用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它涉及一種機(jī)器人自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積大以及無(wú)法實(shí)現(xiàn)鏡頭表面自清潔的問(wèn)題。本發(fā)明阻尼器和第二齒輪套裝在固定軸上，第一齒輪套裝在第二傳動(dòng)軸的一端，第二傳動(dòng)軸的另一端與連接軸的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連接軸的另一端與第一傳動(dòng)軸的一端連接，第一帶輪套裝在第一傳動(dòng)軸上，第一傳動(dòng)軸與電機(jī)連接，第二帶輪和轉(zhuǎn)向帶輪設(shè)在滑軌基座的低端面上，曲柄穿設(shè)在滑軌基座上，曲柄的上端與連桿的一端連接，連桿的另一端與滑塊連接，滑塊可滑動(dòng)設(shè)置在滑槽內(nèi)，連接桿的一端與滑塊連接。本發(fā)明用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人中。
【專利說(shuō)明】用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自清潔傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體涉及一種用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)手術(shù)相比，腹腔鏡手術(shù)具有減輕手術(shù)疼痛，降低手術(shù)并發(fā)癥，術(shù)后恢復(fù)速度快等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了快速的發(fā)展。外科醫(yī)生希望通過(guò)進(jìn)一步減少手術(shù)切口的數(shù)目來(lái)擴(kuò)展腹腔鏡手術(shù)的長(zhǎng)處，從而誕生了單孔腹腔鏡手術(shù)。單孔腹腔鏡手術(shù)可以實(shí)現(xiàn)體表無(wú)明顯的手術(shù)疤痕，這對(duì)于人們來(lái)說(shuō)意義重大。另外，隨著機(jī)器人學(xué)的不斷進(jìn)步，它正在向醫(yī)學(xué)拓展。手術(shù)機(jī)器人消除震顫，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)縮放，可增加額外的關(guān)節(jié)來(lái)提高手術(shù)操作的靈活性等優(yōu)點(diǎn)在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)的不足。因此手術(shù)機(jī)器人具有很大的研究?jī)r(jià)值。
[0003]目前手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)器械運(yùn)動(dòng)范圍受到手術(shù)切口位置的限制非常嚴(yán)重，且手術(shù)器械之間會(huì)產(chǎn)生干涉等問(wèn)題，為了克服這些缺點(diǎn)，又提出了腹腔內(nèi)手術(shù)機(jī)器人的概念。其中的腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元實(shí)現(xiàn)的功能是提供照明和視覺(jué)反饋，為醫(yī)生提供良好的手術(shù)視野。為了保證足夠的手術(shù) 視野，需要視覺(jué)機(jī)器人單元能夠調(diào)整自身的傾角；由于腹腔內(nèi)外環(huán)境的差異，當(dāng)視覺(jué)機(jī)器人單元進(jìn)入腹腔內(nèi)部后，在單元的鏡頭表面會(huì)形成水霧，從而影響成像質(zhì)量，因此需要視覺(jué)機(jī)器人單元具有自清潔功能。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積大以及無(wú)法實(shí)現(xiàn)鏡頭表面自清潔的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積大以及無(wú)法實(shí)現(xiàn)鏡頭表面自清潔的問(wèn)題。進(jìn)而提供一種用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括殼體，它還包括第一傳動(dòng)軸、第一帶輪、連接軸、第二傳動(dòng)軸、第一齒輪、固定軸、阻尼器、第二齒輪、第二帶輪、轉(zhuǎn)向帶輪、曲柄、連桿、滑塊、連接桿、清潔頭、電機(jī)、壓板、皮帶和滑軌基座，固定軸水平固定設(shè)置在殼體內(nèi)，阻尼器套裝在固定軸的一端并與殼體的內(nèi)壁固定連接，第二齒輪套裝在固定軸的另一端，且第二齒輪與第一齒輪相嚙合，第二傳動(dòng)軸平行于固定軸可活動(dòng)設(shè)置在殼體內(nèi)，第一齒輪套裝在第二傳動(dòng)軸的一端，第二傳動(dòng)軸的另一端與連接軸的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連接軸的另一端與第一傳動(dòng)軸的一端連接，第一帶輪套裝在第一傳動(dòng)軸上，第一傳動(dòng)軸的另一端與電機(jī)連接，電機(jī)通過(guò)壓板與殼體的內(nèi)側(cè)壁固定連接，滑軌基座固定設(shè)置在殼體內(nèi)，且滑軌基座與電機(jī)相對(duì)設(shè)置，滑軌基座的上端設(shè)有滑槽，第二帶輪和轉(zhuǎn)向帶輪由左至右依次設(shè)置在滑軌基座的低端面上，曲柄穿設(shè)在滑軌基座上，且曲柄的下端與第二帶輪連接，曲柄的上端與連桿的一端連接，連桿的另一端與滑塊連接，滑塊可滑動(dòng)設(shè)置在滑槽內(nèi)，連接桿的一端與滑塊連接，連接桿的另一端穿過(guò)殼體與清潔頭連接，第一帶輪、第二帶輪和轉(zhuǎn)向帶輪之間通過(guò)皮帶連接，
[0007]所述第一傳動(dòng)軸為階梯軸，階梯軸上靠近臺(tái)肩位置處設(shè)有限位塊，
[0008]所述連接軸包括空心軸、柱狀軸和兩個(gè)鍵，所述空心軸的一端為螺旋狀端面，空心軸的另一端與柱狀軸固定連接，兩個(gè)鍵對(duì)稱設(shè)置在柱狀軸的外側(cè)壁上，且兩個(gè)鍵的一端與空心軸相抵，
[0009]所述第二傳動(dòng)軸的一端為空心管，所述空心管上開設(shè)有兩個(gè)鍵槽，所述兩個(gè)鍵槽對(duì)稱開設(shè)。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:
[0011]1.腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元需要實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)基本的動(dòng)作分別為傾角調(diào)節(jié)和自清潔。本發(fā)明的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)一對(duì)嚙合的第二齒輪與第一齒輪實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)傾角，而清潔動(dòng)作是通過(guò)連接桿帶動(dòng)清潔頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。
[0012]2.本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的復(fù)用，即分別通過(guò)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)上述的傾角調(diào)節(jié)和自清潔。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中連接軸相對(duì)于第二傳動(dòng)軸只能做軸向的移動(dòng)，而不能做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；連接軸的螺旋狀端面和第一傳動(dòng)軸的限位塊在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中能夠使得第一傳動(dòng)軸只能相對(duì)于連接軸做單向轉(zhuǎn)動(dòng)，這是實(shí)現(xiàn)電機(jī)復(fù)用的基礎(chǔ)，而第二齒輪與第一齒輪的傳動(dòng)比為1:1，也是實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的必要條件。本發(fā)明正是充分利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)不同的動(dòng)作，從而減小電機(jī)的使用數(shù)目，并且在超越離合器原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行變形，進(jìn)一步減小徑向尺寸，從而滿足腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元對(duì)徑向尺寸的嚴(yán)格要求。
[0013]3.本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)切換主要依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而降低了控制的難度，提高了自清潔和傾角調(diào)節(jié)的可靠性。
[0014]4.本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件相對(duì)比較規(guī)則，便于小尺寸加工。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是去掉殼體后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是第一傳動(dòng)軸、第一帶輪、連接軸和第二傳動(dòng)軸裝配到一起的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是在圖3的基礎(chǔ)上對(duì)第二傳動(dòng)軸局剖后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是第一傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是連接軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是第二傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1-圖7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括殼體1，它還包括第一傳動(dòng)軸2、第一帶輪3、連接軸4、第二傳動(dòng)軸5、第一齒輪6、固定軸7、阻尼器8、第二齒輪9、第二帶輪10、轉(zhuǎn)向帶輪
11、曲柄12、連桿13、滑塊14、連接桿15、清潔頭16、電機(jī)17、壓板18、皮帶19和滑軌基座20，固定軸7水平固定設(shè)置在殼體I內(nèi)，阻尼器8套裝在固定軸7的一端并與殼體I的內(nèi)壁固定連接，第二齒輪9套裝在固定軸7的另一端，且第二齒輪9與第一齒輪6相嚙合，第二傳動(dòng)軸5平行于固定軸7可活動(dòng)設(shè)置在殼體I內(nèi)，第一齒輪6套裝在第二傳動(dòng)軸5的一端，第二傳動(dòng)軸5的另一端 與連接軸4的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連接軸4的另一端與第一傳動(dòng)軸2的一端連接，第一帶輪3套裝在第一傳動(dòng)軸2上，第一傳動(dòng)軸2的另一端與電機(jī)17連接，電機(jī)17通過(guò)壓板18與殼體I的內(nèi)側(cè)壁固定連接，滑軌基座20固定設(shè)置在殼體I內(nèi)，且滑軌基座20與電機(jī)17相對(duì)設(shè)置，滑軌基座20的上端設(shè)有滑槽21，第二帶輪10和轉(zhuǎn)向帶輪11由左至右依次設(shè)置在滑軌基座20的低端面上，曲柄12穿設(shè)在滑軌基座20上，且曲柄12的下端與第二帶輪10連接，曲柄12的上端與連桿13的一端連接，連桿13的另一端與滑塊14連接，滑塊14可滑動(dòng)設(shè)置在滑槽21內(nèi)，連接桿15的一端與滑塊14連接，連接桿15的另一端穿過(guò)殼體I與清潔頭16連接，第一帶輪3、第二帶輪10和轉(zhuǎn)向帶輪11之間通過(guò)皮帶19連接，
[0017]所述第一傳動(dòng)軸2為階梯軸，階梯軸上靠近臺(tái)肩位置處設(shè)有限位塊22，
[0018]所述連接軸4包括空心軸4-1、柱狀軸4-2和兩個(gè)鍵4_3，所述空心軸4_1的一端為螺旋狀端面，空心軸4-1的另一端與柱狀軸4-2固定連接，兩個(gè)鍵4-3對(duì)稱設(shè)置在柱狀軸4-2的外側(cè)壁上,且兩個(gè)鍵4-3的一端與空心軸4-1相抵，
[0019]所述第二傳動(dòng)軸5的一端為空心管5-1，所述空心管5-1上開設(shè)有兩個(gè)鍵槽23，所述兩個(gè)鍵槽23對(duì)稱開設(shè)。
[0020]為了保證連接軸4能夠更加順暢的工作，對(duì)連接軸4的螺旋狀端面進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì)。設(shè)螺旋狀端面的最大高度差為A，經(jīng)過(guò)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)螺旋狀曲面形狀滿足公式
【權(quán)利要求】
1.一種用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括殼體(1)，其特征在于:它還包括第一傳動(dòng)軸(2)、第一帶輪(3)、連接軸(4)、第二傳動(dòng)軸(5)、第一齒輪(6)、固定軸(7)、阻尼器(8)、第二齒輪(9)、第二帶輪(10)、轉(zhuǎn)向帶輪(11)、曲柄(12)、連桿(13)、滑塊(14)、連接桿(15)、清潔頭(16)、電機(jī)(17)、壓板(18)、皮帶(19)和滑軌基座(20)，固定軸(7)水平固定設(shè)置在殼體(1)內(nèi)，阻尼器(8)套裝在固定軸(7)的一端并與殼體(1)的內(nèi)壁固定連接，第二齒輪(9)套裝在固定軸(7)的另一端，且第二齒輪(9)與第一齒輪(6)相哨合，第二傳動(dòng)軸(5)平行于固定軸(7)可活動(dòng)設(shè)置在殼體(1)內(nèi)，第一齒輪(6)套裝在第二傳動(dòng)軸(5)的一端，第二傳動(dòng)軸(5)的另一端與連接軸(4)的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連接軸(4)的另一端與第一傳動(dòng)軸(2)的一端連接，第一帶輪(3)套裝在第一傳動(dòng)軸(2)上，第一傳動(dòng)軸(2)的另一端與電機(jī)(17)連接，電機(jī)(17)通過(guò)壓板(18)與殼體⑴的內(nèi)側(cè)壁固定連接，滑軌基座(20)固定設(shè)置在殼體(1)內(nèi)，且滑軌基座(20)與電機(jī)(17)相對(duì)設(shè)置，滑軌基座(20)的上端設(shè)有滑槽(21)，第二帶輪(10)和轉(zhuǎn)向帶輪(11)由左至右依次設(shè)置在滑軌基座(20)的低端面上，曲柄(12)穿設(shè)在滑軌基座(20)上，且曲柄(12)的下端與第二帶輪(10)連接，曲柄(12)的上端與連桿(13)的一端連接，連桿(13)的另一端與滑塊(14)連接，滑塊(14)可滑動(dòng)設(shè)置在滑槽(21)內(nèi)，連接桿(15)的一端與滑塊(14)連接，連接桿(15) 的另一端穿過(guò)殼體(1)與清潔頭(16)連接，第一帶輪(3)、第二帶輪(10)和轉(zhuǎn)向帶輪(11)之間通過(guò)皮帶(19)連接， 所述第一傳動(dòng)軸(2)為階梯軸，階梯軸上靠近臺(tái)肩位置處設(shè)有限位塊(22)， 所述連接軸(4)包括空心軸(4-1)、柱狀軸(4-2)和兩個(gè)鍵(4-3)，所述空心軸(4-1)的一端為螺旋狀端面，空心軸(4-1)的另一端與柱狀軸(4-2)固定連接，兩個(gè)鍵(4-3)對(duì)稱設(shè)置在柱狀軸(4-2)的外側(cè)壁上，且兩個(gè)鍵(4-3)的一端與空心軸(4-1)相抵， 所述第二傳動(dòng)軸(5)的一端為空心管(5-1)，所述空心管(5-1)上開設(shè)有兩個(gè)鍵槽(23)，所述兩個(gè)鍵槽(23)對(duì)稱開設(shè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述自清潔傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括彈簧(24)，彈簧(24)設(shè)置在第二傳動(dòng)軸(5)內(nèi)，且彈簧(24)的一端與柱狀軸(4-2)相抵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述滑槽(21)為燕尾槽或梯形槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述自清潔傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括兩個(gè)軸承(25)，其中一個(gè)軸承(25)套裝在第二傳動(dòng)軸(5)的左端部，另一個(gè)軸承(25)套裝在阻尼器(8)和第二齒輪(9)之間的固定軸(7)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述自清潔傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括多個(gè)螺釘(26)，第一傳動(dòng)軸(2)與電機(jī)(17)之間通過(guò)多個(gè)螺釘(26)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述第二齒輪(9)與第一齒輪(6)的傳動(dòng)比為1:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元的自清潔和傾角調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述彈簧(24)的外徑為0.9mm,絲徑為0.1mm。
【文檔編號(hào)】A61B19/00GK103976792SQ201410244729
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】付宜利, 封海波, 潘博, 劉星洋, 呂毅 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)