RU2828362C2 - Rear transmission device and medical device - Google Patents
Rear transmission device and medical device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2828362C2 RU2828362C2 RU2023129332A RU2023129332A RU2828362C2 RU 2828362 C2 RU2828362 C2 RU 2828362C2 RU 2023129332 A RU2023129332 A RU 2023129332A RU 2023129332 A RU2023129332 A RU 2023129332A RU 2828362 C2 RU2828362 C2 RU 2828362C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- rotating element
- transmission
- movable pulley
- rotating
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 253
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 41
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 13
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002324 minimally invasive surgery Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY
[1] Различные варианты реализации, описанные в настоящем документе, в целом относятся к технической области медицинских устройств, а более конкретно к заднему передаточному устройству, медицинскому устройству и хирургическому роботу.[1] The various embodiments described herein relate generally to the technical field of medical devices, and more particularly to a rear transfer device, a medical device, and a surgical robot.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
[2] В области робот-ассистированной минимально инвазивной хирургии хирургические инструменты, подсоединенные на конце робота, вводятся в тело человека через разрезы на поверхности тела человека или его естественные проходы, чтобы выполнять операции на тканях в теле человека. Хирургический инструмент в основном содержит эффектор или приспособление (такой как пара хирургических щипцов, режущее приспособление или приспособление для прижигания), установленное на поворотном механизме на переднем конце инструмента, при этом поворотный механизм обеспечивает множество степеней свободы движения переднего конца, главный вал, проходящий от заднего конца инструмента к переднему концу, а также питающее и передаточное устройство на заднем конце инструмента. Эффектор на переднем конце поворотного механизма в целом приводится в действие множеством тросов, прикрепленных к нему, при этом тросы проходят через главный вал хирургического инструмента и приводятся в действие питающим и передаточным устройством на заднем конце.[2] In the field of robot-assisted minimally invasive surgery, surgical instruments connected to the end of a robot are inserted into a human body through incisions on the surface of the human body or its natural passages in order to perform operations on tissues in the human body. The surgical instrument generally comprises an effector or device (such as a pair of surgical forceps, a cutting device or a cauterizing device) mounted on a rotary mechanism at the front end of the instrument, wherein the rotary mechanism provides a plurality of degrees of freedom of movement of the front end, a main shaft extending from the rear end of the instrument to the front end, and a feed and transmission device at the rear end of the instrument. The effector at the front end of the rotary mechanism as a whole is driven by a plurality of cables attached thereto, wherein the cables pass through the main shaft of the surgical instrument and are driven by the feed and transmission device at the rear end.
[3] В случае хирургических щипцов и других удерживающих или режущих приспособлений, поворотному механизму в целом необходимо реализовывать три степени свободы: тангаж, рыскание и взятие. Взаимодействуя с дополнительными степенями свободы заднего конца робота, поворотный механизм может осуществлять движение, необходимое для выполнения хирургических операций. В зависимости от конкретной реализации поворотного механизма, количество приводным тросов, необходимых для поворотного механизма, меняется, например, для поворотного механизма в целом предусмотрено от 4 до 6 тросов. Кроме того, для осуществления крупномасштабного движения (например, вращения от угла -90° до угла 90°) каждого шарнира поворотного механизма, необходимо разместить дополнительные шкивы на поворотном механизме для направления тросов. Однако добавление дополнительных шкивов может препятствовать миниатюризации переднего конца хирургического инструмента, а использование большего количества тросов также может увеличить размер и повысить стоимость инструмента.[3] In the case of surgical forceps and other holding or cutting devices, the rotation mechanism as a whole needs to implement three degrees of freedom: pitch, yaw, and grasp. By interacting with the additional degrees of freedom of the rear end of the robot, the rotation mechanism can implement the motion necessary to perform surgical operations. Depending on the specific implementation of the rotation mechanism, the number of drive cables required for the rotation mechanism varies, for example, for the rotation mechanism as a whole, from 4 to 6 cables are provided. In addition, in order to implement large-scale motion (e.g., rotation from an angle of -90 ° to an angle of 90 °) of each joint of the rotation mechanism, it is necessary to place additional pulleys on the rotation mechanism to guide the cables. However, adding additional pulleys may hinder the miniaturization of the front end of the surgical instrument, and using more cables may also increase the size and cost of the instrument.
[4] Имеющееся заднее передаточное устройство для приведения в действие 4-тросового поворотного механизма осуществляет выпуск двух тросов и втягивание двух других тросов посредством поворота соединительной штанги или коромысла, тем самым осуществляя тангаж поворотного механизма. Таким образом, при изменении угла тангажа длина втягиваемого троса не равняется длине выпущенного троса, что может привести к изменению натяжения тросов и впоследствии привести к таким проблемам, как уменьшение точности ввиду ошибки передачи, вызванной ослабленными тросами, или ускорение износа ввиду избыточного фрикционного сопротивления, вызванного чрезмерным натяжением тросов. Одним путем предотвращения таких проблем является ограничение диапазона угла вращения шарнира тангажа, однако этот путь может повлиять на работоспособность инструмента. Кроме того, при использовании этого механизма угол вращения выходного зажима мотора на заднем конце находится в нелинейной взаимосвязи с углом тангажа поворотного механизма, что требует дополнительной калибровки для достижения точного управления позиционированием, тем самым увеличивая дополнительную рабочую нагрузку.[4] The existing rear transmission device for driving the 4-cable rotary mechanism releases two cables and retracts the other two cables by rotating the connecting rod or rocker arm, thereby pitching the rotary mechanism. Therefore, when the pitch angle changes, the length of the retracted cable is not equal to the length of the released cable, which may cause a change in the tension of the cables and subsequently lead to problems such as decreased accuracy due to transmission error caused by slack cables or accelerated wear due to excessive frictional resistance caused by excessive cable tension. One way to prevent such problems is to limit the rotation angle range of the pitch joint, but this may affect the performance of the tool. In addition, when using this mechanism, the rotation angle of the motor output terminal at the rear end is in a non-linear relationship with the pitch angle of the rotary mechanism, which requires additional calibration to achieve accurate positioning control, thereby increasing additional workload.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE ESSENCE OF THE INVENTION
[5] В этом разделе представлен ряд упрощенных концепций, которые будут описаны далее в подробном описании. Данный раздел заявки не ставит перед собой цель ограничить ключевые и существенные технические признаки заявленного технического решения, а также не определяет объем защиты заявленного технического решения.[5] This section presents a number of simplified concepts that will be described further in the detailed description. This section of the application does not aim to limit the key and essential technical features of the claimed technical solution, nor does it define the scope of protection of the claimed technical solution.
[6] В вариантах реализации изобретения представлено заднее передаточное устройство, которое содержит первый вращающийся элемент, второй вращающийся элемент, третий вращающийся элемент, первый передаточный узел и второй передаточный узел. Первый передаточный узел соединен с первым тросом и вторым тросом, а также соединен с первым вращающимся элементом и третьим вращающимся элементом. Второй передаточный узел соединен с третьим тросом и четвертым тросом, а также соединен со вторым вращающимся элементом и третьим вращающимся элементом. Первый вращающийся элемент выполнен с возможностью вращения для втягивания одного троса из первого троса и второго троса, а также для одновременного выпуска другого троса из первого троса и второго троса посредством первого передаточного узла. Второй вращающийся элемент выполнен с возможностью вращения для втягивания одного троса из третьего троса и четвертого троса, а также для одновременного выпуска другого троса из третьего троса и четвертого троса посредством второго передаточного узла. Третий вращающийся элемент выполнен с возможностью вращения для выполнения, посредством первого передаточного узла и второго передаточного узла: втягивания по меньшей мере одного троса из первого троса и второго троса, при этом выпуская по меньшей мере один трос из третьего троса и четвертого троса; или втягивания по меньшей мере одного троса из третьего троса и четвертого троса, при этом выпуская по меньшей мере один трос из первого троса и второго троса.[6] In embodiments of the invention, a rear transmission device is presented that comprises a first rotating element, a second rotating element, a third rotating element, a first transmission unit and a second transmission unit. The first transmission unit is connected to the first cable and the second cable, and is also connected to the first rotating element and the third rotating element. The second transmission unit is connected to the third cable and the fourth cable, and is also connected to the second rotating element and the third rotating element. The first rotating element is configured to rotate for drawing in one cable from the first cable and the second cable, and for simultaneously releasing another cable from the first cable and the second cable by means of the first transmission unit. The second rotating element is configured to rotate for drawing in one cable from the third cable and the fourth cable, and for simultaneously releasing another cable from the third cable and the fourth cable by means of the second transmission unit. The third rotating element is configured to rotate to perform, by means of the first transmission unit and the second transmission unit: drawing in at least one cable from the first cable and the second cable, while releasing at least one cable from the third cable and the fourth cable; or drawing in at least one cable from the third cable and the fourth cable, while releasing at least one cable from the first cable and the second cable.
[7] В соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения, заднее передаточное устройство соединено с четырьмя приводными тросами поворотного механизма таким образом, что поворотный механизм функционирует согласованно с задним передаточным устройством для достижения поворотным механизмом тангажа, рыскания и взятия путем втягивания или выпуска приводных тросов (т.е. первого троса, второго троса, третьего троса и четвертого троса), что предполагает простую конструкцию и точную передачу. Кроме того, угол вращения вращающегося элемента находится в линейной связи с углом тангажа, углом рыскания или углом взятия поворотного механизма, а, следовательно, выпуск и/или втягивание приводных тросов на одинаковое расстояние могут быть достигнуты даже тогда, когда вышеуказанные углы поворотного механизма варьируются в пределах широкого диапазона.[7] According to an embodiment of the present invention, the rear transmission device is connected to four drive cables of the rotary mechanism in such a way that the rotary mechanism operates in concert with the rear transmission device to achieve pitch, yaw and take-off of the rotary mechanism by retracting or releasing the drive cables (i.e., the first cable, the second cable, the third cable and the fourth cable), which assumes a simple structure and accurate transmission. In addition, the rotation angle of the rotating member is in a linear relationship with the pitch angle, the yaw angle or the take-off angle of the rotary mechanism, and therefore, the release and/or retraction of the drive cables by the same distance can be achieved even when the above-mentioned angles of the rotary mechanism vary within a wide range.
[8] В некоторых вариантах реализации первый вращающийся элемент выполнен с возможностью вращения вокруг первой центральной оси первого вращающегося элемента, второй вращающийся элемент выполнен с возможностью вращения вокруг второй центральной оси второго вращающегося элемента, а третий вращающийся элемент выполнен с возможностью вращения вокруг третьей центральной оси третьего вращающегося элемента; при этом первая центральная ось параллельна второй центральной оси и параллельна третьей центральной оси.[8] In some embodiments, the first rotating element is configured to rotate about a first central axis of the first rotating element, the second rotating element is configured to rotate about a second central axis of the second rotating element, and the third rotating element is configured to rotate about a third central axis of the third rotating element; wherein the first central axis is parallel to the second central axis and parallel to the third central axis.
[9] В некоторых вариантах реализации первый передаточный узел содержит первый подвижный шкив, первый передаточный трос, второй подвижный шкив и второй передаточный трос. Первый подвижный шкив соединен с первым тросом. Первый передаточный трос охватывает первый подвижный шкив, при этом один конец первого передаточного троса соединен с первым вращающимся элементом, а другой его конец соединен с третьим вращающимся элементом. Второй подвижный шкив выполнен с возможностью вращения вокруг второго вала и соединен со вторым тросом. Второй передаточный трос охватывает второй подвижный шкив, при этом один конец второго передаточного троса соединен с первым вращающимся элементом, а другой его конец соединен с третьим вращающимся элементом. Первый передаточный трос проходит вокруг первого вращающегося элемента в направлении, противоположном направлению, в котором второй передаточный трос проходит вокруг первого вращающегося элемента, а также первый передаточный трос проходит вокруг третьего вращающегося элемента в том же направлении, в котором второй передаточный трос проходит вокруг третьего вращающегося элемента. При вращении первого вращающегося элемента или третьего вращающегося элемента первый подвижный шкив приводится в движение первым передаточным тросом, а второй подвижный шкив приводится в движение вторым передаточным тросом.[9] In some embodiments, the first transmission unit comprises a first movable pulley, a first transmission cable, a second movable pulley and a second transmission cable. The first movable pulley is connected to the first cable. The first transmission cable embraces the first movable pulley, wherein one end of the first transmission cable is connected to the first rotating element, and its other end is connected to the third rotating element. The second movable pulley is configured to rotate around the second shaft and is connected to the second cable. The second transmission cable embraces the second movable pulley, wherein one end of the second transmission cable is connected to the first rotating element, and its other end is connected to the third rotating element. The first transmission cable passes around the first rotating element in a direction opposite to the direction in which the second transmission cable passes around the first rotating element, and the first transmission cable passes around the third rotating element in the same direction in which the second transmission cable passes around the third rotating element. When the first rotating element or the third rotating element rotates, the first movable pulley is driven by the first transmission cable, and the second movable pulley is driven by the second transmission cable.
[10] В некоторых вариантах реализации первый передаточный узел дополнительно содержит первый направляющий шкив, причем часть первого передаточного троса, расположенная между первым вращающимся элементом и первым подвижным шкивом, охватывает первый направляющий шкив таким образом, что часть первого передаточного троса, расположенная между первым направляющим шкивом и первым подвижным шкивом, параллельна части первого передаточного троса, расположенной между первым подвижным шкивом и третьим вращающимся элементом.[10] In some embodiments, the first transmission unit further comprises a first guide pulley, wherein a portion of the first transmission cable located between the first rotating element and the first movable pulley encloses the first guide pulley such that the portion of the first transmission cable located between the first guide pulley and the first movable pulley is parallel to the portion of the first transmission cable located between the first movable pulley and the third rotating element.
[11] В некоторых вариантах реализации часть второго передаточного троса, расположенная между первым вращающимся элементом и вторым подвижным шкивом, параллельна части второго передаточного троса, расположенной между вторым подвижным шкивом и третьим вращающимся элементом, а также параллельна части первого передаточного троса, расположенной между первым подвижным шкивом и третьим вращающимся элементом.[11] In some embodiments, the portion of the second transmission cable located between the first rotating member and the second movable pulley is parallel to the portion of the second transmission cable located between the second movable pulley and the third rotating member, and is also parallel to the portion of the first transmission cable located between the first movable pulley and the third rotating member.
[12] В некоторых вариантах реализации второй передаточный узел содержит третий подвижный шкив, третий передаточный трос, четвертый подвижный шкив и четвертый передаточный трос. Третий подвижный шкив соединен с третьим тросом. Третий передаточный трос охватывает третий подвижный шкив, при этом один конец третьего передаточного троса соединен со вторым вращающимся элементом, а другой его конец соединен с третьим вращающимся элементом. Четвертый подвижный шкив выполнен с возможностью вращения вокруг четвертого вала и соединен с четвертым тросом. Четвертый передаточный трос охватывает четвертый подвижный шкив, при этом один конец четвертого передаточного троса соединен со вторым вращающимся элементом, а другой его конец соединен с третьим вращающимся элементом. Третий передаточный трос проходит вокруг второго вращающегося элемента в направлении, противоположном направлению, в котором четвертый передаточный трос проходит вокруг второго вращающегося элемента, а каждый трос из третьего передаточного троса и четвертого передаточного троса проходит вокруг третьего вращающегося элемента в направлении, противоположном направлению, в котором каждый из первого передаточного троса и второго передаточного троса проходит вокруг третьего вращающегося элемента. При вращении второго вращающегося элемента или третьего вращающегося элемента третий подвижный шкив приводится в движение третьим передаточным тросом, а четвертый подвижный шкив приводится в движение четвертым передаточным тросом.[12] In some embodiments, the second transmission unit comprises a third movable pulley, a third transmission cable, a fourth movable pulley and a fourth transmission cable. The third movable pulley is connected to the third cable. The third transmission cable embraces the third movable pulley, wherein one end of the third transmission cable is connected to the second rotating element, and its other end is connected to the third rotating element. The fourth movable pulley is configured to rotate around the fourth shaft and is connected to the fourth cable. The fourth transmission cable embraces the fourth movable pulley, wherein one end of the fourth transmission cable is connected to the second rotating element, and its other end is connected to the third rotating element. The third transmission cable passes around the second rotating element in a direction opposite to the direction in which the fourth transmission cable passes around the second rotating element, and each cable of the third transmission cable and the fourth transmission cable passes around the third rotating element in a direction opposite to the direction in which each of the first transmission cable and the second transmission cable passes around the third rotating element. When the second rotating element or the third rotating element rotates, the third movable pulley is driven by the third transmission cable, and the fourth movable pulley is driven by the fourth transmission cable.
[13] В некоторых вариантах реализации первый подвижный шкив соединен с возможностью поворота с первым седлом шкива посредством первого вала, при этом первое седло шкива соединено с первым тросом, а второй подвижный шкив соединен с возможностью поворота со вторым седлом шкива посредством второго вала, при этом второе седло шкива соединено со вторым тросом, причем первый вал параллелен второму валу и параллелен первой центральной оси; и/или третий подвижный шкив соединен с возможностью поворота с третьим седлом шкива посредством третьего вала, при этом третье седло шкива соединено с третьим тросом, а четвертый подвижный шкив соединен с возможностью поворота с четвертым седлом шкива посредством четвертого вала, при этом четвертое седло шкива соединено с четвертым тросом, причем третий вал параллелен четвертому валу и параллелен первой центральной оси.[13] In some embodiments, the first movable pulley is rotatably connected to a first pulley seat by a first shaft, wherein the first pulley seat is connected to a first cable, and the second movable pulley is rotatably connected to a second pulley seat by a second shaft, wherein the second pulley seat is connected to the second cable, wherein the first shaft is parallel to the second shaft and parallel to the first central axis; and/or the third movable pulley is rotatably connected to a third pulley seat by a third shaft, wherein the third pulley seat is connected to the third cable, and the fourth movable pulley is rotatably connected to a fourth pulley seat by a fourth shaft, wherein the fourth pulley seat is connected to the fourth cable, wherein the third shaft is parallel to the fourth shaft and parallel to the first central axis.
[14] В некоторых вариантах реализации второй передаточный узел дополнительно содержит второй направляющий шкив, причем часть четвертого передаточного троса, расположенная между вторым вращающимся элементом и четвертым подвижным шкивом, охватывает второй направляющий шкив таким образом, что часть четвертого передаточного троса, расположенная между вторым направляющим шкивом и четвертым подвижным шкивом, параллельна части четвертого передаточного троса, расположенной между четвертым подвижным шкивом и третьим вращающимся элементом.[14] In some embodiments, the second transmission unit further comprises a second guide pulley, wherein a portion of the fourth transmission cable located between the second rotating element and the fourth movable pulley encloses the second guide pulley such that the portion of the fourth transmission cable located between the second guide pulley and the fourth movable pulley is parallel to the portion of the fourth transmission cable located between the fourth movable pulley and the third rotating element.
[15] В некоторых вариантах реализации часть третьего передаточного троса, расположенная между вторым вращающимся элементом и третьим подвижным шкивом, параллельна части третьего передаточного троса, расположенной между третьим подвижным шкивом и третьим вращающимся элементом, а также параллельна части четвертого передаточного троса, расположенной между четвертым подвижным шкивом и третьим вращающимся элементом.[15] In some embodiments, a portion of the third transmission cable located between the second rotating member and the third movable pulley is parallel to a portion of the third transmission cable located between the third movable pulley and the third rotating member, and is also parallel to a portion of the fourth transmission cable located between the fourth movable pulley and the third rotating member.
[16] В вариантах реализации изобретения также представлено медицинское устройство, содержащее заднее передаточное устройство, описанное в любом варианте реализации изобретения.[16] In embodiments of the invention, a medical device is also provided that includes a rear transmission device as described in any embodiment of the invention.
[17] В вариантах реализации изобретения также представлен хирургический робот, содержащий медицинское устройство, описанное в любом варианте реализации изобретения.[17] The embodiments of the invention also provide a surgical robot comprising a medical device as described in any embodiment of the invention.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
[18] Описанные далее чертежи изобретения используются в настоящем документе в качестве части всего описания для обеспечения понимания изобретения. Варианты реализации настоящего изобретения описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи для разъяснения принципов настоящего изобретения.[18] The following drawings of the invention are used herein as part of the entire description to provide an understanding of the invention. Embodiments of the present invention are described with reference to the accompanying drawings to explain the principles of the present invention.
[19] На ФИГ. 1 изображен схематический конструктивный вид хирургического робота, согласно вариантам реализации настоящего изобретения.[19] FIG. 1 is a schematic structural view of a surgical robot according to embodiments of the present invention.
[20] На ФИГ. 2 изображен схематический частичный конструктивный вид хирургического робота, изображенного на ФИГ. 1, содержащего поворотный механизм, первый трос, второй трос, третий трос и четвертый трос.[20] FIG. 2 is a schematic partial structural view of the surgical robot shown in FIG. 1, comprising a rotation mechanism, a first cable, a second cable, a third cable, and a fourth cable.
[21] На ФИГ. 3 изображен другой схематический частичный конструктивный вид хирургического робота, изображенного на ФИГ. 1, содержащего заднее передаточное устройство, первый трос, второй трос, третий трос и четвертый трос.[21] FIG. 3 is another schematic partial structural view of the surgical robot shown in FIG. 1, comprising a rear transfer device, a first cable, a second cable, a third cable, and a fourth cable.
[22] На ФИГ. 4 изображен схематический частичный конструктивный вид заднего передаточного устройства, являющегося частью хирургического робота, изображенного на ФИГ. 1.[22] FIG. 4 is a schematic partial structural view of a rear transfer device that is part of the surgical robot shown in FIG. 1.
[23] Изображенные ссылочные обозначения расшифровываются следующим образом:[23] The reference symbols shown are deciphered as follows:
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИDETAILED DESCRIPTION OF IMPLEMENTATION OPTIONS
[24] Далее в описании представлена детализированная иллюстрация для обеспечения более полного понимания изобретения. Однако специалисту в данной области техники будет ясно, что варианты реализации настоящего изобретения могут быть осуществлены на практике без одной или более этих деталей. В других примерах некоторые технические признаки, которые являются общеизвестными в данной области техники, не описываются во избежание внесения путаницы в варианты реализации настоящего изобретения.[24] The following description provides a detailed illustration to provide a more complete understanding of the invention. However, it will be clear to one skilled in the art that embodiments of the present invention can be practiced without one or more of these details. In other instances, some technical features that are well known in the art are not described to avoid confusion in the embodiments of the present invention.
[25] Для обеспечения полного понимания вариантов реализации настоящего изобретения далее в описании будут изложены детализированные конструкции. Очевидно, что осуществление вариантов реализации настоящего изобретения не ограничивается конкретными деталями, известными специалисту в данной области техники. Следует отметить, что порядковые номера, такие как «первый» и «второй», которые упоминаются в описании, являются лишь идентификаторами и не имеют какого-либо другого значения, например, не определяют конкретный порядок. Кроме того, например, выражение «первый компонент/элемент» не предполагает наличия «второго компонента/элемента», а выражение «второй компонент/элемент» не предполагает наличия «первого компонента/элемента». Термины «вверх», «вниз», «вперед», «назад», «влево», «вправо» и подобные выражения, используемые в описании, предназначены лишь для разъяснения изобретения, а не для его ограничения.[25] In order to provide a complete understanding of the embodiments of the present invention, detailed constructions will be set forth in the following description. It is obvious that the implementation of the embodiments of the present invention is not limited to the specific details known to a person skilled in the art. It should be noted that ordinal numbers such as "first" and "second" that are mentioned in the description are merely identifiers and do not have any other meaning, for example, they do not define a specific order. In addition, for example, the expression "first component/element" does not imply the presence of a "second component/element", and the expression "second component/element" does not imply the presence of a "first component/element". The terms "up", "down", "forward", "back", "left", "right" and similar expressions used in the description are intended only to explain the invention and not to limit it.
[26] Как показано на ФИГ. 1, в вариантах реализации настоящего изобретения представлено заднее передаточное устройство 150, медицинское устройство 120 и хирургический робот 100. Хирургический робот 100 содержит подвижную роботизированную руку 110 и медицинское устройство 120, прикрепленное к роботизированной руке 110. Медицинское устройство 120 содержит заднее передаточное устройство 150. Как известно в области техники, медицинское устройство 120 может выполнять ряд функций и содержит, но без ограничения, пару хирургических щипцов или захватов, имеющих различные формы и размеры, иглодержатель, пару ножниц или приспособления для прижигания.[26] As shown in FIG. 1, embodiments of the present invention include a rear transfer device 150, a medical device 120, and a surgical robot 100. The surgical robot 100 includes a movable robotic arm 110 and a medical device 120 attached to the robotic arm 110. The medical device 120 includes a rear transfer device 150. As is known in the art, the medical device 120 can perform a variety of functions and includes, but is not limited to, a pair of surgical forceps or grippers of various shapes and sizes, a needle holder, a pair of scissors, or a cauterizing device.
[27] Как показано на ФИГ. 1, хирургический робот 100 в основном содержит основание 180, по меньшей мере одну роботизированную руку 110, расположенную с возможностью вращения на верхнем конце основания 180, и по меньшей мере одно медицинское устройство 120. Каждое медицинское устройство 120 установлено в порту соответствующей роботизированной руки 110. В качестве примера лишь одна роботизированная рука 110 изображена на ФИГ. 1, и эта роботизированная рука 110 содержит множество последовательно соединенных звеньев 111, при этом каждое звено из множества звеньев 111 выполнено с возможностью вращения. Если хирургический робот 100 содержит множество роботизированных рук 110, то каждая роботизированная рука 110 оснащена соответствующим медицинским устройством 120, установленным в порту роботизированной руки 110. Каждое медицинское устройство 120 съемным образом соединено с соответствующей роботизированной рукой 110 для обеспечения возможности замены или ремонта медицинского устройства 120. Таким образом, медицинское устройство 120, прикрепленное к соответствующей роботизированной руке 110, может использоваться для выполнения конкретной медицинской процедуры или может быть заменено во время выполнения медицинской процедуры для реализации желаемой клинической функции.[27] As shown in FIG. 1, the surgical robot 100 generally comprises a base 180, at least one robotic arm 110 rotatably disposed on an upper end of the base 180, and at least one medical device 120. Each medical device 120 is installed in a port of a corresponding robotic arm 110. As an example, only one robotic arm 110 is shown in FIG. 1, and this robotic arm 110 comprises a plurality of sequentially connected links 111, wherein each link of the plurality of links 111 is configured to rotate. If the surgical robot 100 comprises a plurality of robotic arms 110, then each robotic arm 110 is equipped with a corresponding medical device 120 installed in a port of the robotic arm 110. Each medical device 120 is removably connected to the corresponding robotic arm 110 to provide the ability to replace or repair the medical device 120. Thus, the medical device 120 attached to the corresponding robotic arm 110 can be used to perform a specific medical procedure or can be replaced during the performance of a medical procedure to implement the desired clinical function.
[28] Роботизированная рука 110 содержит по меньшей мере один установочный порт. По меньшей мере один установочный порт в целом содержит выход приводного мотора, выполненного с возможностью подачи механической энергии для работы медицинского устройства 120. По меньшей мере один установочный порт может дополнительно содержать электрический интерфейс, с которым соединяется медицинское устройство 120, для определения типа устройства, соединенного с установочным портом, и для получения параметров устройства.[28] The robotic arm 110 comprises at least one installation port. At least one installation port generally comprises an output of a drive motor configured to supply mechanical energy for operating the medical device 120. At least one installation port may further comprise an electrical interface to which the medical device 120 is connected, for determining the type of device connected to the installation port and for obtaining device parameters.
[29] Медицинское устройство 120 в целом содержит заднее передаточное устройство 150, главный вал 140, проходящий от заднего передаточного устройства 150, и поворотный механизм 130 на дальнем конце главного вала 140. Приводные тросы (в том числе, в частности, первый трос 141, второй трос 142, третий трос 143 и четвертый трос 144) и электрический проводник, которые соединены с поворотным механизмом 130, могут проходить через главный вал 140 и соединены с задним передаточным устройством 150. Заднее передаточное устройство 150 выполнено с возможностью обеспечения механического соединения между описанными выше приводными тросами и валом приводного мотора для управления поворотным механизмом 130 путем управления движением и натяжением приводных тросов. Главный вал 140 является полым и может быть жестким или гибким.[29] The medical device 120 generally comprises a rear transmission device 150, a main shaft 140 extending from the rear transmission device 150, and a rotary mechanism 130 at the distal end of the main shaft 140. The drive cables (including, in particular, the first cable 141, the second cable 142, the third cable 143 and the fourth cable 144) and an electrical conductor, which are connected to the rotary mechanism 130, can pass through the main shaft 140 and are connected to the rear transmission device 150. The rear transmission device 150 is configured to provide a mechanical connection between the above-described drive cables and the shaft of the drive motor for controlling the rotary mechanism 130 by controlling the movement and tension of the drive cables. The main shaft 140 is hollow and can be rigid or flexible.
[30] Как показано на ФИГ. 2, поворотный механизм 130 содержит проксимальную скобу 131, дистальную скобу 132 и эффектор 133. Дистальная скоба 132 соединена с возможностью поворота с проксимальной скобой 131 посредством первого болта 136 таким образом, что тангаж поворотного механизма 130 осуществляется через вращение дистальной скобы 132 относительно проксимальной скобы 131. Эффектор 133 содержит верхний зубец 134 и нижний зубец 135. Каждый зубец из верхнего зубца 134 и нижнего зубца 135 соединен с возможностью поворота с дистальной скобой 132 через второй болт 137 таким образом, что взятие и рыскание поворотного механизма 130 осуществляются через вращение зубцов 134, 135 относительно дистальной скобы 132. В некоторых вариантах реализации второй болт 137 перпендикулярен первому болту 136.[30] As shown in FIG. 2, the rotary mechanism 130 comprises a proximal bracket 131, a distal bracket 132 and an effector 133. The distal bracket 132 is rotatably connected to the proximal bracket 131 by means of a first bolt 136 such that the pitch of the rotary mechanism 130 is achieved by rotating the distal bracket 132 relative to the proximal bracket 131. The effector 133 comprises an upper tooth 134 and a lower tooth 135. Each tooth of the upper tooth 134 and the lower tooth 135 is rotatably connected to the distal bracket 132 by means of a second bolt 137 such that the take-up and yaw of the rotary mechanism 130 are achieved by rotating the teeth 134, 135 relative to the distal bracket 132. In some embodiments, the second bolt 137 is perpendicular to the first bolt 136.
[31] Первый трос 141 и второй трос 142 намотаны на нижний зубец 135 эффектора 133 и соединены с ним. То есть первый трос 141 и второй трос 142 могут быть выполнены как единое целое из одного непрерывного троса, обмотанного вокруг нижнего зубца 135. Третий трос 143 и четвертый трос 144 намотаны на верхний зубец 134 эффектора 133 и соединены с ним. То есть третий трос 143 и четвертый трос 144 могут быть выполнены как единое целое из одного непрерывного троса, обмотанного вокруг верхнего зубца 134. Первый трос 141, второй трос 142, третий трос 143 и четвертый трос 144 проходят по твердым поверхностям направляющих каналов (не показаны), образуемых эффектором 133, дистальной скобой 132 и проксимальной скобой 131, а затем доходят до заднего передаточного устройства 150 вдоль главного вала 140. Направляющий канал может представлять собой канавку, имеющую U-образное или полукруглое поперечное сечение.[31] The first cable 141 and the second cable 142 are wound on the lower tooth 135 of the effector 133 and connected to it. That is, the first cable 141 and the second cable 142 can be made as a single whole from one continuous cable wound around the lower tooth 135. The third cable 143 and the fourth cable 144 are wound on the upper tooth 134 of the effector 133 and connected to it. That is, the third cable 143 and the fourth cable 144 can be made as a single whole from one continuous cable wound around the upper tooth 134. The first cable 141, the second cable 142, the third cable 143 and the fourth cable 144 pass along the hard surfaces of the guide channels (not shown) formed by the effector 133, the distal bracket 132 and the proximal bracket 131, and then reach the rear transmission device 150 along the main shaft 140. The guide channel can be a groove having a U-shaped or semicircular cross-section.
[32] Далее, как показано на ФИГ. 2, путем втягивания третьего троса 143 и четвертого троса 144 на одинаковую длину, при этом выпуская первый трос 141 и второй трос 142 на одинаковую длину, дистальная скоба 132 вращается по часовой стрелке вокруг первого болта 136 относительно проксимальной скобы 131 для достижения тангажа поворотного механизма 130 в одном направлении (как показано на ФИГ. 2). Подобным образом, путем втягивания первого троса 141 и второго троса 142 на одинаковую длину, при этом выпуская первый трос 143 и четвертый трос 144 на одинаковую длину, дистальная скоба 132 вращается против часовой стрелки вокруг первого болта 136 относительно проксимальной скобы 131 для достижения тангажа поворотного механизма 130 в противоположном направлении.[32] Next, as shown in FIG. 2, by retracting the third cable 143 and the fourth cable 144 by the same length, while releasing the first cable 141 and the second cable 142 by the same length, the distal bracket 132 rotates clockwise around the first bolt 136 relative to the proximal bracket 131 to achieve a pitch of the rotary mechanism 130 in one direction (as shown in FIG. 2). Similarly, by retracting the first cable 141 and the second cable 142 by the same length, while releasing the first cable 143 and the fourth cable 144 by the same length, the distal bracket 132 rotates counterclockwise around the first bolt 136 relative to the proximal bracket 131 to achieve a pitch of the rotary mechanism 130 in the opposite direction.
[33] Верхний зубец 134 вращается по часовой стрелке вокруг второго болта 137 относительно дистальной скобы 132 путем втягивания четвертого троса 144 и одновременного выпуска третьего троса 143 на одинаковую длину (см. рыскание 1 на ФИГ. 2). Подобным образом, верхний зубец 134 вращается против часовой стрелки вокруг второго болта 137 относительно дистальной скобы 132 путем втягивания третьего троса 143 и одновременного выпуска четвертого троса 144 на одинаковую длину. Нижний зубец 135 вращается по часовой стрелке вокруг второго болта 137 относительно дистальной скобы 132 путем втягивания второго троса 142 и одновременного выпуска первого троса 141 на одинаковую длину (см. рыскание 2 на ФИГ. 2). Подобным образом, нижний зубец 135 вращается против часовой стрелки вокруг второго болта 137 относительно дистальной скобы 132 путем втягивания первого троса 141 и одновременного выпуска второго троса 142 на одинаковую длину. Эффектор 133 может выполнять рыскание и взятие благодаря совместному движению верхнего зубца 134 и нижнего зубца 135, которое подробно описано ниже.[33] The upper tooth 134 rotates clockwise about the second bolt 137 relative to the distal bracket 132 by retracting the fourth cable 144 and simultaneously releasing the third cable 143 by the same length (see yaw 1 in FIG. 2). Similarly, the upper tooth 134 rotates counterclockwise about the second bolt 137 relative to the distal bracket 132 by retracting the third cable 143 and simultaneously releasing the fourth cable 144 by the same length. The lower tooth 135 rotates clockwise about the second bolt 137 relative to the distal bracket 132 by retracting the second cable 142 and simultaneously releasing the first cable 141 by the same length (see yaw 2 in FIG. 2). Similarly, the lower tooth 135 rotates counterclockwise around the second bolt 137 relative to the distal bracket 132 by retracting the first cable 141 and simultaneously releasing the second cable 142 by the same length. The effector 133 can perform yaw and take due to the combined movement of the upper tooth 134 and the lower tooth 135, which is described in detail below.
[34] Как показано на ФИГ. 3 и 4, заднее передаточное устройство 150 в основном содержит первый вращающийся элемент 151, второй вращающийся элемент 152, третий вращающийся элемент 153, первый передаточный узел, второй передаточный узел, первый вращающийся вал 173, второй вращающийся вал 174, третий вращающийся вал 175 и шасси 172. Каждый вал из первого вращающегося вала 173, второго вращающегося вала 174 и третьего вращающегося вала 175 прикреплен с возможностью вращения к шасси 172, а также соединен с соответствующим приводным мотором. Каждый узел из первого передаточного узла и второго передаточного узла соединен с шасси 172. Шасси 172 имеет множество интерфейсов, при этом каждый интерфейс из множества интерфейсов соответствует одному приводному мотору таким образом, что каждый вал из первого вращающегося вала 173, второго вращающегося вала 174 и третьего вращающегося вала 175 может быть устойчиво соединен с соответствующим приводным мотором при надлежащей установке медицинского устройства 120, чтобы осуществлять передачу вращательного движения.[34] As shown in FIGS. 3 and 4, the rear transmission device 150 mainly comprises a first rotating member 151, a second rotating member 152, a third rotating member 153, a first transmission unit, a second transmission unit, a first rotating shaft 173, a second rotating shaft 174, a third rotating shaft 175 and a chassis 172. Each shaft of the first rotating shaft 173, the second rotating shaft 174 and the third rotating shaft 175 is rotatably attached to the chassis 172 and is also connected to a corresponding drive motor. Each unit of the first transmission unit and the second transmission unit is connected to the chassis 172. The chassis 172 has a plurality of interfaces, wherein each interface of the plurality of interfaces corresponds to one drive motor in such a way that each shaft of the first rotating shaft 173, the second rotating shaft 174 and the third rotating shaft 175 can be stably connected to the corresponding drive motor when the medical device 120 is properly installed, in order to transmit the rotational motion.
[35] Хирургический робот 100 может содержать по меньшей мере три приводных мотора. Три приводных мотора соединены с первым вращающимся валом 173, вторым вращающимся валом 174 и третьим вращающимся валом 175 соответственно. Первый вращающийся вал 173, второй вращающийся вал 174 и третий вращающийся вал 175 расположены параллельно друг другу. Первый вращающийся вал 173, второй вращающийся вал 174 и третий вращающийся вал 175 расположены, соответственно, в трех вершинах, по существу, треугольника. Следует понимать, что нет какого-либо ограничения в отношении расположения первого вращающегося вала 173, второго вращающегося вала 174 и третьего вращающегося вала 175. Первый вращающийся вал 173, второй вращающийся вал 174 и третий вращающийся вал 175 также могут быть расположены на прямой линии при необходимости. Первый вращающийся вал 173 неподвижно соединен с первым вращающимся элементом 151 для приведения во вращение первого вращающегося элемента 151. Второй вращающийся вал 174 неподвижно соединен со вторым вращающимся элементом 152 для приведения во вращение второго вращающегося элемента 152. Третий вращающийся вал 175 неподвижно соединен с третьим вращающимся элементом 153 для приведения во вращение третьего вращающегося элемента 153. В вариантах реализации изобретения каждый элемент из первого вращающегося элемента 151, второго вращающегося элемента 152 и третьего вращающегося элемента 153 представляет собой катушку.[35] The surgical robot 100 may comprise at least three drive motors. The three drive motors are connected to the first rotating shaft 173, the second rotating shaft 174 and the third rotating shaft 175, respectively. The first rotating shaft 173, the second rotating shaft 174 and the third rotating shaft 175 are arranged parallel to each other. The first rotating shaft 173, the second rotating shaft 174 and the third rotating shaft 175 are arranged, respectively, at three vertices of what is essentially a triangle. It should be understood that there is no limitation regarding the arrangement of the first rotating shaft 173, the second rotating shaft 174 and the third rotating shaft 175. The first rotating shaft 173, the second rotating shaft 174 and the third rotating shaft 175 may also be arranged in a straight line if necessary. The first rotating shaft 173 is fixedly connected to the first rotating element 151 for driving the first rotating element 151 into rotation. The second rotating shaft 174 is fixedly connected to the second rotating element 152 for driving the second rotating element 152 into rotation. The third rotating shaft 175 is fixedly connected to the third rotating element 153 for driving the third rotating element 153 into rotation. In embodiments of the invention, each element of the first rotating element 151, the second rotating element 152 and the third rotating element 153 is a coil.
[36] Первый передаточный узел соединен с первым тросом 141 и вторым тросом 142, а также соединен с первым вращающимся элементом 151 и третьим вращающимся элементом 153. Первый передаточный узел в основном содержит первый подвижный шкив 156, второй подвижный шкив 157, первый передаточный трос 158 и второй передаточный трос 159. Первый подвижный шкив 156 соединен с возможностью поворота с первым седлом 181 шкива посредством первого вала 161, при этом первый подвижный шкив 156 выполнен с возможностью поворота вокруг первого вала 161, а первый трос 141 соединен с первым седлом 181 шкива. Второй подвижный шкив 157 соединен с возможностью поворота со вторым седлом 182 шкива посредством второго вала 162, при этом второй подвижный шкив 157 выполнен с возможностью поворота вокруг второго вала 162, а второй трос 142 соединен со вторым седлом 182 шкива.[36] The first transmission unit is connected to the first cable 141 and the second cable 142, and is also connected to the first rotating element 151 and the third rotating element 153. The first transmission unit mainly comprises a first movable pulley 156, a second movable pulley 157, a first transmission cable 158 and a second transmission cable 159. The first movable pulley 156 is rotatably connected to the first pulley seat 181 by means of the first shaft 161, wherein the first movable pulley 156 is configured to rotate around the first shaft 161, and the first cable 141 is connected to the first pulley seat 181. The second movable pulley 157 is rotatably connected to the second pulley seat 182 by means of the second shaft 162, wherein the second movable pulley 157 is configured to rotate around the second shaft 162, and the second cable 142 is connected to the second pulley seat 182.
[37] Первый передаточный трос 158 охватывает первый подвижный шкив 156. Один конец первого передаточного троса 158 соединен с первым вращающимся элементом 151, а другой его конец соединен с третьим вращающимся элементом 153. Второй передаточный трос 159 охватывает второй подвижный шкив 157. Один конец второго передаточного троса 159 соединен с первым вращающимся элементом 151, а другой его конец соединен с третьим вращающимся элементом 153. В частности, первый передаточный трос 158 и второй передаточный трос 159 проходят вокруг первого вращающегося элемента 151 в противоположных направлениях, а также проходят вокруг третьего вращающегося элемента 153 в одном и том же направлении. При вращении первого вращающегося элемента 151 или третьего вращающегося элемента 153 первый подвижный шкив 156 приводится в движение первым передаточным тросом 158, а второй подвижный шкив 157 приводится в движение вторым передаточным тросом 159.[37] The first transmission cable 158 embraces the first movable pulley 156. One end of the first transmission cable 158 is connected to the first rotating element 151, and the other end thereof is connected to the third rotating element 153. The second transmission cable 159 embraces the second movable pulley 157. One end of the second transmission cable 159 is connected to the first rotating element 151, and the other end thereof is connected to the third rotating element 153. In particular, the first transmission cable 158 and the second transmission cable 159 pass around the first rotating element 151 in opposite directions, and also pass around the third rotating element 153 in the same direction. When the first rotating element 151 or the third rotating element 153 rotates, the first movable pulley 156 is driven by the first transmission cable 158, and the second movable pulley 157 is driven by the second transmission cable 159.
[38] Первый передаточный узел также содержит первый направляющий шкив 163. Часть первого передаточного троса 158, расположенная между первым вращающимся элементом 151 и первым подвижным шкивом 156, охватывает первый направляющий шкив 163. Таким образом, часть первого передаточного троса 158, расположенная между первым направляющим шкивом 163 и первым подвижным шкивом 156, параллельна другой части первого передаточного троса 158, расположенной между первым подвижным шкивом 156 и третьим вращающимся элементом 153, при этом абсолютное значение линейной скорости части первого передаточного троса 158, расположенной между первым направляющим шкивом 163 и первым подвижным шкивом 156, равняется абсолютному значению линейной скорости другой части первого передаточного троса 158, расположенной между первым подвижным шкивом 156 и третьим вращающимся элементом 153. Иными словами, линейная скорость части первого передаточного троса 158 с одной стороны из двух противоположных сторон первого подвижного шкива 156 и линейная скорость другой части первого передаточного троса 158 с другой стороны из двух противоположных сторон первого подвижного шкива 156 имеют одинаковое абсолютное значение. Часть второго передаточного троса 159, расположенная между первым вращающимся элементом 151 и вторым подвижным шкивом 157 параллельна другой части второго передаточного троса 159, расположенной между вторым подвижным шкивом 157 и третьим вращающимся элементом 153, а также параллельна другой части первого передаточного троса 158, расположенной между первым подвижным шкивом 156 и третьим вращающимся элементом 153. Иными словами, линейная скорость части второго передаточного троса 159, расположенной с одной стороны из двух противоположных сторон второго подвижного шкива 157, и линейная скорость другой части второго передаточного троса 159, расположенной с другой стороны из двух противоположных сторон второго подвижного шкива 157, имеют одинаковое абсолютное значение. Первый направляющий шкив 163 может быть неподвижным шкивом. Следует понимать, что для направления первого передаточного троса 158 и второго передаточного троса 159 при необходимости могут использоваться дополнительные направляющие шкивы.[38] The first transmission unit also comprises a first guide pulley 163. A portion of the first transmission cable 158 located between the first rotating element 151 and the first movable pulley 156 encloses the first guide pulley 163. Thus, the portion of the first transmission cable 158 located between the first guide pulley 163 and the first movable pulley 156 is parallel to another portion of the first transmission cable 158 located between the first movable pulley 156 and the third rotating element 153, wherein the absolute value of the linear velocity of the portion of the first transmission cable 158 located between the first guide pulley 163 and the first movable pulley 156 is equal to the absolute value of the linear velocity of the other portion of the first transmission cable 158 located between the first movable pulley 156 and the third rotating element 153. In other words, the linear speed of a part of the first transmission cable 158 on one side of the two opposite sides of the first movable pulley 156 and the linear speed of the other part of the first transmission cable 158 on the other side of the two opposite sides of the first movable pulley 156 have the same absolute value. The part of the second transmission cable 159, located between the first rotating element 151 and the second movable pulley 157, is parallel to the other part of the second transmission cable 159, located between the second movable pulley 157 and the third rotating element 153, and is also parallel to the other part of the first transmission cable 158, located between the first movable pulley 156 and the third rotating element 153. In other words, the linear speed of the part of the second transmission cable 159, located on one side of the two opposite sides of the second movable pulley 157, and the linear speed of the other part of the second transmission cable 159, located on the other side of the two opposite sides of the second movable pulley 157, have the same absolute value. The first guide pulley 163 can be a fixed pulley. It should be understood that additional guide pulleys can be used, if necessary, to guide the first transmission cable 158 and the second transmission cable 159.
[39] Первый вращающийся элемент 151 выполнен с возможностью вращения вокруг первой центральной оси A1 первого вращающегося элемента 151 для втягивания одного троса из первого троса 141 и второго троса 142, при этом выпуская другой трос из первого троса 141 и второго троса 142 посредством первого передаточного узла таким образом, чтобы обеспечивать вращение нижнего зубца 135 по часовой стрелке или против часовой стрелки вокруг второго болта 137 относительно дистальной скобы 132. В варианте реализации первый вал 161 параллелен второму валу 162, а также параллелен первой центральной оси A1.[39] The first rotating member 151 is configured to rotate about the first central axis A1 of the first rotating member 151 to retract one cable from the first cable 141 and the second cable 142, while releasing the other cable from the first cable 141 and the second cable 142 through the first transmission unit so as to ensure rotation of the lower tooth 135 clockwise or counterclockwise around the second bolt 137 relative to the distal bracket 132. In an embodiment, the first shaft 161 is parallel to the second shaft 162, and is also parallel to the first central axis A1.
[40] В частности, в стационарном положении третьего вращающегося элемента 153, когда приводной мотор управляет первым вращающимся валом 173 для того, чтобы он приводил во вращение первый вращающийся элемент 151 против часовой стрелки, второй передаточный трос 159 втягивается (т.е. проходит вокруг/наматывается на первый вращающийся элемент 151), а первый передаточный трос 158 одновременно выпускается на одинаковую длину. Таким образом, второй трос 142 втягивается посредством второго подвижного шкива 157, а первый трос 141 одновременно выпускается посредством первого подвижного шкива 156 на одинаковую длину, тем самым осуществляя вращение нижнего зубца 135 по часовой стрелке вокруг второго болта 137 относительно дистальной скобы 132 (см. рыскание 2 на ФИГ. 2). В стационарном положении третьего вращающегося элемента 153, когда приводной мотор управляет первым вращающимся валом 173 для того, чтобы он приводил во вращение первый вращающийся элемент 151 по часовой стрелке, первый передаточный трос 158 втягивается (т.е. проходит вокруг/наматывается на первый вращающийся элемент 151), а второй передаточный трос 159 одновременно выпускается на одинаковую длину. Таким образом, первый трос 141 втягивается посредством первого подвижного шкива 156, а второй трос 142 одновременно выпускается посредством второго подвижного шкива 157 на одинаковую длину, тем самым осуществляя вращение нижнего зубца 135 против часовой стрелки вокруг второго болта 137 относительно дистальной скобы 132.[40] In particular, in the stationary position of the third rotating member 153, when the drive motor controls the first rotating shaft 173 so that it drives the first rotating member 151 counterclockwise, the second transmission cable 159 is retracted (i.e. passes around/winds onto the first rotating member 151), and the first transmission cable 158 is simultaneously released to the same length. Thus, the second cable 142 is retracted by means of the second movable pulley 157, and the first cable 141 is simultaneously released by means of the first movable pulley 156 to the same length, thereby rotating the lower tooth 135 clockwise around the second bolt 137 relative to the distal bracket 132 (see yaw 2 in FIG. 2). In the stationary position of the third rotating element 153, when the drive motor controls the first rotating shaft 173 so that it drives the first rotating element 151 in a clockwise direction, the first transmission cable 158 is drawn in (i.e. passes around/is wound on the first rotating element 151), and the second transmission cable 159 is simultaneously released to the same length. Thus, the first cable 141 is drawn in by means of the first movable pulley 156, and the second cable 142 is simultaneously released by means of the second movable pulley 157 to the same length, thereby performing the rotation of the lower tooth 135 counterclockwise around the second bolt 137 relative to the distal bracket 132.
[41] Как показано далее на ФИГ. 3 и 4, второй передаточный узел соединен с третьим тросом 143 и четвертым тросом 144, а также соединен со вторым вращающимся элементом 152 и третьим вращающимся элементом 153. Второй передаточный узел содержит третий подвижный шкив 164, четвертый подвижный шкив 165, третий передаточный трос 166 и четвертый передаточный трос 167. Третий подвижный шкив 164 соединен с возможностью поворота с третьим седлом 183 шкива посредством третьего вала 168, при этом третий подвижный шкив 164 выполнен с возможностью поворота вокруг третьего вала 168, а третий трос 143 соединен с третьим седлом 183 шкива. Четвертый подвижный шкив 165 соединен с возможностью поворота с четвертым седлом 184 шкива посредством четвертого вала 169, при этом четвертый подвижный шкив 165 выполнен с возможностью поворота вокруг четвертого вала 169, а четвертый трос 144 соединен с четвертым седлом 184 шкива.[41] As shown further in FIGS. 3 and 4, the second transmission unit is connected to the third cable 143 and the fourth cable 144, and is also connected to the second rotating member 152 and the third rotating member 153. The second transmission unit comprises a third movable pulley 164, a fourth movable pulley 165, a third transmission cable 166 and a fourth transmission cable 167. The third movable pulley 164 is rotatably connected to a third pulley seat 183 by means of a third shaft 168, wherein the third movable pulley 164 is configured to rotate around the third shaft 168, and the third cable 143 is connected to the third pulley seat 183. The fourth movable pulley 165 is rotatably connected to the fourth pulley seat 184 by means of the fourth shaft 169, wherein the fourth movable pulley 165 is configured to rotate around the fourth shaft 169, and the fourth cable 144 is connected to the fourth pulley seat 184.
[42] Третий передаточный трос 166 охватывает третий подвижный шкив 164. Один конец третьего передаточного троса 166 соединен со вторым вращающимся элементом 152, а другой его конец соединен с третьим вращающимся элементом 153. Четвертый передаточный трос 167 охватывает четвертый подвижный шкив 165. Один конец четвертого передаточного троса 167 соединен со вторым вращающимся элементом 152, а другой его конец соединен с третьим вращающимся элементом 153. В частности, третий передаточный трос 166 и четвертый передаточный трос 167 проходят вокруг второго вращающегося элемента 152 в противоположных направлениях, а направление, в котором третий передаточный трос 166 и четвертый передаточный трос 167 проходят вокруг третьего вращающегося элемента 153, противоположно направлению, в котором первый передаточный трос 158 и второй передаточный трос 159 проходят вокруг третьего вращающегося элемента 153. Иными словами, третий передаточный трос 166 и четвертый передаточный трос 167 проходят вокруг третьего вращающегося элемента 153 в одинаковом направлении. При вращении второго вращающегося элемента 152 или третьего вращающегося элемента 153 третий подвижный шкив 164 приводится в движение третьим передаточным тросом 166, а четвертый подвижный шкив 165 приводится в движение четвертым передаточным тросом 167.[42] The third transmission cable 166 embraces the third movable pulley 164. One end of the third transmission cable 166 is connected to the second rotating member 152, and the other end thereof is connected to the third rotating member 153. The fourth transmission cable 167 embraces the fourth movable pulley 165. One end of the fourth transmission cable 167 is connected to the second rotating member 152, and the other end thereof is connected to the third rotating member 153. In particular, the third transmission cable 166 and the fourth transmission cable 167 pass around the second rotating member 152 in opposite directions, and the direction in which the third transmission cable 166 and the fourth transmission cable 167 pass around the third rotating member 153 is opposite to the direction in which the first transmission cable 158 and the second transmission cable 159 pass around the third rotating member 153. In other words, the third transmission cable 166 and the fourth transmission cable 167 pass around the third rotating element 153 in the same direction. When the second rotating element 152 or the third rotating element 153 rotates, the third movable pulley 164 is driven by the third transmission cable 166, and the fourth movable pulley 165 is driven by the fourth transmission cable 167.
[43] Второй передаточный узел также содержит второй направляющий шкив 171. Часть четвертого передаточного троса 167, расположенная между вторым вращающимся элементом 152 и четвертым подвижным шкивом 165, охватывает второй направляющий шкив 171. Таким образом, часть четвертого передаточного троса 167, расположенная между вторым направляющим шкивом 171 и четвертым подвижным шкивом 165, параллельна другой части четвертого передаточного троса 167, расположенной между четвертым подвижным шкивом 165 и третьим вращающимся элементом 153. Часть третьего передаточного троса 166, расположенная между вторым вращающимся элементом 152 и третьим подвижным шкивом 164 параллельна другой части третьего передаточного троса 166, расположенной между третьим подвижным шкивом 164 и третьим вращающимся элементом 153, а также параллельна другой части четвертого передаточного троса 167, расположенной между четвертым подвижным шкивом 165 и третьим вращающимся элементом 153. Второй направляющий шкив 171 может быть неподвижным шкивом. Следует понимать, что для направления третьего передаточного троса 166 и четвертого передаточного троса 167 при необходимости могут использоваться дополнительные направляющие шкивы.[43] The second transmission unit also comprises a second guide pulley 171. A portion of the fourth transmission cable 167 located between the second rotating element 152 and the fourth movable pulley 165 embraces the second guide pulley 171. Thus, the portion of the fourth transmission cable 167 located between the second guide pulley 171 and the fourth movable pulley 165 is parallel to another portion of the fourth transmission cable 167 located between the fourth movable pulley 165 and the third rotating element 153. A portion of the third transmission cable 166 located between the second rotating element 152 and the third movable pulley 164 is parallel to another portion of the third transmission cable 166 located between the third movable pulley 164 and the third rotating element 153, and also parallel to another part of the fourth transmission cable 167, located between the fourth movable pulley 165 and the third rotating element 153. The second guide pulley 171 can be a fixed pulley. It should be understood that additional guide pulleys can be used if necessary to guide the third transmission cable 166 and the fourth transmission cable 167.
[44] Второй вращающийся элемент 152 выполнен с возможностью вращения вокруг второй центральной оси A2 второго вращающегося элемента 152 для втягивания одного троса из третьего троса 143 и четвертого троса 144, при этом выпуская другой трос из третьего троса 143 и четвертого троса 144 посредством второго передаточного узла таким образом, чтобы обеспечивать вращение верхнего зубца 134 по часовой стрелке или против часовой стрелки вокруг второго болта 137 относительно дистальной скобы 132. В варианте реализации третий вал 168 параллелен четвертому валу 169, а также параллелен второй центральной оси A2.[44] The second rotating member 152 is configured to rotate about the second central axis A2 of the second rotating member 152 to retract one cable from the third cable 143 and the fourth cable 144, while releasing the other cable from the third cable 143 and the fourth cable 144 through the second transmission unit so as to ensure rotation of the upper tooth 134 clockwise or counterclockwise around the second bolt 137 relative to the distal bracket 132. In an embodiment, the third shaft 168 is parallel to the fourth shaft 169, and is also parallel to the second central axis A2.
[45] В частности, в стационарном положении третьего вращающегося элемента 153, когда приводной мотор управляет вторым вращающимся валом 174 для того, чтобы он приводил во вращение второй вращающийся элемент 152 против часовой стрелки, четвертый передаточный трос 167 втягивается (т.е. проходит вокруг/наматывается на второй вращающийся элемент 152), а третий передаточный трос 166 одновременно выпускается на одинаковую длину. Таким образом, четвертый трос 144 втягивается посредством четвертого подвижного шкива 165, а третий трос 143 одновременно выпускается посредством третьего подвижного шкива 164 на одинаковую длину, чтобы верхний зубец 134 вращался по часовой стрелке вокруг второго болта 137 относительно дистальной скобы 132 (см. рыскание 1 на ФИГ. 2). В стационарном положении третьего вращающегося элемента 153, когда приводной мотор управляет вторым вращающимся валом 174 для того, чтобы он приводил во вращение второй вращающийся элемент 152 по часовой стрелке, третий передаточный трос 166 втягивается (т.е. проходит вокруг/наматывается на второй вращающийся элемент 152), а четвертый передаточный трос 167 одновременно выпускается на одинаковую длину. Таким образом, третий трос 143 втягивается посредством третьего подвижного шкива 164, а четвертый трос 144 одновременно выпускается посредством четвертого подвижного шкива 165 на одинаковую длину, чтобы верхний зубец 134 вращался против часовой стрелки вокруг второго болта 137 относительно дистальной скобы 132.[45] In particular, in the stationary position of the third rotating member 153, when the drive motor controls the second rotating shaft 174 so that it drives the second rotating member 152 to rotate counterclockwise, the fourth transmission cable 167 is retracted (i.e. passes around/winds onto the second rotating member 152), and the third transmission cable 166 is simultaneously released by the same length. Thus, the fourth cable 144 is retracted by the fourth movable pulley 165, and the third cable 143 is simultaneously released by the third movable pulley 164 by the same length, so that the upper tooth 134 rotates clockwise around the second bolt 137 relative to the distal bracket 132 (see yaw 1 in FIG. 2). In the stationary position of the third rotating member 153, when the drive motor controls the second rotating shaft 174 so that it drives the second rotating member 152 into rotation clockwise, the third transmission cable 166 is drawn in (i.e. passes around/is wound on the second rotating member 152), and the fourth transmission cable 167 is simultaneously released to the same length. Thus, the third cable 143 is drawn in by means of the third movable pulley 164, and the fourth cable 144 is simultaneously released by means of the fourth movable pulley 165 to the same length, so that the upper tooth 134 rotates counterclockwise around the second bolt 137 relative to the distal bracket 132.
[46] Заднее передаточное устройство 150 дополнительно содержит комплект 176 третьего направляющего шкива (см. ФИГ. 4). Комплект 176 третьего направляющего шкива содержит два пятых вала 177, параллельных друг другу, при этом каждый вал из пятых валов 177 оснащен двумя третьими направляющими шкивами 178, расположенными на нем с возможностью поворота. Каждый третий направляющий шкив 178 может быть неподвижным шкивом.[46] The rear transmission device 150 further comprises a set 176 of a third guide pulley (see FIG. 4). The set 176 of the third guide pulley comprises two fifth shafts 177 parallel to each other, wherein each shaft of the fifth shafts 177 is equipped with two third guide pulleys 178 located thereon with the possibility of rotation. Each third guide pulley 178 may be a fixed pulley.
[47] Четыре третьих направляющих шкива 178 направляют первый трос 141, второй трос 142, третий трос 143 и четвертый трос 144, соответственно. Таким образом, часть первого троса 141, расположенная между комплектом 176 третьего направляющего шкива и первым подвижным шкивом 156, параллельна другой части первого передаточного троса 158, расположенной между первым подвижным шкивом 156 и третьим вращающимся элементом 153. Кроме того, часть второго троса 142, расположенная между комплектом 176 третьего направляющего шкива и вторым подвижным шкивом 157, параллельна другой части второго передаточного троса 159, расположенной между вторым подвижным шкивом 157 и третьим вращающимся элементом 153. Кроме того, часть третьего троса 143, расположенная между комплектом 176 третьего направляющего шкива и третьим подвижным шкивом 164, параллельна другой части третьего передаточного троса 166, расположенной между третьим подвижным шкивом 164 и третьим вращающимся элементом 153. Кроме того, часть четвертого троса 144, расположенная между комплектом 176 третьего направляющего шкива и четвертым подвижным шкивом 165, параллельна другой части четвертого передаточного троса 167, расположенной между четвертым подвижным шкивом 165 и третьим вращающимся элементом 153. Благодаря этому обеспечивается возможность достижения линейной комбинации первого троса 141 и второго троса 142, приведенных в действие первым вращающимся элементом 151 и третьим вращающимся элементом 153, а также линейная комбинация третьего троса 143 и четвертого троса 144, приведенных в действие вторым вращающимся элементом 152 и третьим вращающимся элементом 153.[47] Four third pulley guides 178 guide the first cable 141, the second cable 142, the third cable 143 and the fourth cable 144, respectively. Thus, the part of the first cable 141 located between the third guide pulley set 176 and the first movable pulley 156 is parallel to another part of the first transmission cable 158 located between the first movable pulley 156 and the third rotating element 153. In addition, the part of the second cable 142 located between the third guide pulley set 176 and the second movable pulley 157 is parallel to another part of the second transmission cable 159 located between the second movable pulley 157 and the third rotating element 153. In addition, the part of the third cable 143 located between the third guide pulley set 176 and the third movable pulley 164 is parallel to another part of the third transmission cable 166 located between the third movable pulley 164 and the third rotating element 153. In addition, the part of the fourth cable 144 located between the set 176 of the third guide pulley and the fourth movable pulley 165 is parallel to another part of the fourth transmission cable 167 located between the fourth movable pulley 165 and the third rotating element 153. Due to this, it is possible to achieve a linear combination of the first cable 141 and the second cable 142, driven by the first rotating element 151 and the third rotating element 153, as well as a linear combination of the third cable 143 and the fourth cable 144, driven by the second rotating element 152 and the third rotating element 153.
[48] В этом варианте реализации, путем управления вращением первого вращающегося вала 173 и второго вращающегося вала 174 могут достигаться рыскание и взятие эффектора 133.[48] In this embodiment, by controlling the rotation of the first rotating shaft 173 and the second rotating shaft 174, the yaw and take-off of the effector 133 can be achieved.
[49] В частности, в стационарном положении третьего вращающегося вала 175, когда первый вращающийся вал 173 и второй вращающийся вал 174 вращаются против часовой стрелки под одинаковыми углами, то есть когда первый вращающийся элемент 151 и второй вращающийся элемент 152 вращаются против часовой стрелки под одинаковыми углами, верхний зубец 134 и нижний зубец 135 вращаются по часовой стрелке, тем самым осуществляя рыскание эффектора 133 в одном направлении (см. ФИГ. 2). В стационарном положении третьего вращающегося вала 175, когда первый вращающийся вал 173 и второй вращающийся вал 174 вращаются по часовой стрелке под одинаковыми углами, то есть когда первый вращающийся элемент 151 и второй вращающийся элемент 152 вращаются по часовой стрелке под одинаковыми углами, верхний зубец 134 и нижний зубец 135 вращаются против часовой стрелки, тем самым осуществляя рыскание эффектора 133 в обратном направлении.[49] In particular, in the stationary position of the third rotating shaft 175, when the first rotating shaft 173 and the second rotating shaft 174 rotate counterclockwise at the same angles, that is, when the first rotating element 151 and the second rotating element 152 rotate counterclockwise at the same angles, the upper tooth 134 and the lower tooth 135 rotate clockwise, thereby yaw the effector 133 in one direction (see FIG. 2). In the stationary position of the third rotating shaft 175, when the first rotating shaft 173 and the second rotating shaft 174 rotate clockwise at the same angles, that is, when the first rotating element 151 and the second rotating element 152 rotate clockwise at the same angles, the upper tooth 134 and the lower tooth 135 rotate counterclockwise, thereby yaw the effector 133 in the opposite direction.
[50] В стационарном положении третьего вращающегося вала 175, когда первый вращающийся вал 173 вращается против часовой стрелки, а второй вращающийся вал 174 одновременно вращается по часовой стрелке под одинаковыми углами, то есть когда первый вращающийся элемент 151 вращается против часовой стрелки, а второй вращающийся элемент 152 одновременно вращается по часовой стрелке под одинаковыми углами, нижний зубец 135 вращается по часовой стрелке, а верхний зубец 134 одновременно вращается против часовой стрелки, тем самым осуществляя взятие эффектора 133 (см. ФИГ. 2). В стационарном положении третьего вращающегося вала 175, когда первый вращающийся вал 173 вращается по часовой стрелке, а второй вращающийся вал 174 одновременно вращается против часовой стрелки под одинаковыми углами, то есть когда первый вращающийся элемент 151 вращается по часовой стрелке, а второй вращающийся элемент 152 одновременно вращается против часовой стрелки под одинаковыми углами, нижний зубец 135 вращается против часовой стрелки, а верхний зубец 134 одновременно вращается по часовой стрелке, тем самым ослабляя взятие эффектора 133.[50] In the stationary position of the third rotating shaft 175, when the first rotating shaft 173 rotates counterclockwise and the second rotating shaft 174 simultaneously rotates clockwise at the same angles, that is, when the first rotating element 151 rotates counterclockwise and the second rotating element 152 simultaneously rotates clockwise at the same angles, the lower tooth 135 rotates clockwise and the upper tooth 134 simultaneously rotates counterclockwise, thereby taking the effector 133 (see FIG. 2). In the stationary position of the third rotating shaft 175, when the first rotating shaft 173 rotates clockwise and the second rotating shaft 174 simultaneously rotates counterclockwise at the same angles, that is, when the first rotating element 151 rotates clockwise and the second rotating element 152 simultaneously rotates counterclockwise at the same angles, the lower tooth 135 rotates counterclockwise and the upper tooth 134 simultaneously rotates clockwise, thereby weakening the grip of the effector 133.
[51] Третий вращающийся элемент 153 выполнен с возможностью вращения вокруг третьей центральной оси A3 третьего вращающегося элемента 153 для выполнения, посредством первого передаточного узла и второго передаточного узла: втягивания по меньшей мере одного троса из первого троса 141 и второго троса 142, при этом выпуская по меньшей мере один трос из третьего троса 143 и четвертого троса 144; или втягивания по меньшей мере одного троса из третьего троса 143 и четвертого троса 144, при этом выпуская по меньшей мере один трос из первого троса 141 и второго троса 142, для обеспечения тангажа поворотного механизма 130. В варианте реализации первая центральна ось A1 параллельна второй центральной оси A2, а также параллельна третьей центральной оси A3.[51] The third rotating member 153 is configured to rotate about the third central axis A3 of the third rotating member 153 to perform, by means of the first transmission unit and the second transmission unit: retracting at least one cable from the first cable 141 and the second cable 142, while releasing at least one cable from the third cable 143 and the fourth cable 144; or retracting at least one cable from the third cable 143 and the fourth cable 144, while releasing at least one cable from the first cable 141 and the second cable 142, to ensure the pitch of the rotary mechanism 130. In an embodiment, the first central axis A1 is parallel to the second central axis A2, and is also parallel to the third central axis A3.
[52] В настоящем варианте реализации во время вращения третьего вращающегося элемента 153 первый трос 141 и второй трос 142 могут втягиваться на одинаковую длину, а третий трос 143 и четвертый трос 144 одновременно могут выпускаться на одинаковую длину посредством первого передаточного узла и второго передаточного узла, а во время вращения третьего вращающегося элемента 153 общая длина части первого троса 141 и части второго троса 142, которые втянуты, равняется общей длине части третьего троса 143 и части четвертого троса 144, которые выпущены, тем самым обеспечивая тангаж поворотного механизма 130. В качестве альтернативы, во время вращения третьего вращающегося элемента 153 третий трос 143 и четвертый трос 144 могут втягиваться на одинаковую длину, а первый трос 141 и второй трос 142 одновременно могут выпускаться на одинаковую длину, а во время вращения третьего вращающегося элемента 153 общая длина части третьего троса 143 и части четвертого троса 144, которые втянуты, равняется общей длине части первого троса 141 и части второго троса 142, которые выпущены, тем самым обеспечивая тангаж поворотного механизма 130.[52] In the present embodiment, during the rotation of the third rotating member 153, the first cable 141 and the second cable 142 may be retracted by the same length, and the third cable 143 and the fourth cable 144 may be released by the same length at the same time by the first transmission unit and the second transmission unit, and during the rotation of the third rotating member 153, the total length of the portion of the first cable 141 and the portion of the second cable 142 that are retracted is equal to the total length of the portion of the third cable 143 and the portion of the fourth cable 144 that are released, thereby providing the pitch of the rotary mechanism 130. Alternatively, during the rotation of the third rotating member 153, the third cable 143 and the fourth cable 144 may be retracted by the same length, and the first cable 141 and the second cable 142 may be released by the same length at the same time, and during the rotation of the third rotating member 153 the total length of the part of the third cable 143 and the part of the fourth cable 144 that are retracted is equal to the total length of the part of the first cable 141 and the part of the second cable 142 that are released, thereby providing the pitch of the rotary mechanism 130.
[53] В частности, когда первый вращающийся вал 173 и второй вращающийся вал 174 остаются в стационарном положении, а приводной мотор управляет третьим вращающимся валом 175 для приведения третьего вращающегося элемента 153 во вращение против часовой стрелки, первый передаточный трос 158 и второй передаточный трос 159 выпускаются на одинаковую длину, а третий передаточный трос 166 и четвертый передаточный трос 167 одновременно втягиваются на одинаковую длину. То есть первый трос 141 и второй трос 142 выпускаются на одинаковую длину, а третий трос 143 и четвертый трос 144 одновременно втягиваются на одинаковую длину, тем самым обеспечивая тангаж поворотного механизма 130 в одном направлении. Подобным образом, когда первый вращающийся вал 173 и второй вращающийся вал 174 остаются в стационарном положении, а приводной мотор управляет третьим вращающимся валом 175 для приведения третьего вращающегося элемента 153 во вращение по часовой стрелке, первый передаточный трос 158 и второй передаточный трос 159 втягиваются на одинаковую длину, а третий передаточный трос 166 и четвертый передаточный трос 167 одновременно выпускаются на одинаковую длину. То есть первый трос 141 и второй трос 142 втягиваются на одинаковую длину, а третий трос 143 и четвертый трос 144 одновременно выпускаются на одинаковую длину, тем самым обеспечивая тангаж поворотного механизма 130 в обратном направлении.[53] Specifically, when the first rotating shaft 173 and the second rotating shaft 174 remain in a stationary position, and the driving motor controls the third rotating shaft 175 to drive the third rotating member 153 to rotate counterclockwise, the first transmission cable 158 and the second transmission cable 159 are extended to the same length, and the third transmission cable 166 and the fourth transmission cable 167 are simultaneously retracted to the same length. That is, the first cable 141 and the second cable 142 are extended to the same length, and the third cable 143 and the fourth cable 144 are simultaneously retracted to the same length, thereby ensuring the pitch of the rotary mechanism 130 in one direction. Similarly, when the first rotating shaft 173 and the second rotating shaft 174 remain in a stationary position, and the driving motor controls the third rotating shaft 175 to drive the third rotating member 153 to rotate clockwise, the first transmission cable 158 and the second transmission cable 159 are pulled in by the same length, and the third transmission cable 166 and the fourth transmission cable 167 are simultaneously released by the same length. That is, the first cable 141 and the second cable 142 are pulled in by the same length, and the third cable 143 and the fourth cable 144 are simultaneously released by the same length, thereby providing the pitch of the rotary mechanism 130 in the opposite direction.
[54] В настоящем варианте реализации, поскольку вращение первого вращающегося элемента 151, второго вращающегося элемента 152 и третьего вращающегося элемента 153 передается на первый трос 141, второй трос 142, третий трос 143 и четвертый трос 144 посредством первого подвижного шкива 156, второго подвижного шкива 157, третьего подвижного шкива 164 и четвертого подвижного шкива 165, длина движения (длина втягивания или выпуска) первого троса 141, второго троса 142, третьего троса 143 и четвертого троса 144, соответственно, составляют половину длины движения первого передаточного троса 158, второго передаточного троса 159, третьего передаточного троса 166 и четвертого передаточного троса 167, что означает, что соотношение скорости на входе заднего передаточного устройства к скорости на выходе заднего передаточного устройства составляет 2:1. Таким образом, когда имеется возвратная разница в редукторе приводного мотора или когда имеется возвратная разница в месте соединения по меньшей мере одного вала из первого вращающегося вала 173, второго вращающегося вала 174 и третьего вращающегося вала 175 с соответствующими приводными моторами, воздействие возвратной разницы на поворотный механизм 130 на переднем конце уменьшается наполовину, так что точность движения поворотного механизма 130 может быть улучшена.[54] In the present embodiment, since the rotation of the first rotating member 151, the second rotating member 152 and the third rotating member 153 is transmitted to the first cable 141, the second cable 142, the third cable 143 and the fourth cable 144 by means of the first movable pulley 156, the second movable pulley 157, the third movable pulley 164 and the fourth movable pulley 165, the moving length (the retraction or release length) of the first cable 141, the second cable 142, the third cable 143 and the fourth cable 144, respectively, are half the moving length of the first transmission cable 158, the second transmission cable 159, the third transmission cable 166 and the fourth transmission cable 167, which means that the ratio of the input speed of the rear transmission device to the output speed of the rear the transmission device is 2:1. In this way, when there is a return difference in the reduction gear of the drive motor or when there is a return difference at the connection point of at least one shaft of the first rotating shaft 173, the second rotating shaft 174 and the third rotating shaft 175 with the respective drive motors, the effect of the return difference on the rotary mechanism 130 at the front end is reduced by half, so that the movement accuracy of the rotary mechanism 130 can be improved.
[55] В соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения заднее передаточное устройств соединено с четырьмя приводными тросами поворотного механизма таким образом, что поворотный механизм функционирует согласованно с задним передаточным устройством для достижения поворотным механизмом тангажа, рыскания и взятия путем втягивания или выпуска приводных тросов (т.е. первого троса, второго троса, третьего троса и четвертого троса) на одинаковое расстояние, что предполагает простую конструкцию и точную передачу. Кроме того, угол вращения вращающегося элемента находится в линейной связи с углом тангажа, углом рыскания или углом взятия поворотного механизма, а, следовательно, выпуск и/или втягивание приводных тросов на одинаковое расстояние может быть достигнуто даже тогда, когда вышеуказанные углы поворотного механизма варьируются в пределах широкого диапазона.[55] According to an embodiment of the present invention, the rear transmission device is connected to four drive cables of the rotary mechanism in such a way that the rotary mechanism operates in concert with the rear transmission device to achieve pitch, yaw and take-off of the rotary mechanism by retracting or releasing the drive cables (i.e., the first cable, the second cable, the third cable and the fourth cable) by the same distance, which implies a simple structure and accurate transmission. In addition, the rotation angle of the rotating member is in a linear relationship with the pitch angle, the yaw angle or the take-off angle of the rotary mechanism, and therefore, releasing and/or retracting the drive cables by the same distance can be achieved even when the above-mentioned angles of the rotary mechanism vary within a wide range.
[56] Если иное не определено, технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют те же самые значения, которые в целом известны специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Термины, используемые в настоящем документе, предназначены только для конкретных практических целей и не ограничивают настоящее изобретение. Такие термины, как «расположен/расположенный», упоминаемые в настоящем документе, могут означать или ту часть, которая прикреплена непосредственно к другой части, или ту часть, которая прикреплена к другой части посредством промежуточного элемента. Признаки варианта реализации, описанные в настоящем документе, могут быть применимы к другому варианту реализации отдельно или в комбинации с другими признаками, если только эти признаки не применяются в другом варианте реализации или не упомянуты иным образом.[56] Unless otherwise defined, the technical and scientific terms used herein have the same meanings as generally understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. The terms used herein are intended only for specific practical purposes and do not limit the present invention. Terms such as "disposed/disposed" mentioned herein may mean either a part that is attached directly to another part or a part that is attached to another part through an intermediate element. The features of an embodiment described herein may be applied to another embodiment alone or in combination with other features, unless these features are applied to the other embodiment or are otherwise mentioned.
[57] Настоящее изобретение было описано неограничивающими вариантами реализации, однако следует понимать, что описанные выше варианты реализации приведены исключительно в иллюстративных целях и не ограничивают настоящее изобретение объемом описанных вариантов реализации. Специалисту в данной области техники будет ясно, что в решение по настоящему изобретению может быть внесено намного больше вариаций и модификаций, и все они будут входить в объем формулы настоящего изобретения.[57] The present invention has been described with non-limiting embodiments, however, it should be understood that the embodiments described above are given for illustrative purposes only and do not limit the present invention to the scope of the described embodiments. It will be clear to a person skilled in the art that many more variations and modifications can be made to the solution of the present invention, and all of them will fall within the scope of the claims of the present invention.
Claims (54)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110484481.8 | 2021-04-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2023129332A RU2023129332A (en) | 2023-12-08 |
| RU2828362C2 true RU2828362C2 (en) | 2024-10-09 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105979889A (en) * | 2014-02-12 | 2016-09-28 | 柯惠Lp公司 | Surgical end effectors and pulley assemblies thereof |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105979889A (en) * | 2014-02-12 | 2016-09-28 | 柯惠Lp公司 | Surgical end effectors and pulley assemblies thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2551932C2 (en) | Minimally invasive laparoscopic surgical forceps | |
| JP7148554B2 (en) | surgical robotic instruments | |
| US12370000B2 (en) | Rear-end transmission device, surgical instrument, and surgical robot | |
| CN110719761B (en) | Instrument interface for robotic surgical instruments | |
| CN102143719B (en) | Back-end mechanism of four-cable wrist | |
| JP5856817B2 (en) | Medical treatment tool and manipulator having the same | |
| CN101610709B (en) | Multi-joint bending mechanism and multi-joint medical device with multi-joint bending mechanism | |
| CN112535534B (en) | Surgical instruments, operating equipment and surgical robots | |
| US20190159852A1 (en) | Surgical tool, medical treatment instrument, and surgical system | |
| JP2025026517A (en) | Back-end transmissions, medical equipment and surgical robots | |
| CN115605139B (en) | Continuum instrument and surgical robot | |
| CN115551434B (en) | Continuum instrument and surgical robot | |
| EP3831271A1 (en) | Power transmission mechanism | |
| RU2828362C2 (en) | Rear transmission device and medical device | |
| CN111110355A (en) | Operation arm and surgical robot | |
| CN216933459U (en) | Rear end transmission device, medical instrument and surgical robot | |
| CN116965862A (en) | Parallel motion mechanism, surgical instrument and surgical robot | |
| CN112402021A (en) | Surgical instrument, slave operation device, and surgical robot | |
| CN222708386U (en) | Surgical instruments, patient-side robotic arm systems and surgical robots | |
| US12349997B2 (en) | Surgical instrument, slave operating device, and surgical robot | |
| CN120713639A (en) | Surgical instruments, patient-side robotic arm systems, and surgical robots | |
| CN120284344A (en) | Device drive | |
| CN118121315A (en) | Surgical instrument, slave operation device and surgical robot | |
| CN120227160A (en) | Parallel motion mechanism, surgical instrument and surgical robot | |
| CN114617637A (en) | Wrist turns apparatus and medical system |