專利名稱：執(zhí)行器末端快速切換裝置的制作方法
執(zhí)行器末端快速切換裝置
(一) 技術(shù)領(lǐng)域-
本發(fā)明提供一種執(zhí)行器末端快速切換裝置，尤其指一種醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人 機(jī)械臂末端執(zhí)行器的快速切換裝置，屬于醫(yī)療手術(shù)輔助機(jī)器人機(jī)械臂上不斷 更換手術(shù)器械技術(shù)的領(lǐng)域。
(二) 背景技術(shù)-
與醫(yī)生手工操作相比，醫(yī)療機(jī)器人在某些方面具有極大的優(yōu)勢，因?yàn)闄C(jī)械 手的定位比人準(zhǔn)確、有力得多，而且長時(shí)間的手術(shù)可能造成外科醫(yī)生手臂顫動(dòng)， 而機(jī)械手絕不會出現(xiàn)這種情況。正是由于機(jī)器人的上述優(yōu)點(diǎn)，手術(shù)機(jī)器人已經(jīng) 有了很大的臨床應(yīng)用。
而在醫(yī)生手術(shù)過程中，作為輔助醫(yī)生手術(shù)的機(jī)械臂，需要不停的切換末 端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使醫(yī)生順利地完成手術(shù)。因此要求手術(shù)器械能簡單快捷的完 成切換，而且能快速固定。在現(xiàn)有的機(jī)械臂系統(tǒng)中，很多都是采用多個(gè)機(jī)械 臂夾持不同的手術(shù)器械，如果需要在同一手術(shù)中，隨時(shí)更換不同的手術(shù)器械 進(jìn)行不同的操作，就得整個(gè)機(jī)械臂都得更換，將會大大增加系統(tǒng)成本。另外， 在已有的同一個(gè)機(jī)械臂的一些末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)切換裝置中也都存在切換麻煩， 而且固定器械需要一定時(shí)間的問題，會極大地影響了醫(yī)生手術(shù)時(shí)間。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種執(zhí)行器末端快速切換裝置，以克服上述現(xiàn)有技 術(shù)的不足，為關(guān)節(jié)型多自由度手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)提供一種可以在同一機(jī)械臂上 安裝上不同的手術(shù)器械的，而且可以快速切換、迅速固定的裝置。
本發(fā)明是一種執(zhí)行器末端快速切換裝置，該裝置包括以下三部分-(1)末端器械和末端器械切換機(jī)構(gòu)構(gòu)成可切換的執(zhí)行器。末端器械即醫(yī)療 手術(shù)器械，通過螺釘或者其他緊固方式與末端器械切換機(jī)構(gòu)連接。末端器械切
換機(jī)構(gòu)，頂端加工有倒角斜面，利用該倒角斜面實(shí)現(xiàn)對滾珠的推動(dòng)，上頭部加 工出一個(gè)有一定斜度的溝槽，利用該溝槽控制末端器械的軸向定位。末端器械 切換機(jī)構(gòu)下部為六棱柱外形，與中軸下部六棱柱配合，實(shí)現(xiàn)徑向定位。
(2) 外套筒、彈簧、上套筒、下套筒、中軸、滾珠及上端扣構(gòu)成快速切換 機(jī)構(gòu)。中軸上下兩端分別打有半通孔，然后滾珠鑲嵌在中軸的半通孔中，中軸 與外套筒在中軸下端以螺紋連接，然后依次在中軸上套入下套筒、彈簧、上套 筒，最后把上端扣和中軸在中軸上端以螺紋連接。
其中，下套筒及上套筒的下端內(nèi)表面分別加工有斜面。 其中，上套筒、下套筒及中軸上可打有減輕孔，以減輕重量。 其中，該上套筒、下套筒利用安裝在中軸上的彈簧復(fù)位。 其中，上套筒、下套筒、中軸、外套筒須保證同軸度。
(3) 上端器械切換結(jié)構(gòu)和末端器械切換機(jī)構(gòu)一樣，它為執(zhí)行器與醫(yī)療手術(shù) 機(jī)器人機(jī)械臂的切換裝置。
本發(fā)明的執(zhí)行器末端快速切換裝置，利用彈簧復(fù)位，通過上、下套筒內(nèi)表 面加工出的斜面可以實(shí)現(xiàn)滾珠在空心軸壁孔中的徑向移動(dòng)。
本發(fā)明一種執(zhí)行器末端快速切換裝置，其優(yōu)點(diǎn)及功效在于本裝置可以實(shí) 現(xiàn)在同一機(jī)械臂上安裝上不同的手術(shù)器械的，而且可以快速切換、迅速固定。


圖1是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)立體圖。 圖2是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)爆炸視圖。 圖3是本發(fā)明裝置剖視圖。
圖4是末端器械切換結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖5是本發(fā)明裝置中上套筒剖視圖。 圖6是本發(fā)明裝置中下套筒的剖視圖。 圖7是本發(fā)明裝置中中軸的剖視圖。 圖中標(biāo)號如下
1、末端器械 2、末端器械切換機(jī)構(gòu) 3、外套筒
4、彈簧 5、滾珠
7、下套筒 8、上套筒
10、上端器械切換結(jié)構(gòu)21、倒角斜面 71、斜面 81、斜面
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一種執(zhí)行器末端快速切換裝置，如圖1至3所示，其包括以下三部
分
(1) 末端器械1和末端器械切換機(jī)構(gòu)2構(gòu)成可切換的執(zhí)行器。末端器械1 即醫(yī)療手術(shù)器械，通過螺釘或者其他緊固方式與末端器械切換機(jī)構(gòu)2連接。末 端器械切換機(jī)構(gòu)2，頂端加工有倒角斜面21 (如圖4所示)，利用該倒角斜面實(shí) 現(xiàn)對滾珠5的推動(dòng)，上頭部加工出一個(gè)有一定斜度的溝槽，利用該溝槽控制末 端器械1的軸向定位。末端器械切換機(jī)構(gòu)2下部為六棱柱外形，與中軸6下部 六棱柱配合，實(shí)現(xiàn)徑向定位。
(2) 外套筒3、彈簧4、上套筒8、下套筒7、中軸6、滾珠5及上端扣9 構(gòu)成快速切換機(jī)構(gòu)。下套筒7及上套筒8的下端內(nèi)表面分別加工有斜面71、 81
(如圖5、 6所示)。如圖7所示，中軸6上下兩端分別打有半通孔61，然后滾 珠5鑲嵌在中軸6的半通孔61中，中軸6與外套筒3在中軸6下端以螺紋連接， 然后依次在中軸6上套入下套筒7、彈簧4、上套筒8，最后把上端扣9和中軸 6在中軸6上端以螺紋連接。
其中，上套筒8、下套筒7及中軸上可打有減輕孔，以減輕重量。 其中，上套筒8、下套筒7、中軸6、外套筒3須保證同軸度。
(3) 上端器械切換結(jié)構(gòu)10和末端器械切換機(jī)構(gòu)2 —樣，它為執(zhí)行器與醫(yī) 療手術(shù)機(jī)器人機(jī)械臂的切換裝置。
本發(fā)明的執(zhí)行器末端快速切換裝置，利用彈簧復(fù)位，通過上、下套筒內(nèi)表 面加工出的斜面可以實(shí)現(xiàn)滾珠在空心軸壁孔中的徑向移動(dòng)。
在需要安裝末端執(zhí)行器1時(shí)，把下套筒7往上推動(dòng)，由于下套筒7的下端 被加工成一斜面71， 口徑比較大，如圖6所示，使鑲嵌在中軸6上的滾珠5可 以往外走，當(dāng)插入末端器械1時(shí)，末端器械1通過末端器械切換機(jī)構(gòu)2頂端的 倒角斜面21，給滾珠5施加向外的徑向力，滾珠能夠向徑向外側(cè)退讓，從而使 器械順利插入切換機(jī)構(gòu)。然后放松下套筒7，在彈簧力的作用下套筒7復(fù)位將 滾珠5壓緊到末端器械切換機(jī)構(gòu)2的滾珠槽中實(shí)現(xiàn)軸向定位。同時(shí)末端器械切 換機(jī)構(gòu)2的六棱柱與中軸下端的六棱柱配合，實(shí)現(xiàn)徑向定位。
在需要切換末端執(zhí)行器時(shí)，同樣把下套筒7往上推動(dòng)，使鑲嵌末端器械切 換機(jī)構(gòu)2的滾珠槽中的滾珠5往外走，從而可以讓末端器械切換機(jī)構(gòu)2從機(jī)構(gòu) 中滑出來。
上端執(zhí)行器與醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人機(jī)械臂的切換裝置和末端的操作原理一樣， 上套筒8往下推動(dòng)而已。
權(quán)利要求
1、一種執(zhí)行器末端快速切換裝置，其特征在于該裝置包括以下三部分(1)末端器械和末端器械切換機(jī)構(gòu)構(gòu)成可切換的執(zhí)行器；該末端器械即醫(yī)療手術(shù)器械，與末端器械切換機(jī)構(gòu)連接；該末端器械切換機(jī)構(gòu)，頂端加工有倒角斜面，利用該斜面實(shí)現(xiàn)對滾珠的推動(dòng)，上頭部加工出一個(gè)有一定斜度的溝槽，利用該溝槽控制末端器械的軸向定位；末端器械切換機(jī)構(gòu)下部為六棱柱外形，與中軸下部六棱柱配合，實(shí)現(xiàn)徑向定位；(2)外套筒、彈簧、上套筒、下套筒、中軸、滾珠及上端扣構(gòu)成快速切換機(jī)構(gòu)；該中軸上下兩端分別打有半通孔，然后滾珠鑲嵌在中軸的半通孔中，該中軸與該外套筒在中軸下端以螺紋連接，然后依次在中軸上套入下套筒、彈簧、上套筒，最后把上端扣和中軸在中軸上端以螺紋連接；(3)上端器械切換結(jié)構(gòu)和末端器械切換機(jī)構(gòu)一樣，它為執(zhí)行器與醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人機(jī)械臂的切換裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行器末端快速切換裝置，其特征在于該下套 筒及該上套筒的下端內(nèi)表面分別加工有斜面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的執(zhí)行器末端快速切換裝置，其特征在于該上套 筒、下套筒及中軸上可打有減輕孔，以減輕重量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行器末端快速切換裝置，其特征在于該上套 筒、下套筒利用安裝在中軸上的彈簧復(fù)位。
全文摘要
本發(fā)明一種執(zhí)行器末端快速切換裝置，其包括以下三部分(1)末端器械和末端器械切換機(jī)構(gòu)構(gòu)成可切換的執(zhí)行器；末端器械與末端器械切換機(jī)構(gòu)連接；末端器械切換機(jī)構(gòu)頂端加工有倒角斜面，上頭部加工出一個(gè)一定斜度的溝槽；末端器械切換機(jī)構(gòu)下部為六棱柱外形，與中軸下部六棱柱配合；(2)外套筒、彈簧、上套筒、下套筒、中軸、滾珠及上端扣構(gòu)成快速切換機(jī)構(gòu)；中軸上下端分別打有半通孔，滾珠鑲嵌在中軸的半通孔中，該中軸與該外套筒在中軸下端以螺紋連接，然后依次在中軸上套入下套筒、彈簧、上套筒，最后把上端扣和中軸在中軸上端以螺紋連接；(3)上端器械切換結(jié)構(gòu)為執(zhí)行器與醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人機(jī)械臂的切換裝置。
文檔編號A61B17/00GK101194848SQ20081005583
公開日2008年6月11日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者余靜科, 榮 劉, 張建偉, 簡 李, 峰 王 申請人:北京航空航天大學(xué)