CN219962943U - 一种角度限位装置、手术机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种角度限位装置、手术机器人，角度限位装置包括：旋转轴，其外周侧面设置有第一限位结构；限位套，其可转动的套设于旋转轴的外周部，限位套的内侧面设置有第二限位结构，第二限位结构用于与第一限位结构配合、以限制旋转轴相对于限位套的转动角度；限位套的外侧面设置有第三限位结构；固定设置的限位座，其设置有用于容纳限位套的凹槽；凹槽的内侧面设置有第四限位结构；第四限位结构用于与第三限位结构配合、以限制限位套相对于限位座的转动角度。本实用新型提供的角度限位装置既可以扩大旋转轴可转动的角度范围，又限制了旋转轴的旋转角度范围，有效避免因旋转角度过大或过小而影响旋转轴的正常使用。

Description

一种角度限位装置、手术机器人

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，更具体地说，涉及一种角度限位装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述角度限位装置的手术机器人。

背景技术

现有技术中，多自由度机器人一般采用钢丝进行驱动，并通过手术器械的旋转实现多自由度；但现有的钢丝驱动并没有对手术器械的旋转角度进行限位，致使旋转角度过大，从而使器械钢丝打结，影响手术器械的正常使用；传动的限位结构所限制的旋转角度太小，从而影响器械的使用范围。

综上所述，如何提供一种可增大旋转角度的角度限位装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种角度限位装置，既可以对旋转轴的转动角度范围进行限位，又可以根据实际情况增大旋转轴的转动角度范围，使旋转轴的转动角度范围满足要求的情况下且不过小，可以有效避免因旋转角度过大或过小而影响旋转轴的正常使用。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述角度限位装置的手术机器人。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种角度限位装置，包括：

旋转轴，其外周侧面设置有第一限位结构，且所述旋转轴可转动设置；

限位套，其套设于所述旋转轴的外周部，且相对于所述旋转轴可转动，所述限位套的内侧面设置有第二限位结构，所述第二限位结构用于与所述第一限位结构配合、以限制所述旋转轴相对于所述限位套的转动角度；所述限位套的外侧面设置有第三限位结构；

固定设置的限位座，其设置有用于容纳所述限位套的凹槽，所述限位套至少部分位于所述凹槽内；所述凹槽的内侧面设置有第四限位结构；所述第四限位结构用于与所述第三限位结构配合、以限制所述限位套相对于所述限位座的转动角度。

可选地，所述限位套的数量为至少两个，且多个所述限位套相互嵌套设置；

且最外侧的所述限位套至少部分位于所述凹槽内。

可选地，所述第一限位结构和所述第二限位结构中的至少一者为凸台结构；

所述第三限位结构和所述第四限位结构中的至少一者为凸台结构。

可选地，所述第一限位结构包括沿所述旋转轴的周向分布的至少一个第一凸台，所述第二限位结构包括沿所述限位套的周向分布的至少一个第二凸台，所述第三限位结构包括沿所述限位套的周向分布的至少一个第三凸台，所述第四限位结构包括沿所述凹槽的周向分布的至少一个第四凸台；

所述第一凸台与所述第二凸台、所述第三凸台与所述第四凸台在轴向位置具有重叠，且所述第一凸台与所述第二凸台的凸起高度和大于所述旋转轴与所述限位套之间的径向间隙，所述第三凸台与所述第四凸台的凸起高度和大于所述限位套与所述限位座之间的径向间隙，以使所述旋转轴相对于所述限位套转动时，所述第一凸台可与所述第二凸台抵触，所述限位套相对于所述限位座转动时，所述第三凸台可与所述第四凸台抵触。

可选地，所述第一凸台、所述第二凸台、所述第三凸台和所述第四凸台均为柱状凸起。

可选地，所述旋转轴设置有被动齿轮，所述被动齿轮朝向所述限位座的一侧设置有凸轴，所述第一凸台设置于所述凸轴的外周侧面。

可选地，所述第一凸台、所述第三凸台、所述第四凸台的数量为一个，所述第二凸台的数量为两个，且两个所述第二凸台间隔设置。

可选地，所述第一凸台与所述第二凸台、所述第三凸台与所述第四凸台在轴向位置完全重叠。

一种手术机器人，包括驱动部和钳头部，所述驱动部设置有壳体和上述任一项所述的角度限位装置。

可选地，所述限位座与所述壳体为一体式结构。

在使用本实用新型提供的角度限位装置的过程中，旋转轴转动的过程中，会带动第一限位结构转动，并使第一限位结构相对于限位套转动，当转动至一定角度之后，第二限位结构限制旋转轴相对于限位套的转动，此时继续转动旋转轴，会使旋转轴与限位套同步转动，限位套在凹槽内转动，并使第三限位结构相对于限位座转动，当继续转动一定角度后，第四限位结构限制限位套相对于限位座的转动，此时由于限位座固定设置，因此旋转轴不可以继续转动，从而起到限制旋转轴转动范围的作用。

相比于现有技术，本实用新型提供的角度限位装置既可以扩大旋转轴可转动的角度范围，同时，又限制了旋转轴的旋转角度范围，使旋转轴的转动角度范围满足要求的情况下且不过小，可以有效避免因旋转角度过大或过小而影响旋转轴的正常使用。

此外，本实用新型还提供了一种包括上述角度限位装置的手术机器人。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的手术机器人的部分结构的具体实施例的外观示意图；

图2为本实用新型所提供的角度限位装置的具体实施例的结构示意图；

图3为图2中角度限位装置的垂直于旋转轴轴向的剖面示意图。

图1-图3中：

1为器械驱动仓、2为主动齿轮、3为旋转轴、4为被动齿轮、5为限位套、6为限位座、61为凹槽、7为凸轴、8为第二凸台、9为第三凸台、10为第一凸台、11为第四凸台、ω1为第二凸台与第一凸台之间的夹角。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种角度限位装置，既可以对旋转轴的转动角度范围进行限位，又可以根据实际情况增大旋转轴的转动角度范围，使旋转轴的转动角度范围满足要求的情况下且不过小，可以有效避免因旋转角度过大或过小而影响旋转轴的正常使用。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述角度限位装置的手术机器人。

请参考图1至图3。

本具体实施例公开了一种角度限位装置，包括：

旋转轴3，其外周侧面设置有第一限位结构，且旋转轴3可转动设置；

限位套5，其套设于旋转轴3的外周部，且相对于旋转轴3可转动，限位套5的内侧面设置有第二限位结构，第二限位结构用于与第一限位结构配合、以限制旋转轴3相对于限位套5的转动角度；限位套5的外侧面设置有第三限位结构；

固定设置的限位座6，其设置有用于容纳限位套5的凹槽61，限位套5至少部分位于凹槽61内；凹槽61的内侧面设置有第四限位结构；第四限位结构用于与第三限位结构配合、以限制限位套5相对于限位座6的转动角度。

需要进行说明的是，限位套5的数量可以是一个，也可以是多个，具体根据实际情况确定。

第一限位结构与第二限位结构、第三限位结构与第四限位结构可以是凸起与凹槽61的配合，也可以是设置相关的锁紧机构，限制相对转动角度，或者是其它符合要求的限位结构，具体根据实际情况确定。

在使用本具体实施例提供的角度限位装置的过程中，旋转轴3转动的过程中，会带动第一限位结构转动，并使第一限位结构相对于限位套5转动，当转动至一定角度之后，第二限位结构限制旋转轴3相对于限位套5的转动，此时继续转动旋转轴3，会使旋转轴3与限位套5同步转动，限位套5在凹槽61内转动，并使第三限位结构相对于限位座6转动，当继续转动一定角度后，第四限位结构限制限位套5相对于限位座6的转动，此时由于限位座6固定设置，因此旋转轴3不可以继续转动，从而起到限制旋转轴3转动范围的作用。

相比于现有技术，本具体实施例提供的角度限位装置既可以扩大旋转轴3可转动的角度范围，同时，又限制了旋转轴3的旋转角度范围，使旋转轴3的转动角度范围满足要求的情况下且不过小，可以有效避免因旋转角度过大或过小而影响旋转轴3的正常使用。

在一具体实施例中，限位套5的数量为至少两个，且多个限位套5相互嵌套设置；且最外侧的限位套5至少部分位于凹槽61内。

需要说明的是，在实际设置的过程中，限位套5的具体数量可以根据实际情况确定，当需要旋转轴3转动较大的角度范围时，可以增加限位套5的数量，使旋转轴3的最大转动角度符合要求。

当多个限位套5相互嵌套设置时，旋转轴3上的第一限位结构与最内层的限位套5的内侧的第二限位结构配合，旋转轴3转动一定角度之后，带动最内层的限位套5同步转动；最内层的限位套5外侧的第三限位结构与套设于其外部的第二层限位套5的第二限位结构配合，旋转轴3转动一定角度之后，带动最内层的限位套5、第二层限位套5同步转动；此处的第二层是指由内至外的第二层，如此顺序，倒数第二层限位套5(即与最外层限位套5相邻的限位套5)外侧的第三限位结构与最外层限位套5的第二限位结构配合，旋转轴3转动一定角度之后，带动所有限位套5同步转动，此时最外层限位套5的第三限位结构与限位座6的第四限位结构配合，直至旋转轴3转动至最大角度。

因此，单个限位套5中第二限位结构、第三限位结构的设置数量、设置位置，以及限位套5的数量均可影响旋转轴3的最大旋转角度，具体根据实际情况进行设定。

在一具体实施例中，第一限位结构和第二限位结构中的至少一者为凸台结构；第三限位结构和第四限位结构中的至少一者为凸台结构。

可以将第一限位结构设置为凸台结构，将第二限位结构设置为凹槽61结构，或将第二限位结构设置为凸台结构，将第一限位结构设置为凹槽61结构，并将凹槽61沿周向设置，通过限定凹槽61沿周向的角度，可以限制旋转轴3相对于限位套5的转动角度；可以将第三限位结构设置为凸台结构，将第四限位结构设置为凹槽61结构，或将第四限位结构设置为凸台结构，将第三限位结构设置为凹槽61结构，并将凹槽61沿周向设置，通过限定凹槽61沿周向的角度，可以限制限位套5相对于限位座6的转动角度。

凸台结构、凹槽61结构的加工方式简单，方便加工、组装，可以降低角度限位装置的成本。

在一具体实施例中，第一限位结构包括沿旋转轴3的周向分布的至少一个第一凸台10，第二限位结构包括沿限位套5的周向分布的至少一个第二凸台8，第三限位结构包括沿限位套5的周向分布的至少一个第三凸台9，第四限位结构包括沿凹槽61的周向分布的至少一个第四凸台11；

第一凸台10与第二凸台8、第三凸台9与第四凸台11在轴向位置具有重叠，且第一凸台10与第二凸台8的凸起高度和大于旋转轴3与限位套5之间的径向间隙，第三凸台9与第四凸台11的凸起高度和大于限位套5与限位座6之间的径向间隙，以使旋转轴3相对于限位套5转动时，第一凸台10可与第二凸台8抵触，限位套5相对于限位座6转动时，第三凸台9可与第四凸台11抵触。

优选的，第一凸台10与第二凸台8、第三凸台9与第四凸台11在轴向位置完全重叠。

需要进行说明的是，第一凸台10与第二凸台8的凸起高度和大于旋转轴3与限位套5之间的径向间隙，在旋转轴3相对于限位套5转动的过程中，当第一凸台10与第二凸台8抵触时，第一凸台10与第二凸台8在凸起的高度方向具有重叠，并且第一凸台10与第二凸台8在轴向位置具有重叠，从而可以使第一凸台10与第二凸台8抵触，并通过推动第二凸台8，带动限位套5与旋转轴3同步转动；第一凸台10与第二凸台8的凸起高度和大于旋转轴3与限位套5之间的径向间隙，在限位套5相对于限位座6转动的过程中，当第三凸台9与第四凸台11抵触时，第三凸台9与第四凸台11在凸起的高度方向具有重叠，并且第三凸台9与第四凸台11在轴向位置具有重叠，从而可以使第三凸台9与第四凸台11抵触，并使旋转轴3停止转动。

优选的，第一凸台10的顶部表面与限位套5的内侧面间隙设置，第二凸台8的顶部表面与旋转轴3的外周侧面间隙设置，第三凸台9的顶部表面与限位座6的凹槽61的内侧面间隙设置，第四凸台11的顶部表面与限位套5的外周侧面间隙设置。具体的间隙尺寸需要根据实际情况确定，在此不做赘述。

图3中ω1为第二凸台8与第一凸台10之间的夹角，当第一凸台10与第二凸台8的数量均为一个时，第二凸台8与第一凸台10之间的夹角为接近360°，受第一凸台10与第二凸台8本身宽度的影响，实际的ω1小于360°。当第二凸台8的设置位置如图3所示时，第二凸台8与第一凸台10之间的夹角为接近180°，受第一凸台10与第二凸台8本身宽度的影响，实际的ω1小于180°。如图3所示，第一凸台10、第三凸台9、第四凸台11的数量为一个，第二凸台8的数量为两个，且两个第二凸台8间隔设置；旋转轴3的最大旋转角度为旋转轴3相对于限位套5的最大转动角度与限位套5相对于限位座6的最大转动角度之和，接近540°，受第一凸台10与第二凸台8、第三凸台9本身宽度的影响，实际的ω1小于540°。

本具体实施例中，将第一限位结构、第二限位结构、第三限位结构、第四限位结构均设置为凸台结构，方便加工、组装，可以降低角度限位装置的成本；并且方便对旋转轴3的转动角度范围进行控制，有利于提高旋转轴3的转动精度。

在一具体实施例中，第一凸台10、第二凸台8、第三凸台9和第四凸台11均为柱状凸起。当然，第一凸台10、第二凸台8、第三凸台9和第四凸台11还可以是其它形状，在此不做赘述。

在一具体实施例中，角度限位装置应用于手术器械，如图1、2所示，该手术器械包括器械驱动仓1、主动齿轮2、旋转轴3、被动齿轮4、限位套5、限位座6，限位座6设置有凹槽61，并且限位座6固定设置，可以将限位座6固定于工作台面，或者固定于其它位置，具体根据实际情况确定；主动齿轮2由动力结构带动转动，被动齿轮4与主动齿轮2啮合，由主动齿轮2带动转动，被动齿轮4转动的同时带动旋转轴3转动；被动齿轮4朝向限位座6的一侧设置有凸轴7，第一凸台10设置于凸轴7的外表面。

除了上述角度限位装置，本实用新型还提供一种包括驱动部和钳头部的手术机器人，驱动部设置有壳体和上述任一项的角度限位装置；该手术机器人的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

在一具体实施例中，限位座6与壳体为一体式结构，可以减少零部件的数量，降低加工成本。

本申请文件中提到的第一限位结构、第二限位结构、第三限位结构和第四限位结构，第一凸台10、第二凸台8、第三凸台9和第四凸台11中的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅仅是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本实用新型所提供的角度限位装置、手术机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种角度限位装置，其特征在于，包括：

旋转轴(3)，其外周侧面设置有第一限位结构，且所述旋转轴(3)可转动设置；

限位套(5)，其套设于所述旋转轴(3)的外周部，且相对于所述旋转轴(3)可转动，所述限位套(5)的内侧面设置有第二限位结构，所述第二限位结构用于与所述第一限位结构配合、以限制所述旋转轴(3)相对于所述限位套(5)的转动角度；所述限位套(5)的外侧面设置有第三限位结构；

固定设置的限位座(6)，其设置有用于容纳所述限位套(5)的凹槽(61)，所述限位套(5)至少部分位于所述凹槽(61)内；所述凹槽(61)的内侧面设置有第四限位结构；所述第四限位结构用于与所述第三限位结构配合、以限制所述限位套(5)相对于所述限位座(6)的转动角度。

2.根据权利要求1所述的角度限位装置，其特征在于，所述限位套(5)的数量为至少两个，且多个所述限位套(5)相互嵌套设置；

且最外侧的所述限位套(5)至少部分位于所述凹槽(61)内。

3.根据权利要求1或2所述的角度限位装置，其特征在于，所述第一限位结构和所述第二限位结构中的至少一者为凸台结构；

所述第三限位结构和所述第四限位结构中的至少一者为凸台结构。

4.根据权利要求3所述的角度限位装置，其特征在于，所述第一限位结构包括沿所述旋转轴(3)的周向分布的至少一个第一凸台(10)，所述第二限位结构包括沿所述限位套(5)的周向分布的至少一个第二凸台(8)，所述第三限位结构包括沿所述限位套(5)的周向分布的至少一个第三凸台(9)，所述第四限位结构包括沿所述凹槽(61)的周向分布的至少一个第四凸台(11)；

所述第一凸台(10)与所述第二凸台(8)、所述第三凸台(9)与所述第四凸台(11)在轴向位置具有重叠，且所述第一凸台(10)与所述第二凸台(8)的凸起高度和大于所述旋转轴(3)与所述限位套(5)之间的径向间隙，所述第三凸台(9)与所述第四凸台(11)的凸起高度和大于所述限位套(5)与所述限位座(6)之间的径向间隙，以使所述旋转轴(3)相对于所述限位套(5)转动时，所述第一凸台(10)可与所述第二凸台(8)抵触，所述限位套(5)相对于所述限位座(6)转动时，所述第三凸台(9)可与所述第四凸台(11)抵触。

5.根据权利要求4所述的角度限位装置，其特征在于，所述第一凸台(10)、所述第二凸台(8)、所述第三凸台(9)和所述第四凸台(11)均为柱状凸起。

6.根据权利要求4所述的角度限位装置，其特征在于，所述旋转轴(3)设置有被动齿轮(4)，所述被动齿轮(4)朝向所述限位座(6)的一侧设置有凸轴(7)，所述第一凸台(10)设置于所述凸轴(7)的外周侧面。

7.根据权利要求4所述的角度限位装置，其特征在于，所述第一凸台(10)、所述第三凸台(9)、所述第四凸台(11)的数量为一个，所述第二凸台(8)的数量为两个，且两个所述第二凸台(8)间隔设置。

8.根据权利要求7所述的角度限位装置，其特征在于，所述第一凸台(10)与所述第二凸台(8)、所述第三凸台(9)与所述第四凸台(11)在轴向位置完全重叠。

9.一种手术机器人，其特征在于，包括驱动部和钳头部，所述驱动部设置有壳体和权利要求1-8任一项所述的角度限位装置。

10.根据权利要求9所述的手术机器人，其特征在于，所述限位座(6)与所述壳体为一体式结构。