CN220268345U - 传动装置和手术机器人 - Google Patents

传动装置和手术机器人 Download PDF

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CN220268345U CN202321712537.1U CN202321712537U CN220268345U CN 220268345 U CN220268345 U CN 220268345U CN 202321712537 U CN202321712537 U CN 202321712537U CN 220268345 U CN220268345 U CN 220268345U
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Abstract

本申请公开了一种传动装置和手术机器人,其包括一对传动轮、传动带和安装件,一对传动轮中的每一个均开设有安装槽;传动带横跨一对传动轮且其两个端部分别绕设在一对传动轮的周向表面上;安装件分别与传动带的两个端部各自的端头相连,安装件分别位于位置对应的安装槽内,且对应的端头以第一方向延伸进入安装槽,并且安装件在传动带被张紧时至少在第一方向上作用于安装槽的内壁。根据本申请,一方面方便实现传动带与传动轮之间的连接,另一方面可以借助安装件与安装槽的内壁的相互作用,将传动带的端头牢固稳定地限位至安装槽内,从而实现传动带的端头与传动轮之间的相对固定。

Description

传动装置和手术机器人
技术领域
本申请涉及医疗器械的技术领域,具体而言涉及一种传动装置和手术机器人。
背景技术
现有的手术机器人设置有机械臂,机械臂具有若干节连接臂,相邻的两节连接臂枢接并以特定的自由度相对活动。机械臂的末端安装有器械支撑架,手术器械可拆卸地安装于器械支撑架上。器械支撑架还可以设置有器械驱动装置,以驱动手术器械进行插入、夹持、钩、剪、铲等动作。
在一些情况中,各连接臂通过带轮机构(包括传动带和传动轮)进行传动。传动带的力学性能在很大程度上影响操作臂的性能,从而影响远程运动中心(remote center ofmotion,RCM)的精度。
实用新型内容
在实用新型的内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题,本申请提供了一种传动装置,其包括:
一对传动轮,所述一对传动轮绕各自的轴线转动,所述一对传动轮中的每一个均开设有安装槽;
传动带,所述传动带横跨所述一对传动轮且其两个端部分别绕设在所述一对传动轮的周向表面上;以及
安装件,所述安装件分别与所述传动带的两个端部各自的端头相连,所述安装件分别位于位置对应的所述安装槽内,且对应的所述端头以第一方向延伸进入所述安装槽,并且所述安装件在所述传动带被张紧时至少在所述第一方向上作用于所述安装槽的内壁。
根据本申请的另一方面,提供了一种手术机器人,其包括具有至少一个机械臂,所述机械臂包括根据上述任一方面所述的传动装置。
根据本申请的传动装置和手术机器人,借助于安装件,一方面方便实现传动带与传动轮之间的连接,另一方面可以借助安装件与安装槽的内壁的相互作用,将传动带的端头牢固稳定地限位至安装槽内,从而实现传动带的端头与传动轮之间的相对固定。
附图说明
本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施方式及其描述,用来解释本申请的原理。
附图中:
图1为现有技术的手术机器人的结构示意图;
图2为图1中所示的机械臂系统的结构示意图;
图3为图2中所示的机械臂系统的远端部分的结构示意图;
图4为根据本申请的实施方式的传动装置的结构示意图;
图5为图4中所示的一个传动轮处各个部件的结构示意图;
图6为图4中所示的一个传动轮的结构示意图;
图7为图4中所示的安装件及传动带的结构示意图;
图8为图4中所示的另一个传动轮处各个部件的结构示意图;
图9为图8中所示的安装件及传动带的结构示意图;
图10为图8中所示的传动带的结构示意图;
图11为根据本申请的实施方式的传动装置的结构示意图;
图12为图11中所示的一个传动轮处各个部件的结构示意图。
附图标记说明:
1手术机器人 2控制系统
3成像系统 4机械臂系统
5机械臂 6连接臂
7器械支撑架 8手术器械
9底座 10立柱
11把手 12调整臂部分
13操作臂部分 14器械驱动装置
100/200传动装置 110传动轮
110a第一传动轮 110b第二传动轮
111安装槽 111a第一安装槽
112入口通道 113圆弧过渡部
114端侧开口 114a第一端侧开口
115连接槽 116限位槽
117周侧开口 120传动带
120a第一传动带 120b第二传动带
121端部 122端头
130安装件 130a第一安装件
130b第二安装件 131对接槽
132紧固件 133连接部
134限位部 135调节部
136螺纹孔 237补偿部
F11端侧表面 F11a第一端侧表面
F12配合面 F21限位面
D1第一方向 D2第二方向
D3第三方向
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本申请发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本申请,将在下列的描述中提出详细的描述。显然,本申请实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本申请的较佳实施方式详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本申请还可以具有其他实施方式。
应予以注意的是,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,其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
本申请中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识,而不具有任何其他含义,例如特定的顺序等。而且,例如,术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在,术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。
需要说明的是,本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的,并非限制。
现在,将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而,这些示例性实施方式可以多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
如图1至图3所示,本申请提供了一种手术机器人1,用于远程操纵完成手术。手术机器人1可以包括控制系统2、成像系统3和机械臂系统4,三者之间可以相互通信。
控制系统2也称为医生控制台。控制系统2具有用于展示手术器械8或内窥镜环境的显示单元、用于医生进行操作的控制机构及扶手等。显示单元开设有观察窗用于医生观察。控制机构构造为执行各种动作,这些动作对应手术器械8或内窥镜的动作。扶手用于放置医生的手臂。除此之外,在医生控制台上,还具有其他方便手或脚触碰或按压的控制开关,用来进行各种功能操作,完成人机交互。
成像系统3具有显示屏幕、内窥镜控制器、系统电子设备、图像处理器等。由此,可以将患者的内部器官更加清晰的呈现给操作者。
机械臂系统4设置于患者旁,其远端设置有手术器械8或内窥镜,用于对患者进行各种手术操作。机械臂系统4可以包括至少一个机械臂5,例如图1中示意性地示出了四个机械臂5。机械臂5具有若干节连接臂6,相邻的两节连接臂6枢接并以特定的自由度相对活动,使得机械臂5的末端或者说远端可以实现多个自由度的活动,例如七个自由度的活动。机械臂5的末端安装有器械支撑架7,其也可以称为持械臂,手术器械8或内窥镜可拆卸地安装于器械支撑架7上。
在一种示例中,参考图2,机械臂系统4包括底座9。底座9设置有立柱10和把手11,立柱10设置有至少一个可以相对于底座9升降的机械臂5,例如图2中示意性地示出了一个机械臂5的情况。操作者可以通过把手11辅助完成底座9的移动。
机械臂5通常可以包括调整臂部分12和操作臂部分13。调整臂部分12包括两个以上枢接的连接臂6,操作臂部分13包括两个以上枢接的连接臂6。调整臂部分12的连接臂6与操作臂部分13的连接臂6在尺寸和设置方式上可以不同。操作臂部分13的末端用于安装上述器械支撑架7,器械支撑架7用于安装手术器械8或内窥镜。器械支撑架7还可以设置有器械驱动装置14,以驱动手术器械8进行插入、夹持、钩、剪、铲等动作。在操纵手术机器人1进行手术之前,需要先操作调整臂部分12以使安装在操作臂部分13末端的手术器械8和内窥镜到达各自指定的位置,然后再锁紧调整臂部分12的转动关节。在手术中,通过远程控制操作臂部分13来完成手术操作,同时保持调整臂部分12的转动关节的锁紧,以防止手术过程中调整臂部分12的连接臂6之间发生相对转动而导致手术器械8或内窥镜发生偏移。
在一些情况中,操作臂13的连接臂6可以通过传动装置进行传动,传动装置可以包括刚性传动机构、柔性传动机构或者两者的组合。其中,柔性传动机构可以构造成带轮传动的方式,如图4所示,传动装置100可以包括传动轮110和传动带120。在采用带轮传动方式的机械臂中,传动带120的力学性能在很大程度上影响连接臂6的性能,从而影响远程运动中心(remote center of motion,RCM)的精度。远程运动中心是广泛应用于微创手术机器人1机械臂5中的一种机械设计,其被定义为手术中进入病人病灶例如腹腔的端口。操纵操作臂部分13的连接臂6使得手术器械8实现俯仰、偏转和插入三个自由度上的运动,在手术过程中手术器械8始终保持经过RCM点,以避免手术器械8对患者切口造成非手术性伤害。
图4至图7示意性地示出了本申请的实施方式的传动装置100。如图4所示,传动装置100包括一对传动轮110和横跨该一对传动轮110的传动带120。该一对传动轮110,即第一传动轮110a和第二传动轮110b,分别设置于相邻的两个连接臂6,并且该一对传动轮110绕各自的轴线转动。在一些应用场景下,传动带120的数量可以为一根,其两端分别绕于一对传动轮110的周向表面上,两端的环绕方向(即传动带120在环绕传动轮110周向表面的部分从中部朝向端部延伸的方向)可以相同,也可以不同。在另一些应用场景下,传动带120的数量也可以为两根(即一对)。本申请的实施例示出了一对传动带的应用场景,一对传动带120,即第一传动带120a和第二传动带120b,其每一个的端部121分别连接至一对传动轮110。
在本示例中,每根传动带120的两端分别以不同的环绕方向绕于一对传动轮110的周向表面上。也就是说,一对传动带120中的一个从一对传动轮110的一侧横跨一对传动轮110且其两个端部121分别绕设在一对传动轮110的周向表面上并与传动轮110分别相连,一对传动带120中的另一个从一对传动轮110的与一侧相反的另一侧横跨一对传动轮110且其两个端部121分别绕设在一对传动轮110的周向表面上并与传动轮110分别相连。例如,如图4所示,以图中所示的方位为描述基准,第一传动带120a的左端以顺时针方向绕于第一传动轮130a,右端以逆时针方向绕于第二传动轮130b;第二传动带120b的左端以逆时针方向绕于第一传动轮130a,右端以顺时针方向绕于第二传动轮130b。在其它未示出的示例中,每根传动带120的两端可以分别以相同的环绕方向绕于一对传动轮110的周向表面上。
该一对传动轮110的轴线彼此平行。该一对传动轮110的直径可以根据需要设置成相同或不同,图示实施方式示意性地示出了直径相同的一对传动轮110,由此该一对传动带120彼此大致平行。
传动带120可以由单根金属带或由至少两根金属带层叠形成。层叠的金属带可以增加传动带120的强度。例如,两根、三根、四根等金属带层叠设置。在一个例子中,金属带可以包括钢带。
具体地,第一传动轮110a可转动地设置于一个连接臂6的用于连接相邻连接臂6的连接处,第二传动轮110b可转动地设置于该一个连接臂6的用于连接另一个相邻连接臂6的连接处。在一个示例中,第一传动轮110a和第二传动轮110b通过转轴可转动地设置于该一个连接臂6的两端。第一传动带120a在第一传动轮110a和第二传动轮110b的一侧延伸,其一端绕设在第一传动轮110a的周向表面上并与第一传动轮110a相连,另一端绕设在第二传动轮110b的周向表面上并与第二传动轮110b相连。第二传动带120b在第一传动轮110a和第二传动轮110b的另一侧延伸,其一端绕设在第一传动轮110a的周向表面上并与第一传动轮110a相连,另一端绕设在第二传动轮110b的周向表面上并与第二传动轮110b相连。
为了便于传动带120的连接,传动装置100还包括安装件130,该安装件130分别与一对传动带120的两个端部121各自的端头122相连。一对传动轮110中的每一个均开设有安装槽111。安装件130分别位于位置对应的安装槽111内,且对应的端头122以第一方向D1延伸进入安装槽111,并且安装件130在传动带120被张紧时至少在第一方向D1上作用于安装槽111的内壁。对于图示实施方式,安装件130在传动带120被张紧时至少与安装槽111的内壁抵接。可以理解,当传动带120张紧时,端头122的拉力方向即为第一方向D1。
以此实施方式,借助于安装件130,一方面方便实现传动带120与传动轮110之间的连接,另一方面可以借助安装件130与安装槽111的内壁的相互作用,将传动带120的端头牢固稳定地限位至安装槽111内,从而实现传动带120的端头与传动轮110之间的相对固定。
如图5所示,以第一传动轮110a和第一传动带120a为例,安装件130与第一传动带120a的一个端部121的端头122相连。第一传动轮110a开设有安装槽111,第一传动带120a的端头122以第一方向D1延伸进入安装槽111。连接至第一传动带120a端头122的安装件130位于安装槽111内。进一步参见图6,第一传动轮110a还开设有供传动带120进入的入口通道112,该入口通道112与安装槽111连通。传动轮110的外周设有与该入口通道112的内壁相连的圆弧过渡部113。圆弧过渡部113的圆弧表面与入口通道112的内壁连接处具有切平面,该切平面与入口通道112的内壁表面基本重合,以便传动带120的端头122平滑地延伸至安装槽111内。
每一个传动轮110可以具有横向于其轴线的端侧表面F11。在本文中,“横向”指的是不平行,或者说呈一定的角度。在本示例中,端侧表面F11垂直于传动轮110的轴线。安装槽111由端侧表面F11沿传动轮110的轴线凹陷形成。安装槽111具有在端侧表面F11形成的端侧开口114,入口通道112也具有该端侧开口114。安装件130能够经由端侧开口114容易地接收于安装槽111内,传动带120的端头122经由该端侧开口114容易地接收于入口通道112。由此,连接有传动带120端头122的安装件130可以容易地经由端侧开口114安装至传动轮110,装配结构简单,装配操作容易进行。
在一对传动带的应用场景中,端侧表面F11包括相反设置的第一端侧表面F11a和第二端侧表面。安装槽111包括第一安装槽111a和第二安装槽111b。第一安装槽111a及与其连通的入口通道112具有在第一端侧表面F11a形成的第一端侧开口114a,一个安装件130及与其相连的第一传动带120a经由第一端侧开口114a接收于第一安装槽111a内。第二安装槽111b及与其连通的入口通道112具有在第二端侧表面形成的第二端侧开口,另一个安装件130及与其相连的第二传动带120b经由第二端侧开口接收于第二安装槽111b内。两个传动带120的端头122及对应的安装件130分别从同一传动轮110的相反设置的端侧表面F11安装至该传动轮110,彼此安装独立,互不干扰。
第一安装槽111a在轴线的方向或者说轴向上与第二安装槽111b错位设置,使得该一对传动带120在平行于其轴线的方向或者说轴向上错位设置。由此,在这对传动带120绕设于同一个传动轮110时,彼此之间可以不接触,不干扰。两个传动轮110的轴线共同限定一个平面,第一安装槽111a关于该平面翻转后可以与第二安装槽111b重合。
进一步地,继续参见图5至7,安装件130具有横向于第一方向D1的至少一个限位面F21,安装槽111的内壁包括与至少一个限位面F21相配合的至少一个配合面F12,使得在传动带120被张紧时,限位面F21与配合面F12相互作用,例如图示实施方式示出的限位面F21与配合面F12抵接。在传动带120被张紧时,通过限位面F21与配合面F12的相互作用,能够限制安装件130沿着传动带120的拉力的方向运动,实现传动带120的端头在安装槽111内的限位。可选地,限位面F21与配合面F12相互平行。
如图7所示,安装件130开设有与传动带120的端头122相对应的对接槽131,该端头122穿设在对接槽131内并通过紧固件132与安装件130固定。例如,紧固件132可以包括铆钉、螺钉等。采用紧固件132固定的方式,装配结构简单,装配操作容易进行。这对于具有多根金属带层叠的传动带120尤其有利,这是因为目前层叠的多根金属带一般在端头处通过激光焊接结合在一起,然后再将端头焊接至安装件130或者传动轮110。然而,发明人发现这种焊接结构具有以下缺点:由于激光焊接技术的限制,允许金属带结合在一起的层数有限;由于通电点处的材料性质改变,导致焊接点处的材料强度明显低于材料强度;批量生产时,焊接过程的不一致性将会导致各个传动装置100之间的力学性能的差异,而且并没有无损方法来验证传动装置100的强度。而通过本申请实施例的对接槽131和紧固件132,在将多根金属带连接在一起的同时还能将其端头固定至安装件130,可以避免上述焊接结构所带来的问题。
在一个例子中,安装件130可以包括相对固定的连接部133和限位部134。连接部133用于与传动带120相连,限位部134用于限制安装件130的位置。连接部133和限位部134可以设置为一体构件,例如一体成型,也可以设置为相互连接的分体构件。限位部134可以在横向于第一方向D1的第二方向D2上凸出于连接部133。可选地,第二方向D2垂直于第一方向D1。限位部134设置有上述限位面F21。可选地,限位面可以与第二方向D2平行。连接部133开设有与传动带120的端头122相对的对接槽131,该端头122穿设在对接槽131内并通过紧固件132与连接部133固定。
连接部133具有与传动轮110的端侧表面F11平行或重合的且相反设置的两个侧表面,至少一个侧表面开设有对接槽131的侧开口。侧开口的设置便于传动带120容易地装配至对接槽131内。紧固件132可以在平行于连接部133的侧表面且垂直于第一方向D1的方向上穿设于连接部133以固定端头122。
对应地,安装槽111包括相互连通的连接槽115和限位槽116,连接部133位于连接槽115内,限位部134位于限位槽116内并且限位部134在第二方向D2上与限位槽116的内壁抵接,以限制限位部134在第二方向D2的移动。对应地,限位槽116包括上述配合面F21。连接槽115的形状可以与连接部133的形状相适配,例如连接部133呈长方体形状,连接槽115也呈长方体形状。限位槽116的形状可以与限位部134的形状相适配,例如限位部134在第一方向D1和第二方向D2限定的平面上所截的截面呈扇形,限位槽116在该平面上所截的截面也呈扇形。
在其它可选的例子中,可以在限位部134和连接部133同时设置上述限位面F21。与连接部133的限位面F21相应的配合面F12则设置在连接槽115的内壁。例如,连接部133的与限位部134相反的端面能够与连接槽115的面向该端面的内壁相互作用,例如抵接,从而连接部133的该端面即为限位面F21,面向该端面的内壁面即为配合面F12。当然,连接部133也可以具有形成限位面F21的其他构造,相应地,配合面F12具有形成配合面F12的其他构造。
在其它可选的例子中,安装件130可省去上述限位部134,只保留连接部133,此时,连接部133设置有上述限位面F21。相应地,安装槽111包括可省去上述限位槽116,只保留上述连接槽115,此时,安装槽115的内壁设置有上述配合面F12。
安装槽111具有在周向表面形成的周侧开口117,安装件130位于周侧开口117处,方便安装件130的装配,此外,还能够经由周侧开口117调整位置(将在下文描述)。安装件130可以具有绕对应的传动轮110的轴线周向延伸的外周表面,以便与传动轮110的外部形状相适配,例如,安装件130的外周表面可以与传动轮110的外周表面对齐或大致对齐,形成圆弧表面。
为方便描述,下面将连接部133和限位部134设置为一体构件的安装件130命名为第一安装件130a,将连接部133和限位部134设置为相互连接的分体构件的安装件130命名为第二安装件130b。
安装件130可以包括第一安装件130a和/或第二安装件130b。也就是说,分别连接同一根传动带两端头的两个安装件130可以均为第一安装件130a,或者均为第二安装件130b,或者一个为第一安装件130a且另一个为第二安装件130b。
安装件130为一体构件的方案使得零件数量少,可以简化传动装置100的结构,方便装配,装配效率高。安装件130为分体构件的方案使得可以单独制造连接部133和限位部134,生产制造简单。
安装件130还包括调节部135,调节部135构造成改变对接槽131与配合面F12在至少第一方向D1上的相对位置,使得可以调节传动带120的张紧程度。调节部135对于后续传动装置的维护是十分有利的,这是因为在长期使用下,磨损会导致传动带120的张力衰减,从而增大传动误差,大大降低了RCM的精度。而本申请的调节部135可以在后续对于传动装置的维护起到极大的作用,使得传动带120能够始终保持工作所需的张紧程度,避免了上述问题。
例如,可以通过改变对接槽131与配合面F12之间的距离以调节传动带120的张紧程度。在一个例子中,当配合面F12设置在连接槽115时,增大对接槽131与配合面F12之间的距离可以使得传动带120的张紧程度变大,反之减小对接槽131与配合面F12之间的距离可以使得传动带120的张紧程度变小。在另一个例子中,当配合面F12设置在限位槽116时,增大对接槽131与配合面F12之间的距离可以使得传动带120的张紧程度变小,反之减小对接槽131与配合面F12之间的距离可以使得传动带120的张紧程度变大。
如图8、图9和图10所示,第二安装件130b可以包括上述调节部135,调节部135至少与限位部134为分体构件。调节部135与连接部133和限位部134两者均连接。调节部135相对于限位部134的位置可调节,以改变连接部133与限位部134之间的距离,从而使对接槽131与配合面F12之间的距离改变。由此,即便长期使用由于磨损导致传动带120的张力衰减,也可以保持传动效率,避免传动误差的产生或增加。
在一个例子中,调节部135相对于限位部134可转动,通过两者的相对转动,使调节部135相对于限位部134的位置改变,调节部135带动与其相连的连接部133一起相对于限位部134移动,以实现连接部133与限位部134之间距离的改变。当需要调节传动带120的张紧程度时,可以转动调节部135,使调节部135相对于限位部134向内或向外移动,从而改变连接部133与限位部134之间的距离。
具体地,例如图示实施方式,调节部135可以为杆状并设置有外螺纹。限位部134可以设置有与外螺纹配合的螺纹孔136,调节部135位于螺纹孔136内并能够绕螺纹孔136的中心线转动。螺纹孔136为通孔,例如沿第一方向D1延伸的通孔。调节部135的一部分从螺纹孔136中延伸出,以外露于安装件130,便于使用者转动调节部135。当需要调节传动带120的张紧程度时,可以旋拧调节部135,使调节部135相对于限位部134沿旋入或旋出方向移动,改变连接部133与限位部134之间的距离。可选地,连接部133设有限位孔,调节部135的一端位于限位孔内并在平行于调节部135的轴线的方向上卡在限位孔内,以使调节部135能够相对于连接部133转动且带动连接部133一起在第一方向D1上移动。当然,调节部135与限位部134、连接部133的连接方式不受限制,能够改变连接部133与限位部134之间的距离即可。
在其它可选的例子中,调节部135相对于限位部134可平移,通过两者的相对平移,使调节部135相对于限位部134的位置改变。当需要调节传动带120的张紧程度时,可以推动或拉动调节部135,使调节部135相对于限位部134向内或向外移动,从而改变连接部133与限位部134之间的距离。
具体地,调节部135可以为杆状且间隔设置有多个固定位,限位部134设置有通孔以及沿着通孔布置且与固定位配合的一个锁定位。调节部135可以位于限位部134的通孔内,并且多个固定位中的一个可以定位至锁定位,例如固定位和锁定位处形成有孔,紧固件穿过固定位的孔后旋入锁定位的孔内,实现调节部135锁紧固定。当需要调节传动带120的张紧程度时,可以推动或拉动调节部135,并选择不同位置的固定位与锁定位配合,以使调节部135相对于限位部134固定在不同位置。在该例子中,调节部135与连接部133可以不是转动连接,两者可以通过插接、卡接等任何方式连接为一个整体或成型为一个构件。
连接部133在第一方向D1上具有第一尺寸L1(参见图7),连接槽115在第一方向D1上具有第二尺寸L2(参见图6),第二尺寸L2大于第一尺寸L1。连接槽115能够为连接部133提供在第一方向D1上相对于限位部134移动的足够的空间,以便连接部133与限位部134之间的距离可调节。
进一步地,安装件130还可以包括补偿部237,用于在受挤压时发生弹性形变。补偿部237位于限位面F21与配合面F12之间,使得限位面F21和配合面F12通过补偿部237相互作用。
示例性地,参见图11和图12,补偿部237位于连接槽115内,具体是补偿部237位于连接部133的限位面F21与连接槽115的配合面F12之间。补偿部237构造成能够至少在与限位面F21相交的方向上发生弹性形变,例如至少在第一方向D1上发生弹性形变。借助于补偿部237,能够根据传动带120张力的情况自动调节安装件130在安装槽111内的位置,从而自动调节传动带120的张紧程度。由此,即便长期使用由于磨损导致传动带120的张力衰减,也可以保持传动效率,避免传动误差的产生或增加。
补偿部237自身在自然状态下在第一方向D1上具有第一长度。当补偿部设置在连接槽115内时,第一长度需要大于连接槽115在第一方向D1的第二尺寸L2与连接部133在第一方向D1的第一尺寸L1之差。
在其它例子中,补偿部237位于限位槽116内,具体是补偿部237位于限位部134的限位面F21与限位槽116的配合面F12之间。
补偿部237包括具有弹性结构的部件和由弹性材料制成的部件中的至少一者。弹性结构的部件可以是弹簧部件,例如螺旋压缩弹簧、弹簧垫圈等;由弹性材料制成的部件可以是橡胶部件等。
在使用过程中,补偿部237始终处于压缩变形状态。在初始状态时,补偿部237的压缩变形量最大。当传动带120由于自身磨损而导致张紧力发生衰减时(又或者是当第二传动轮110b处的调节部135与限位部134发生故障性滑移时,导致连接部133与限位部134的距离增大,此时传动带120的张紧力减小),补偿部237收到的压缩力也相应减小,使得其压缩变形量减小,从而将整个安装件130向远离配合面F12的方向推动,使得传动带120仍然保持足够的张紧力。这可以防止在手术过程中传动带120发生松弛而导致机械臂5整体精确度下降甚至失效的情况,避免了意外的发生。
除非另有定义,本文中所使用的技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的,不是旨在限制本申请。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式,除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本申请已经通过上述实施方式进行了说明,但应当理解的是,上述实施方式只是用于举例和说明的目的,本申请并不局限于上述实施方式,根据本申请的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本申请所要求保护的范围以内。

Claims (19)

1.一种传动装置,其特征在于,包括:
一对传动轮,所述一对传动轮绕各自的轴线转动,所述一对传动轮中的每一个均开设有安装槽;
传动带,所述传动带横跨所述一对传动轮且其两个端部分别绕设在所述一对传动轮的周向表面上;以及
安装件,所述安装件分别与所述传动带的两个端部各自的端头相连,所述安装件分别位于位置对应的所述安装槽内,且对应的所述端头以第一方向延伸进入所述安装槽,并且所述安装件在所述传动带被张紧时至少在所述第一方向上作用于所述安装槽的内壁。
2.根据权利要求1所述的传动装置,其特征在于,每一个所述传动轮具有延伸穿过其轴线的端侧表面,所述安装槽具有在所述端侧表面形成的端侧开口,所述安装件经由所述端侧开口接收于所述安装槽内。
3.根据权利要求1所述的传动装置,其特征在于,所述安装槽具有在所述周向表面形成的周侧开口,所述安装件位于所述周侧开口处和/或能够经由所述周侧开口调整位置。
4.根据权利要求1所述的传动装置,其特征在于,所述安装件具有横向于所述第一方向的至少一个限位面,所述安装槽的内壁包括与所述至少一个限位面相配合的至少一个配合面,使得在所述传动带被张紧时,所述限位面与所述配合面相互作用。
5.根据权利要求4所述的传动装置,其特征在于,所述安装件包括补偿部,所述补偿部位于所述限位面与所述配合面之间,使得所述限位面和所述配合面通过所述补偿部相互作用,所述补偿部构造成能够至少在所述第一方向上发生弹性形变。
6.根据权利要求4所述的传动装置,其特征在于,所述安装件开设有对接槽,所述端头穿设在所述对接槽内并通过紧固件与所述安装件固定。
7.根据权利要求6所述的传动装置,其特征在于,所述安装件包括调节部,所述调节部构造成改变所述对接槽与所述配合面在至少所述第一方向上的相对位置。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的传动装置,其特征在于,所述安装件包括相对固定的连接部和限位部,所述限位部在横向于所述第一方向的第二方向上凸出于所述连接部,所述端头与所述连接部固定相连。
9.根据权利要求8所述的传动装置,其特征在于,所述连接部开设有与所述端头相对的对接槽,所述端头穿设在所述对接槽内并通过紧固件与所述连接部固定。
10.根据权利要求8所述的传动装置,其特征在于,所述安装件包括第一安装件和/或第二安装件,其中,所述第一安装件的所述连接部和其所述限位部为一体构件,所述第二安装件的所述连接部和其所述限位部为分体构件。
11.根据权利要求10所述的传动装置,其特征在于,所述第二安装件还包括调节部,所述调节部与所述连接部和所述限位部均连接,并且所述调节部相对于所述限位部的位置可调节,以改变所述连接部与所述限位部之间的距离。
12.根据权利要求11所述的传动装置,其特征在于,所述调节部为杆状并设置有外螺纹,所述限位部设置有与所述外螺纹配合的螺纹孔,所述调节部位于所述螺纹孔内并绕所述螺纹孔的中心线转动。
13.根据权利要求8所述的传动装置,其特征在于,所述安装槽包括相互连通的连接槽和限位槽,所述连接部位于所述连接槽内,所述限位部位于所述限位槽内,所述连接部在第一方向上具有第一尺寸,所述连接槽在所述第一方向上具有第二尺寸,所述第二尺寸大于所述第一尺寸。
14.根据权利要求8所述的传动装置,其特征在于,所述安装槽包括相互连通的连接槽和限位槽,所述连接部位于所述连接槽内,所述限位部位于所述限位槽内,所述安装件具有横向于所述第一方向的至少一个限位面,所述安装槽的内壁包括与所述至少一个限位面相配合的至少一个配合面,使得在所述传动带被张紧时,所述限位面与所述配合面相互作用,其中
所述至少一个限位面设置在所述限位部,所述至少一个配合面设置在所述限位槽的内壁;和/或
所述至少一个限位面设置在所述连接部,所述至少一个配合面设置在所述连接槽的内壁。
15.根据权利要求14所述的传动装置,其特征在于,所述安装件还包括补偿部,所述补偿部位于所述限位面与所述配合面之间,使得所述限位面和所述配合面通过所述补偿部相互作用,所述补偿部构造成能够至少在与所述限位面相交的方向上发生弹性形变。
16.根据权利要求15所述的传动装置,其特征在于,所述补偿部包括具有弹性结构的部件和由弹性材料制成的部件中的至少一者。
17.根据权利要求1至7中的任一项所述的传动装置,其特征在于,所述传动带由单根金属带或由至少两根金属带层叠形成。
18.根据权利要求1至7中的任一项所述的传动装置,其特征在于,包括一对所述传动带,其中一个所述传动带从所述一对传动轮的一侧横跨所述一对传动轮且其两个端部分别绕设在所述一对传动轮的周向表面上,其中另一个所述传动带从所述一对传动轮的与所述一侧相反的另一侧横跨所述一对传动轮且其两个端部分别绕设在所述一对传动轮的周向表面上。
19.一种手术机器人,其特征在于,包括具有至少一个机械臂,所述机械臂包括根据权利要求1至18中的任一项所述的传动装置。
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