CN220370058U - 一种双重保护的升降组件、患者手术平台及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双重保护的升降组件、患者手术平台及手术机器人，一种双重保护的升降组件，包括第一制动器，设置于驱动机构上；第二制动器，设置于升降机构上；联动机构，连接所述驱动机构和所述升降机构；于所述驱动机构运行的状态下，所述驱动机构通过所述联动机构带动所述升降机构的升降；一种患者手术平台，包括上述的升降组件；一种手术机器人，包括上述的患者手术平台；本申请采用双制动，利用驱动电机与传动带的组合，从动轮连接丝杆的结构，在驱动电机结构处设置第一制动器保障驱动电机的失控安全；在丝杆机构处设置第二制动器保障升降架的升降的安全性；双重保护，有效降低失控率。

Description

一种双重保护的升降组件、患者手术平台及手术机器人

技术领域

本实用新型涉及一种双重保护的升降组件、患者手术平台及手术机器人。

背景技术

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。然而，微创手术中微创器械由于受到切口大小的限制，手术操作难度大为增加，且医生在长时间手术过程中的疲劳、颤抖等动作会被放大，这成为制约微创手术技术发展的关键因素。随着机器人技术的发展，一种可以克服缺点、继承优点的微创医疗领域新技术——微创手术机器人技术应运而生。

常见的微创手术机器人由医生控制台、患者手术平台和显示设备组成，外科医生在医生控制台操作输入装置。

患者手术平台包括基座、升降装置、机械臂和器械，不同患者体型及病灶位置的不同，需要控制升降装置、机械臂以调节器械位置，适应患者。要求升降装置升降平缓，安全度高。

中国专利CN218420034U公开了一体式双自由度连接结构及机械臂，以及中国专利CN103025075A公开了一种高速贴片头，其中公开了“所述伺服电机(202)和传动丝杆(203)的顶部分别设置有一同步轮(206)，所述伺服电机(202)驱动所述传动丝杆(203)旋转，所述传动丝杆(203)通过旋转螺母驱动所述升降筒(201)竖直移动。”“所述基座(1)的侧壁上下部分别设置有上感应限位(210)和下感应限位(211)，所述凸台(209)上设置有感应片(212)，所述感应片(212)与所述上感应限位(210)或下感应限位(211)相感应时触发控制所述升降筒(201)停止的停止信号。”

上述专利方案中，不是针对患者手术平台设计的升降机构，均没有解决电机承重引起的脱轨滑行安全问题，患者手术平台吨位大，升降时电机承担的负荷较重，而患者手术医疗过程中，尤其要控制平台的稳定性，对安全要求极高，需保障升降的平稳和安全性。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种双重保护的升降组件、患者手术平台及手术机器人。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

第一方面，提供一种双重保护的升降组件，其包括，

第一制动器，设置于驱动机构上，用于对所述驱动机构制动；

第二制动器，设置于升降机构上，用于对所述升降机构制动；

联动机构，连接所述驱动机构和所述升降机构；

于所述驱动机构运行的状态下，所述驱动机构通过所述联动机构带动所述升降机构的升降。

作为优选，所述驱动机构包括驱动电机；所述驱动电机的第一端连接所述第一制动器，第二端连接所述联动机构。

作为优选，所述升降机构包括丝杆；所述丝杆的第一端连接所述第二制动器以及所述联动机构；

所述丝杆上设置有至少一个支撑座；所述支撑座与所述丝杆之间转动连接，且所述支撑座与基座固定连接。

作为优选，所述联动机构包括主动轮、从动轮以及传动带，

所述主动轮连接于所述驱动机构的驱动电机的第二端；

所述从动轮连接于所述丝杆的第一端；

所述主动轮和所述从动轮上套设所述传动带；

所述驱动电机的第二端通过联轴器与所述主动轮的连轴的第一端相连接。

作为优选，还包括第一固定架和第二固定架，

所述第一固定架上开设有与所述丝杆的第一端的直径相匹配的第一固定孔，所述第一固定架套设于所述丝杆的第一端上；

所述第二固定架与所述丝杆的第一端通过第一轴承转动连接，所述第二固定架与所述第一固定架和基座固定连接；

所述第一固定架与所述第二固定架之间夹装所述第二制动器。

作为优选，还包括第三固定架和/或连接座；

所述第三固定架固定连接于基座上，且套设于所述联轴器外；

所述连接座的第一端通过第二轴承与所述连轴的第二端转动连接，第二端固定连接于基座上。

作为优选，所述驱动电机的第二端通过减速器与所述联轴器相连接。

作为优选，所述驱动电机与所述丝杆相互平行设置。

第二方面，提供一种患者手术平台，包括上述的升降组件；还包括基座、机械臂和手术器械；所述基座上设置有该升降组件。

第三方面，提供一种手术机器人，包括上述的患者手术平台；还包括与该患者手术平台相连接的医生控制台和显示设备。

本实用新型至少具备以下有益效果：

1、本申请采用双制动，利用驱动电机与传动带的组合，从动轮连接丝杆的结构，在驱动电机结构处设置第一制动器保障驱动电机的失控安全；在丝杆机构处设置第二制动器保障升降架的升降的安全性；双重保护，有效降低失控率。

2、驱动电机通过以主动轮、从动轮和传动带的方式带动丝杆进行转动，能够避免驱动电机直接带动丝杆转动，避免对驱动电机造成损伤，能够相应的延长使用寿命，且出现故障的概率降低。

3、通过支撑座与基座的相对固定，能够使丝杆的轴线与基座的相对位置保持不变，从而避免丝杆在转动的过程中出现晃动或位移，防止对升降架的升降产生不利的影响，提高了升降组件的稳定性和安全性。

附图说明

图1为本申请中升降组件的示意图；

图2为本申请中第一固定架、第二固定架和第二制动器的示意图；

图3为本申请中升降组件隐去滑动螺母的示意图；

图4为图1中B-B方向上的剖视图；

图5为本申请中升降组件的部分结构示意图；

图6为图1中A-A方向上的剖视图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：

110、第一制动器；120、驱动电机；130、丝杆；131、滑动螺母；132、支撑座；140、从动轮；150、传动带；160、第一固定架；180、减速器；190、第三固定架；191、第四固定架；210、第二制动器；220、第二固定架；221、第一轴承；230、第一固定孔；310、主动轮；320、连接座；330、编码器；340、缺口；410、联轴器；420、安装槽；430、第二轴承；440、连轴。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本实用新型进行解释而并非限定。

第一方面，如图1-3和图5-6所示，本实施例提供了一种双重保护的升降组件，其包括，

第一制动器110，设置于驱动机构上，用于对所述驱动机构制动；

第二制动器210，设置于升降机构上，用于对所述升降机构制动；

联动机构，连接所述驱动机构和所述升降机构；

于所述驱动机构运行的状态下，所述驱动机构通过所述联动机构带动所述升降机构的升降。

本实施例中，所述驱动机构包括驱动电机120；所述驱动电机120的第一端连接所述第一制动器110，第二端连接所述联动机构。

本实施例中，所述升降机构包括丝杆130；所述丝杆130的第一端连接所述第二制动器210以及所述联动机构；

所述丝杆130上设置有至少一个支撑座132；所述支撑座132与所述丝杆130之间转动连接，且所述支撑座132与基座固定连接。

本实施例中，在基座上固定设置驱动电机120，同时丝杆130可转动地连接在基座上，丝杆130上还配合安装有滑动螺母131，通过滑动螺母131连接升降架，从而在丝杆130转动时，通过驱动滑动螺母131在丝杆130的轴向方向上往复移动，继而通过滑动螺母131同步带动升降架的移动，实现升降架的升降。

通过本实施例中第一制动器110和第二制动器210分别在驱动电机120以及丝杆130上的设置，使得整个升降组件能够具备较佳的安全性，第一制动器110和第二制动器210能够分别独立的对驱动电机120以及丝杆130进行制动，保障了驱动电机120失控时的安全性；

可以理解的是，第一制动器110和第二制动器210可以分别单独工作，也可以相互协作，一方面提高制动的效果，另一方面能够提高制动时的稳定性，且通过第一制动器110和第二制动器210的双重保护，能够有效降低失控率；

同时，由于一般的手术平台的吨位较大，驱动电机120在驱动升降架进行升降的过程中承担的负荷较重，驱动电机120容易出现脱轨滑行的问题，本实施例中通过第一制动器110以及第二制动器210的配合使用，能够较佳的避免上述问题，能够及时地对驱动电机120以及丝杆130进行制动。

通过本实施例中的联动机构，能够较佳的连接驱动电机120以及丝杆130，实现通过驱动电机120对丝杆130的驱动，从而进一步驱动滑动螺母131带动升降架的升降。

进一步的，本实施例中在驱动电机120的第一端上还设置有编码器330，通过编码器330能够测出驱动电机120的输出轴的旋转角度，由于驱动电机120的输出轴的旋转角度与滑动螺母131移动的距离相关，从而达到检测、控制升降架升降的高度。

通过本实施例中支撑座132的设置，由于支撑座132固定连接在基座上，使得丝杆130相对于支撑座132进行转动，能够较佳地对丝杆130起到连接与支撑的作用；通过支撑座132与基座的相对固定，能够使丝杆130的轴线与基座的相对位置保持不变，从而避免丝杆130在转动的过程中出现晃动或位移，防止对升降架的升降产生不利的影响，提高了升降组件的稳定性和安全性。

在本实施例中丝杆130上共设置有两个支撑座132，其中分别设置在丝杆130的第一端和第二端上，以对丝杆130起到较佳的连接与支撑的作用；但在本申请另一个较佳的实施例中，支撑座132的数量可根据实际需要进行相应的增加或减少，同样的，支撑座132在丝杆130上的设置位置也可以进行相应的变化，以适应对丝杆130的不同的需求。

结合图4所示，本实施例中，所述联动机构包括主动轮310、从动轮140以及传动带150，

所述主动轮310连接于所述驱动机构的驱动电机120的第二端；

所述从动轮140连接于所述丝杆130的第一端；

所述主动轮310和所述从动轮140上套设所述传动带150；

所述驱动电机120的第二端通过联轴器410与所述主动轮310的连轴440的第一端相连接。

通过本实施例中的构造，在使用时，启动驱动电机120，驱动电机120的输出轴转动，从而带动与驱动电机120相连接的主动轮310，从而驱动主动轮310跟随驱动电机120进行同步转动，在主动轮310进行转动的同时又会带动套设在主动轮310上的传动带150的运动，由于传动带150套设于主动轮310和从动轮140上，从而主动轮310能够通过带动传动带150的运动从而驱动从动轮140的转动，进而通过从动轮140带动丝杆130进行同步转动，在丝杆130转动的过程中，实现对滑动螺母131的驱动，实现滑动螺母131带动升降架进行升降。

可以理解的是，驱动电机120通过以主动轮310、从动轮140和传动带150的方式带动丝杆130进行转动，能够避免驱动电机120直接带动丝杆130转动，避免对驱动电机120造成损伤，能够相应的延长使用寿命，且出现故障的概率降低。

通过本实施例中联轴器410的设置，能够较佳的实现驱动电机120与主动轮310的连轴440的连接配合，同时联轴器410在一定程度上能够起到过载保护的作用，通过缓冲避免驱动电机120出现损伤，提高使用时的安全性。

本实施例中，还包括第一固定架160和第二固定架220，

所述第一固定架160上开设有与所述丝杆130的第一端的直径相匹配的第一固定孔230，所述第一固定架160套设于所述丝杆130的第一端上；

所述第二固定架220与所述丝杆130的第一端通过第一轴承221转动连接，所述第二固定架220与所述第一固定架160和基座固定连接；

所述第一固定架160与所述第二固定架220之间夹装所述第二制动器210。

本实施例中，从动轮140套设并固定在丝杆130的第一端上。

在进行安装时，首先将从动轮140套设并固定在丝杆130上，且将第二制动器210放置在第二固定架220上，再将第一固定架160与第二固定架220通过螺栓进行固定，使得通过第一固定架160和第二固定架220夹装第二制动器210，再将丝杆130的第一端自第一固定孔230插入直至与第一轴承221连接，实现丝杆130与第二制动器210的配合连接，最后再将第二固定架220固定连接在基座上，从而完成安装。

通过本实施例中第一固定架160和第二固定架220的设置，能够较佳的实现丝杆130与基座之间的连接，从而固定丝杆130的第一端与基座的相对位置，使得丝杆130在转动的过程中具备较佳的稳定性，同时，第一固定架160和第二固定架220对第二制动器210的夹装，能够较佳的对第二制动器210起到保护的作用，提高安全性。

本实施例中，还包括第三固定架190和/或连接座320；

所述第三固定架190固定连接于基座上，且套设于所述联轴器410外；

所述连接座320的第一端通过第二轴承430与所述连轴440的第二端转动连接，第二端固定连接于基座上。

在本实施例中，同时设置有第三固定架190和连接座320。

通过本实施中的第三固定架190的设置，在使用时，将联轴器410放置于第三固定架190中，再将第三固定架190与基座进行固定连接，从而再一定范围内对联轴器410起到限位的作用，避免在使用的过程中联轴器410出现较大的位移，能够提高联轴器410使用时的稳定性，保障安全性。

通过本实施例中连接座320的设置，连接座320的第一端上设置有安装槽420，第二轴承430设置在安装槽420中；在安装时，将连轴440的第二端插接在第二轴承430上，从而实现连轴440与连接座320之间的可转动连接，再将连接座320的第二端固定安装在基座上。

可以理解的是，由于连接座320与基座固定连接，故而能够保持连轴440与基座的相对位置不变，使得主动轮310的转动沿其轴线进行，避免主动轮310在转动的过程中出现位移，相应的提高使用的安全性。

进一步的，本实施例中还设置有第四固定架191，第四固定架191套设在主动轮310和连接座320外，且第四固定架191的第一端与第三固定架190之间固定连接，第二端通过螺栓固定连接在基座上，从而提高工作时的稳定性；

可以理解的是，在第四固定架191上设置有缺口340，传动带150通过缺口340连接主动轮310和从动轮140，实现主动轮310对从动轮140的驱动。

本实施例中，所述驱动电机120的第二端通过减速器180与所述联轴器410相连接。

通过本实施例中减速器180的设置，一方面能够较佳的实现驱动电机120与联轴器410的连接，另一方面能够降低驱动电机120的输出转速，增加转矩，提升载荷能力，从而达到理想的传动效果，满足工作需求。

本实施例中，所述驱动电机120与所述丝杆130相互平行设置。

通过本实施例中将驱动电机120和丝杆130平行设置，区别于升降机构的直驱，减小了机构的整体长度，为升降机构的升降提供了更大的行程，且在减小长度后，相应的增加了机构的稳定性。

第二方面，本实施例提供了一种患者手术平台，包括上述的升降组件；还包括基座、机械臂和手术器械；所述基座上设置有该升降组件。故而，本实施例中的患者手术平台具备与前述相应的技术效果和优点。

第三方面，本实施例提供了一种手术机器人，包括上述的患者手术平台；还包括与该患者手术平台相连接的医生控制台和显示设备。故而，本实施例中的手术机器人具备与前述相应的技术效果和优点。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种双重保护的升降组件，其特征在于：包括，

第一制动器，设置于驱动机构上，用于对所述驱动机构制动；

第二制动器，设置于升降机构上，用于对所述升降机构制动；

联动机构，连接所述驱动机构和所述升降机构；

于所述驱动机构运行的状态下，所述驱动机构通过所述联动机构带动所述升降机构的升降。

2.根据权利要求1所述的升降组件，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机；所述驱动电机的第一端连接所述第一制动器，第二端连接所述联动机构。

3.根据权利要求2所述的升降组件，其特征在于：所述升降机构包括丝杆；所述丝杆的第一端连接所述第二制动器以及所述联动机构；

所述丝杆上设置有至少一个支撑座；所述支撑座与所述丝杆之间转动连接，且所述支撑座与基座固定连接。

4.根据权利要求3所述的升降组件，其特征在于：所述联动机构包括主动轮、从动轮以及传动带，

所述主动轮连接于所述驱动机构的驱动电机的第二端；

所述从动轮连接于所述丝杆的第一端；

所述主动轮和所述从动轮上套设所述传动带；

所述驱动电机的第二端通过联轴器与所述主动轮的连轴的第一端相连接。

5.根据权利要求3所述的升降组件，其特征在于：还包括第一固定架和第二固定架，

所述第一固定架上开设有与所述丝杆的第一端的直径相匹配的第一固定孔，所述第一固定架套设于所述丝杆的第一端上；

所述第二固定架与所述丝杆的第一端通过第一轴承转动连接，所述第二固定架与所述第一固定架和基座固定连接；

所述第一固定架与所述第二固定架之间夹装所述第二制动器。

6.根据权利要求4所述的升降组件，其特征在于：还包括第三固定架和/或连接座；

所述第三固定架固定连接于基座上，且套设于所述联轴器外；

所述连接座的第一端通过第二轴承与所述连轴的第二端转动连接，第二端固定连接于基座上。

7.根据权利要求4所述的升降组件，其特征在于：所述驱动电机的第二端通过减速器与所述联轴器相连接。

8.根据权利要求3所述的升降组件，其特征在于：所述驱动电机与所述丝杆相互平行设置。

9.一种患者手术平台，其特征在于：包括权利要求1-8任一所述的升降组件；还包括基座、机械臂和手术器械；所述基座上设置有该升降组件。

10.一种手术机器人，其特征在于：包括权利要求9所述的患者手术平台；还包括与该患者手术平台相连接的医生控制台和显示设备。