器械臂在手术过程中运动碰撞的风险；

3、选择拖链模块来作为线缆牵引模块，对内置的线缆起到很好的牵引和保护作用，同时可以缩小线缆的体积来进一步缩小安装空间，来缩小整体器械臂的体积，来减小多个器械臂在手术过程中运动碰撞的风险；

4、第一侧板、第二侧板、盖板、拖链盖板均可以单独拆卸，使得可以在不拆卸传动机构和拖链模块的状态下，通过拆卸第一侧板、第二侧板、盖板、拖链盖板来进行调试维护，进一步方便实际使用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型实施例与机械臂连接的示意图；

图2：本实用新型实施例的爆炸图；

图3：本实用新型实施例连接时的状态示意图；

图4：本实用新型实施例中传动机构的示意图；

图5：本实用新型实施例中滑动板的示意图；

图6：本实用新型实施例中传动连接块的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限于本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如图1至图6所示，本实用新型揭示了一种具有可拆卸式传动机构的器械臂，设置于机械臂1上，包括器械臂主体2和传动机构3，所述器械臂主体2的后侧面尾端设置有扇形的连接盘201，所述机械臂1的端部可枢转地设置有一转动轮101，所述连接盘201与所述转动轮101固接，所述连接盘201内边缘中心处设置有定位槽口202，所述转动轮101上设置有一与所述定位槽口202相匹配的凸块102，所述定位槽口202与所述凸块102卡接来限定所述器械臂主体2与所述机械臂1的连接位置；所述器械臂主体2的前侧面上沿其两侧边均布有一组销孔203，所述传动机构3的内侧面上设置有与所述销孔203相匹配的定位销301，所述传动机构3通过所述定位销301可拆卸地与所述器械臂主体2连接，一组所述销孔203中有一对销孔203与所述定位槽口202正对设置，来限定所述器械臂主体2和传动机构的连接位置；所述传动机构3上滑动设置有器械组件4，所述器械臂主体2的底部设置有夹持机构5来夹持与所述器械组件4配套的套管组件6。

本实用新型中将所述传动机构3与器械臂主体2解耦，使得所述传动机构3可以从器械臂主体2上可拆卸出来进行调试更换，同时设置所述定位槽口202来保证机械臂1、器械臂主体2和传动机构3三者之间连接位置的前后一致性，保证器械臂在所述传动机构3重新装配后保持一致的控制精准性，相比于原先的整体生产的器械臂，所述传动机构3和器械臂主体2可以分开同时进行模块化的生产，来节约生产时间和成本。本方案中所述传动机构3和器械臂主体2优选使用所述定位销301和销孔203进行连接，来尽可能地保证所述传动机构3和器械臂主体2之间连接表面的平滑，使得在多个器械臂在手术过程中的碰撞风险。当然，在其他可行的实施例中，所述传动机构3和器械臂主体2也可以通过其他可行的连接结构进行可拆卸式连接。

为了检测所述机械臂1、器械臂主体2之间连接的精度，所述连接盘201内置有一检测传感器（图中未示出），所述连接盘201和转动轮101上均设置有用于检测的检测口7。所述检测传感器优选为微型射型传感器，通过两个所述检测口7的重合使得射线穿过来判断所述定位槽口202和凸块102之间连接的精度。

如图2所示，所述器械臂主体2包括壳体和内置于所述壳体内的线缆牵引模块，所述壳体由第一侧盖204、第二侧盖205、底盖206、顶盖207和盖板208围合而成，所述第一侧盖204、第二侧盖205分别通过螺栓可拆卸地设置于所述底盖206的两侧，所述顶盖207和盖板208分别通过螺栓可拆卸地设置于所述底盖206的顶部和底部，所述连接盘201设置于所述底盖206的尾端，所述销孔203设置于所述第一侧盖204、第二侧盖205的内侧壁上。所述第一侧盖204、第二侧盖205和盖板208均可以单独拆卸，来使得可以在不拆卸传动机构3的状态下，通过拆卸所述第一侧板204、第二侧板205、盖板205来进行调试维护所述传动机构3，进一步方便实际使用。

所述线缆牵引模块为拖链模块209，所述器械组件4内的连接线缆（图中未示出）均内置于所述拖链模块209，所述器械组件4内设置有多个用于控制所述套管组件6的操作器以及相配套的电机，其中用于电性连接的连接线缆均与所述拖链模块209连接，使得所述器械组件4可以在传动机构3上移动。所述拖链模块209优选使用尼龙材质，使得是拖链模块209运动时噪音低、耐磨、可高速运动。在其他可行的实施例中，也可以使用柔性管来替代所述拖链模块209。

所述拖链模块209设置于所述顶盖207和第一侧盖204的顶部之间，所述顶盖207和第一侧盖204之间设置有一与所述拖链模块209相匹配的拖链盖板210，所述拖链盖板210通过螺栓与所述底盖206可拆卸地连接。所述拖链盖板210可以单独拆卸，来使得可以在不拆卸传拖链模块209的状态下，通过拆卸所述拖链盖板210来进行调试维护所述拖链模块209，来方便实际使用。

如图2-图6所示，所述传动机构3包括传动件302、滑轨303和驱动电机304，所述传动组件上滑动设置有一传动连接块305，所述滑轨303上滑动设置有一滑动板306，所述器械组件4固设于所述滑动板306上，所述滑动板306与所述传动连接块305固接，所述驱动电机304通过所述传动件302驱动所述传动连接块305沿所述传动件302滑动，所述传动连接块305驱动所述滑动板306同步沿所述滑轨303滑动。其中，所述滑动板306与所述传动连接块305可以采用螺接、粘接等任意合适的固接方式。

进一步的，所述传动连接块305的侧部设置有定位孔3051，所述连接板306上设置有与所述定位孔3051相匹配的定位柱3061，所述定位柱3061插设于所述定位孔3051内。所述定位孔3051和定位柱3061的横截面优选为方形，可以更好地限定所述滑动板306与所述传动连接块305之间的相对位置，防止所述滑动板306偏转。

所述传动连接块305的侧部设置有穿线孔3052，所述器械组件4内的连接线缆穿设于所述穿线孔3052内，来对所述连接线缆的位置进行限定，防止连接线缆进行缠绕。

本实用新型中所述传动件302优选使用具有较小外径且较大导程的滚珠丝杆，使得可以缩小滚珠丝杆的外径并扩大滚珠丝杆的导程来达到缩小传动件的体积并保证所述传动件的传动效率的目的。所述传动件302通过联轴器与所述驱动电机304直连，来节省所述器械臂主体2的安装空间并保证高传动效率。

所述传动件302具有两个实施例，在第一实施例中所述传动件302为具有单线螺纹的滚珠丝杆。通过扩大单向螺纹之间的螺距来扩大所述滚珠丝杆的导程。

在第二实施例中所述传动件302为具有双线螺纹的滚珠丝杆，使得传动件302的导程为2倍螺距来达到扩大所述滚珠丝杆的导程的目的。

进而使得所述传动件302可以配备低转速高扭矩的驱动电机304来减少驱动电机304在使用过程中的噪音干扰，也使得所述驱动电机304的体积较小，来尽可能地缩小器械臂的整体体积，来减小多个器械臂在手术过程中运动碰撞的风险。

进一步的，所述驱动电机304位于所述盖板208和底盖206之间，使得打开所述盖板308来进行调试所述驱动电机304。

在其他可行的实施例中，所述传动机构也可以采用其他可行的传动方式，例如皮带传动、绳传动等。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.具有可拆卸式传动机构的器械臂，设置于机械臂（1）上，其特征在于：包括器械臂主体（2）和传动机构（3），所述器械臂主体（2）的后侧面尾端设置有扇形的连接盘（201），所述机械臂（1）的端部可枢转地设置有一转动轮（101），所述连接盘（201）与所述转动轮（101）固接，所述连接盘（201）内边缘中心处设置有定位槽口（202），所述转动轮（101）上设置有一与所述定位槽口（202）相匹配的凸块（102），所述定位槽口（202）与所述凸块（102）卡接来限定所述器械臂主体（2）与所述机械臂（1）的连接位置；所述器械臂主体（2）的前侧面上沿其两侧边均布有一组销孔（203），所述传动机构（3）的内侧面上设置有与所述销孔（203）相匹配的定位销（301），所述传动机构（3）通过所述定位销（301）可拆卸地与所述器械臂主体（2）连接，一组所述销孔（203）中有一对销孔（203）与所述定位槽口（202）正对设置，来限定所述器械臂主体（2）和传动机构的连接位置；所述传动机构（3）上滑动设置有器械组件（4），所述器械臂主体（2）的底部设置有夹持机构（5）来夹持与所述器械组件（4）配套的套管组件（6）。

2.根据权利要求1所述的具有可拆卸式传动机构的器械臂，其特征在于：所述连接盘（201）内置有一检测传感器，所述连接盘（201）和转动轮（101）上均设置有用于检测的检测口（7）。

3.根据权利要求1所述的具有可拆卸式传动机构的器械臂，其特征在于：所述器械臂主体（2）包括壳体和内置于所述壳体内的线缆牵引模块，所述壳体由第一侧盖（204）、第二侧盖（205）、底盖（206）、顶盖（207）和盖板（208）围合而成，所述第一侧盖（204）、第二侧盖（205）分别通过螺栓可拆卸地设置于所述底盖（206）的两侧，所述顶盖（207）和盖板（208）分别通过螺栓可拆卸地设置于所述底盖（206）的顶部和底部，所述连接盘（201）设置于所述底盖（206）的尾端，所述销孔（203）设置于所述第一侧盖（204）、第二侧盖（205）的内侧壁上。

4.根据权利要求3所述的具有可拆卸式传动机构的器械臂，其特征在于：所述线缆牵引模块为拖链模块（209），所述器械组件（4）内的连接线缆均内置于所述拖链模块（209），所述拖链模块（209）设置于所述顶盖（207）和第一侧盖（204）的顶部之间，所述顶盖（207）和第一侧盖（204）之间设置有一与所述拖链模块（209）相匹配的拖链盖板（210），所述拖链盖板（210）通过螺栓与所述底盖（206）可拆卸地连接。

5.根据权利要求4所述的具有可拆卸式传动机构的器械臂，其特征在于：所述传动机构（3）包括传动件（302）、滑轨（303）和驱动电机（304），所述传动件上滑动设置有一传动连接块（305），所述滑轨（303）上滑动设置有一滑动板（306），所述器械组件（4）固设于所述滑动板（306）上，所述滑动板（306）与所述传动连接块（305）固接，所述驱动电机（304）通过所述传动件（302）驱动所述传动连接块（305）沿所述传动件（302）滑动，所述传动连接块（305）驱动所述滑动板（306）同步沿所述滑轨（303）滑动。

6.根据权利要求5所述的具有可拆卸式传动机构的器械臂，其特征在于：所述传动连接块（305）的侧部设置有定位孔（3051），所述滑动板（306）上设置有与所述定位孔（3051）相匹配定位柱（3061），所述定位柱（3061）插设于所述定位孔（3051）内。

7.根据权利要求6所述的具有可拆卸式传动机构的器械臂，其特征在于：所述传动连接块（305）的侧部设置有穿线孔（3052），所述器械组件（4）内的连接线缆穿设于所述穿线孔（3052）内。

8.根据权利要求5所述的具有可拆卸式传动机构的器械臂，其特征在于：所述传动件（302）为具有单线螺纹的滚珠丝杆。

9.根据权利要求5所述的具有可拆卸式传动机构的器械臂，其特征在于：所述传动件（302）为具有双线螺纹的滚珠丝杆。

10.根据权利要求5所述的具有可拆卸式传动机构的器械臂，其特征在于：所述驱动电机（304）位于所述盖板（208）和底盖（206）之间。

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