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一種設(shè)有擺動爪手的手術(shù)機器人的制作方法

文檔序號:12725464閱讀:341來源:國知局
一種設(shè)有擺動爪手的手術(shù)機器人的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械,具體而言,涉及一種設(shè)有擺動爪手的手術(shù)機器人。



背景技術(shù):

在手術(shù)中,醫(yī)務(wù)人員從醫(yī)患體內(nèi)取物體,如棉球、紗布、其他體內(nèi)多余物,常用手、鑷子、剪刀,此類工具不易且不便將體內(nèi)多余物完全取盡,或者,將體內(nèi)多余物完全取盡比較麻煩。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題:手術(shù)中的醫(yī)務(wù)人員不易或不便將病患體內(nèi)多余物完全取盡。

為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種設(shè)有擺動爪手的手術(shù)機器人,包括底座體、樞接在底座體上的腰轉(zhuǎn)部件、樞接在腰轉(zhuǎn)部件上的大臂、安裝在大臂上的操作手、固定在大臂上的小臂、樞接在小臂前端的擺動臂、驅(qū)動擺動臂擺動的第一驅(qū)動單元、安裝在擺動臂前端的機械爪手、驅(qū)動機械爪手旋轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動單元;所述擺動臂擺動時的中心線垂直于機械爪手的旋轉(zhuǎn)中心線,腰轉(zhuǎn)部件繞底座體轉(zhuǎn)動,大臂繞腰轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動;

所述機械爪手包括爪手機架、鉸接在爪手機架上的兩對爪手、安裝在爪手機架上用于驅(qū)動兩對爪手動作的爪手驅(qū)動機構(gòu);

所述爪手驅(qū)動機構(gòu)包括支架體、第一鎖緊體、第二鎖緊體;所述支架體上設(shè)有曲柄搖桿驅(qū)動機構(gòu),曲柄搖桿驅(qū)動機構(gòu)包括與爪手機架滑動配合的滑桿、與滑桿鉸接的第一連桿和第二連桿、與滑桿鉸接的伸縮桿、曲柄搖桿機構(gòu);所述第一連桿與第一鎖緊體鉸接,第二連桿與第二鎖緊體鉸接,曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿中空,伸縮桿活動插設(shè)在搖桿中;支架體上設(shè)有對第一鎖緊體和第二鎖緊體的升降進行導向的導向桿;

所述兩對爪手中的第一對爪手中的兩個爪手左右對稱設(shè)置,兩對爪手中的第二對爪手中的兩個爪手前后對稱設(shè)置,第一對爪手中的兩個爪手的底部開設(shè)傾斜設(shè)置的第一滑行槽,第二對爪手中的兩個爪手的底部開設(shè)傾斜設(shè)置的第二滑行槽,所述第一鎖緊體的頂部設(shè)有與第一滑行槽滑動配合的第一滑銷,第二鎖緊體的頂部設(shè)有與第二滑行槽滑動配合的第二滑銷。

按上述技術(shù)方案,本發(fā)明所述一種設(shè)有擺動爪手的手術(shù)機器人的工作原理如下:第一,醫(yī)務(wù)人員手握操縱手,旋轉(zhuǎn)大臂或腰轉(zhuǎn)部件,使擺動臂上的機械爪手處于待取物體處;第二,曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿擺動,搖桿通過伸縮桿驅(qū)動滑桿相對爪手機架作橫向移動,第一連桿驅(qū)動第一鎖緊體下降,第二連桿驅(qū)動第二鎖緊體上升,第一鎖緊體帶動第一滑銷下降,由于第一滑行槽傾斜設(shè)置,因此,豎直下降的第一滑銷可驅(qū)使第一對爪手中任一爪手圍繞其與爪手機架的鉸接處旋轉(zhuǎn),如此,第一對爪手作相向擺動;同時,第二鎖緊體帶動第二滑銷上升,由于第二滑行槽傾斜設(shè)置(第二滑行槽傾斜的方向與第一滑行槽傾斜的方向相反),因此,豎直上升的第二滑銷驅(qū)使第二對爪手中任一爪手圍繞其與爪手機架的鉸接處旋轉(zhuǎn),如此,第二對爪手作相向擺動;至此,兩對爪手呈收攏狀,用于抓取物體,此時,搖桿擺動至最左端且停留在最左端;第三,在醫(yī)務(wù)人員通過操作手將物體移出醫(yī)患身體后,曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿再次動作,從最左端擺動至最右端,驅(qū)動滑桿作反向的橫向移動,第一連桿驅(qū)動第一鎖緊體上升,第二連桿驅(qū)動第二鎖緊體下降,第一鎖緊體帶動第一滑銷上升,同時,第二鎖緊體帶動第二滑銷下降,兩對爪手呈收張開狀,用于釋放抓取的物體;第四,在第一驅(qū)動單元的驅(qū)動下,擺動臂的擺動可帶動其上的機械爪手擺動,在第二驅(qū)動單元的驅(qū)動下,機械爪手可旋轉(zhuǎn)。

通過上述技術(shù)方案,第一對爪手連接第一鎖緊體,第二對爪手連接第二鎖緊體,曲柄搖桿機構(gòu)通過第一連桿和第二連桿驅(qū)動第一鎖緊體和第二鎖緊體作反向的移動,使第一對爪手和第二對爪手同時動作且運動幅度相同,便于準確和完全地抓取病患體內(nèi)物體。上述機械爪手配合可轉(zhuǎn)動的腰轉(zhuǎn)部件和大臂,以及擺動臂,方便醫(yī)務(wù)人員從病患體內(nèi)取物。

作為本發(fā)明對機械爪手的一種說明,所述爪手機架包括安裝在擺動臂前端的爪手機架底板、豎直設(shè)置在爪手機架底板上的爪手機架支撐桿、固定在爪手機架支撐桿頂部的爪手機架頂板;所述爪手驅(qū)動機構(gòu)安裝在爪手機架底板上且位于爪手機架頂板的下方,所述爪手機架頂板上開設(shè)四個鉸接孔,兩對爪手中的四個爪手相應(yīng)地鉸接在四個鉸接孔內(nèi)。按上述說明,每個鉸接孔內(nèi)固定有鉸接銷,四個爪手以一對一的方式通過鉸接銷鉸接在四個鉸接孔內(nèi)。任一爪手的底端位于鉸接孔的下方,即,傾斜的第一滑行槽和第二滑行槽均位于鉸接孔的下方。

作為本發(fā)明對機械爪手的一種說明,所述爪手機架上設(shè)有集成的攝像頭和照明裝置,所述集成的攝像頭和照明裝置位于兩對爪手之間。所述攝像頭與顯示器電連接,在照明裝置的照明下,醫(yī)務(wù)人員可從顯示器上觀察到位于機械爪手前方的物體。

作為本發(fā)明對機械爪手的一種說明,所述支架體包括底座、支板;所述底座固定設(shè)置在爪手機架上,所述導向桿固定在底座上,所述支板水平固定在導向桿的頂部;所述第一鎖緊體包括第一升降底盤、一對第一導向柱、第一鎖緊塊、第一凹形塊;所述第一連桿鉸接在第一升降底盤上,第一升降底盤開設(shè)第一導向槽口,所述第一導向槽口與導向桿滑動配合;所述一對第一導向柱豎直設(shè)置在第一升降底盤上,所述支板上開設(shè)一對第一導向孔,一對第一導向柱以一對一的方式配合在一對第一導向孔內(nèi),所述第一鎖緊塊安裝在第一導向柱的頂部,所述第一凹形塊安裝在第一鎖緊塊的頂部,所述第一滑銷安裝在第一凹形塊的頂部;所述第二鎖緊體包括第二升降底盤、第二導向柱、鎖緊盤、第二凹形塊;所述第二連桿鉸接在第二升降底盤上,第二升降底盤開設(shè)第二導向槽口,所述第二導向槽口與導向桿滑動配合;所述第二導向柱豎直設(shè)置在第二升降底盤上,第二升降底盤位于第一升降底盤的下方;所述第一升降底盤開設(shè)第二導向孔,所述支板上開設(shè)第三導向孔,所述第二導向柱向上穿過第二導向孔和第三導向孔;所述鎖緊盤水平安裝在第二導向柱的頂部,所述第二凹形塊安裝在鎖緊盤上,所述第二滑銷安裝在第二凹形塊的頂部;所述鎖緊盤上開設(shè)第四導向孔,所述第一導向柱穿過第四導向孔,所述第一鎖緊塊位于鎖緊盤的上方。

按上述說明,曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿同時驅(qū)動第一連桿和第二連桿動作,第一連桿驅(qū)動第一升降底盤升降,第二連桿驅(qū)動第二升降底盤升降,第一升降底盤的升降在第一導向槽口和導向桿的導向下進行,第二升降底盤的升降在第二導向槽口和導向桿的導向下進行。

作為本發(fā)明對機械爪手的一種說明,所述爪手機架上設(shè)有橫向?qū)驂K,橫向?qū)驂K開設(shè)橫向?qū)虿?,第一升降底盤位于橫向?qū)驂K的上方,第二升降底盤位于橫向?qū)驂K的下方,所述滑桿上設(shè)有方形滑塊,方形滑塊與橫向?qū)虿刍瑒优浜?;所述曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿鉸接在支架體的底座上,曲柄搖桿機構(gòu)中的曲柄與第一電機聯(lián)接,第一電機安裝在底座上。按上述說明,滑桿通過其上的方形滑塊在橫向?qū)虿蹆?nèi)滑動。

作為本發(fā)明對底座體的一種說明,所述底座體上設(shè)有左右對稱的第一水平導軌和第二水平導軌,第一水平導軌上滑動配合有第一水平滑塊,第二水平導軌上滑動配合有第二水平滑塊,所述腰轉(zhuǎn)部件水平橫向設(shè)置,腰轉(zhuǎn)部件的左右兩端呈圓柱狀,腰轉(zhuǎn)部件的左端樞接在第一水平滑塊內(nèi),腰轉(zhuǎn)部件的右端樞接在第二水平滑塊內(nèi);所述大臂豎直設(shè)置,大臂的底端樞接在腰轉(zhuǎn)部件的中部,所述操作手安裝在大臂的頂端,所述小臂固定在大臂的中部,所述擺動臂安裝在小臂的頂部。按上述說明,腰轉(zhuǎn)部件可沿第一水平導軌和第二水平導軌移動,以增加機械爪手的運動空間。

作為本發(fā)明對底座體的一種說明,所述底座體上設(shè)有剎車結(jié)構(gòu),剎車結(jié)構(gòu)包括固定在底座體上的一對支板、樞接在一對支板上的剎車桿、一端與剎車桿固定連接的剎車旋轉(zhuǎn)組件、一端與剎車旋轉(zhuǎn)組件另一端鉸接的剎車連接組件、與剎車連接組件另一端鉸接的杠桿組件,杠桿組件的中部鉸接在支板上,所述剎車桿的橫截面呈正六邊形;所述第二水平滑塊上設(shè)有制動板,制動板與第二水平滑塊通過伸縮彈簧連接,制動板位于腰轉(zhuǎn)部件右端面的旁側(cè),所述剎車桿緊貼制動板。按上述說明,醫(yī)務(wù)人員按壓杠桿組件的一端,杠桿組件圍繞其與支板鉸接處翹動,杠桿組件通過剎車連接組件帶動剎車旋轉(zhuǎn)組件旋轉(zhuǎn),剎車旋轉(zhuǎn)組件驅(qū)動剎車桿旋轉(zhuǎn),剎車桿的棱線朝左而抵在制動板上,進而,制動板的左側(cè)抵在腰轉(zhuǎn)部件右端面上,對腰轉(zhuǎn)部件進行制動;當工作人員按壓杠桿組件的另一端而使杠桿組件復(fù)位時,杠桿組件通過剎車連接組件帶動剎車旋轉(zhuǎn)組件反向旋轉(zhuǎn),剎車旋轉(zhuǎn)組件驅(qū)動剎車桿反向旋轉(zhuǎn),剎車桿的棱線離開制動板而不再驅(qū)使制動板向左移動而制動腰轉(zhuǎn)部件。

上述剎車結(jié)構(gòu)中,所述剎車旋轉(zhuǎn)組件包括與剎車桿固定連接的剎車旋轉(zhuǎn)座、與剎車旋轉(zhuǎn)座固定連接的剎車旋轉(zhuǎn)桿;所述剎車連接組件包括與剎車旋轉(zhuǎn)桿鉸接的第二剎車連接桿、與第二剎車連接桿固定連接的第一剎車連接桿;所述杠桿組件包括與第一剎車連接桿鉸接的剎車支座、與剎車支座固定連接的剎車襯板,所述剎車支座鉸接在支板上。

所述底座體上設(shè)有第二剎車結(jié)構(gòu),第二剎車結(jié)構(gòu)包括固定在底座體上的一對第二支板、樞接在一對第二支板上的第二剎車桿、一端與第二剎車桿固定連接的第二剎車旋轉(zhuǎn)組件、一端與第二剎車旋轉(zhuǎn)組件另一端鉸接的第二剎車連接組件、與第二剎車連接組件另一端鉸接的第二杠桿組件,第二杠桿組件的中部鉸接在第二支板上,所述第二剎車桿的橫截面呈正六邊形;所述第一水平滑塊上設(shè)有第二制動板,第二制動板與第一水平滑塊通過第二伸縮彈簧連接,第二制動板位于腰轉(zhuǎn)部件左端面的旁側(cè),所述第二剎車桿緊貼第二制動板;所述底座體上設(shè)有立桿,立桿的頂部設(shè)有第三滑銷,第三滑銷上配合有杠桿,杠桿的中部開設(shè)與第三滑銷滑動配合的條形滑槽,杠桿的左端與剎車結(jié)構(gòu)中的杠桿組件鉸接,杠桿的右端與第二剎車結(jié)構(gòu)中的第二杠桿組件鉸接。按上述說明,剎車結(jié)構(gòu)和第二剎車結(jié)構(gòu)左右對稱設(shè)置,兩者的結(jié)構(gòu)和功能相同,操作中,醫(yī)務(wù)人員按動杠桿組件,即可通過杠桿驅(qū)動第二杠桿組件聯(lián)動,同理,醫(yī)務(wù)人員按動第二杠桿組件,即可通過杠桿驅(qū)動杠桿組件聯(lián)動。聯(lián)動的剎車結(jié)構(gòu)和第二剎車結(jié)構(gòu)同時對腰轉(zhuǎn)部件的右端和左端進行制動。

作為本發(fā)明對小臂與擺動臂連接關(guān)系的一種說明,所述小臂的前端開設(shè)一凹形豁口,所述擺動臂樞接在凹形豁口內(nèi)。按上述說明,所述擺動臂在小臂的凹形豁口內(nèi)擺動。

作為本發(fā)明對第一驅(qū)動單元的一種說明,所述第一驅(qū)動單元包括安裝在小臂上的第一電機、聯(lián)接第一電機與擺動臂的第一傳動單元;所述第一傳動單元包括樞接在小臂上且同軸設(shè)置的第二齒輪和第三齒輪、樞接在小臂上且同軸設(shè)置的第四齒輪和第一同步帶輪、樞接在小臂上的第三軸、固定安裝在第三軸上的第二同步帶輪;所述第一電機的輸出軸上安裝有第一齒輪,第一齒輪與第二齒輪嚙合,第三齒輪與第四齒輪嚙合,第一同步帶輪通過同步帶與第二同步帶輪聯(lián)接,第三軸與擺動臂固定連接。按上述說明,第一電機將動力依次經(jīng)第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、第一同步帶、第二同步帶傳遞給第三軸,第三軸驅(qū)動擺動臂擺動。

作為本發(fā)明對第二驅(qū)動單元的一種說明,所述第二驅(qū)動單元包括安裝在擺動臂上的第二電機、聯(lián)接第二電機與機械爪手的第二傳動單元;所述第二傳動單元包括與第二電機輸出軸聯(lián)接的減速器、與減速器輸出端連接的旋轉(zhuǎn)盤,機械爪手安裝在旋轉(zhuǎn)盤上。

作為本發(fā)明對腰轉(zhuǎn)部件和大臂之間關(guān)系的一種說明,所述腰轉(zhuǎn)部件上設(shè)有大臂剎車結(jié)構(gòu),所述大臂剎車結(jié)構(gòu)包括固定設(shè)置在腰轉(zhuǎn)部件上的基盤、安裝在基盤上的一對制動片、滑動設(shè)置在基盤上的解鎖滑塊;所述大臂上固定有制動盤,一對制動片左右對稱設(shè)置在制動盤的外圍,一對制動片的一端鉸接而另一端彈性連接;所述解鎖滑塊彈性連接在基盤上,解鎖滑塊上設(shè)有可平移入一對制動片彈性連接一端以張開一對制動片的楔形塊。按上述說明,在操作中,醫(yī)務(wù)人員一手中的四指握住操作手,剩余一指可按壓楔形塊,推動解鎖滑塊向基盤的中心平移,楔形塊平移入一對制動片彈性連接的一端以張開一對制動片,如此,大臂由初始的被一對制動片摩擦制動的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺杂尚D(zhuǎn)的狀態(tài)。

關(guān)于上述大臂剎車結(jié)構(gòu),所述基盤通過支撐柱固定在腰轉(zhuǎn)部件上;所述支撐柱上設(shè)有鉸接銷;所述一對制動片包括位于左側(cè)的第一制動片和位于右側(cè)的第二制動片,第一制動片的左端與第二制動片的左端鉸接在鉸接銷上,第一制動片的右端與第二制動片的右端通過第一伸縮彈簧彈性連接;第一制動片的右端設(shè)有第一頂柱,第二制動片的右端設(shè)有第二頂柱,第一頂柱和第二頂柱相向設(shè)置,第一頂柱和第二頂柱位于第一伸縮彈簧內(nèi);所述第一制動片和第二制動片均呈半圓形,第一制動片和第二制動片包圍制動盤。按上述說明,第一伸縮彈簧具有使第一制動片和第二制動片合攏的趨勢,而第一頂柱和第二頂柱的設(shè)置則具有阻擋該種趨勢的作用。

關(guān)于上述大臂剎車結(jié)構(gòu),所述解鎖滑塊上設(shè)有一對定位銷,一對定位銷與楔形塊前后設(shè)置在解鎖滑塊上;所述一對定位銷包括左右對稱設(shè)置的第一定位銷和第二定位銷,所述第一制動片的右端設(shè)有第一定位孔,第二制動片的右端設(shè)有第二定位孔,在第一伸縮彈簧的彈力下,當?shù)谝豁斨c第二頂柱相抵時,平移的解鎖滑塊上的第一定位銷和第二定位銷可相應(yīng)地插入第一定位孔和第二定位孔內(nèi)。按上述說明,當醫(yī)務(wù)人員推動解鎖滑塊向基盤的中心平移時,第一定位銷和第二定位銷脫離第一定位孔和第二定位孔,同時,楔形塊伸入第一制動片右端和第二制動片右端之間,并將其張開;在醫(yī)務(wù)人員釋放解鎖滑塊后,解鎖滑塊復(fù)位,楔形塊離開第一制動片右端和第二制動片右端,同時,第一定位銷和第二定位銷相應(yīng)地插入第一定位孔和第二定位孔,以鎖定一對制動片。

關(guān)于上述大臂剎車結(jié)構(gòu),所述基盤上設(shè)有豎立塊,豎立塊上設(shè)有第二伸縮彈簧,第二伸縮彈簧的一端連接豎立塊,第二伸縮彈簧的另一端連接解鎖滑塊。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明:

圖1為本發(fā)明一種設(shè)有擺動爪手的手術(shù)機器人的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為圖1中剎車結(jié)構(gòu)70、第二剎車結(jié)構(gòu)700的組合結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為圖2中剎車結(jié)構(gòu)70的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為圖1中小臂24、擺動臂80、機械爪手30的組合結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為圖4中機械爪手30的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6為圖4中第一對爪手51中任一爪手的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7為圖4中第二對爪手52中任一爪手的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖8為圖4中第一凹形塊625的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖9為圖1中大臂剎車結(jié)構(gòu)90的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖10為圖9中解鎖滑塊923的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中符號說明:

10、底座體;11、第一水平導軌;12、第二水平導軌;13、第一水平滑塊;130、第二制動板;14、第二水平滑塊;140、制動板;

21、腰轉(zhuǎn)部件;22、大臂;23、操作手;24、小臂;

30、機械爪手;

40、爪手機架;41、爪手機架底板;42、爪手機架支撐桿;43、爪手機架頂板;44、集成的攝像頭和照明裝置;45、橫向?qū)驂K;

50、兩對爪手;51、第一對爪手;511、第一滑行槽;512、第一鉸接孔;52、第二對爪手;521、第二滑行槽;522、第二鉸接孔;

60、爪手驅(qū)動機構(gòu);613、導向桿;614、底座;615、支板;621、第一滑銷;622、第一升降底盤;623、第一導向柱;624、第一鎖緊塊;625、第一凹形塊;626、第一導向槽口;632、第二升降底盤;633、第二導向柱;634、鎖緊盤;635、第二凹形塊;636、第二導向槽口;641、滑桿;642、第一連桿;643、第二連桿;644、伸縮桿;645、搖桿;646、第一電機;

70、剎車結(jié)構(gòu);701、支板;71、剎車桿;72、剎車旋轉(zhuǎn)組件;721、剎車旋轉(zhuǎn)座;722、剎車旋轉(zhuǎn)桿;73、剎車連接組件;731、第一剎車連接桿;732、第二剎車連接桿;74、杠桿組件;741、剎車支座;742、剎車襯板;700、第二剎車結(jié)構(gòu);75、立桿;76、第三滑銷;77、杠桿;

80、擺動臂;81、第一齒輪;82、第二齒輪;84、第四齒輪;85、第一同步帶輪;86、第三軸;87、第二同步帶輪;88、同步帶;89、旋轉(zhuǎn)盤;

90、大臂剎車結(jié)構(gòu);912、制動盤;921、基盤;922、制動片;9221、第一伸縮彈簧;9222、定位孔;923、解鎖滑塊;924、楔形塊;925、支撐柱;927、定位銷;928、豎立塊;9281、第二伸縮彈簧。

具體實施方式

如圖1,一種設(shè)有擺動爪手的手術(shù)機器人,包括底座體10、樞接在底座體上的腰轉(zhuǎn)部件21、樞接在腰轉(zhuǎn)部件上的大臂22、安裝在大臂上的操作手23、固定在大臂上的小臂24、樞接在小臂前端的擺動臂80、驅(qū)動擺動臂擺動的第一驅(qū)動單元、安裝在擺動臂前端的機械爪手30、驅(qū)動機械爪手旋轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動單元;所述擺動臂擺動時的中心線垂直于機械爪手的旋轉(zhuǎn)中心線,腰轉(zhuǎn)部件繞底座體轉(zhuǎn)動,大臂繞腰轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動。

如圖4,所述小臂24的前端開設(shè)一凹形豁口,所述擺動臂80樞接在凹形豁口內(nèi)。所述第一驅(qū)動單元包括安裝在小臂24上的第一電機、聯(lián)接第一電機與擺動臂的第一傳動單元;所述第一傳動單元包括樞接在小臂上且同軸設(shè)置的第二齒輪82和第三齒輪、樞接在小臂上且同軸設(shè)置的第四齒輪84和第一同步帶輪85、樞接在小臂上的第三軸86、固定安裝在第三軸上的第二同步帶輪87;所述第一電機的輸出軸上安裝有第一齒輪81,第一齒輪與第二齒輪嚙合,第三齒輪與第四齒輪嚙合,第一同步帶輪通過同步帶88與第二同步帶輪聯(lián)接,第三軸與擺動臂固定連接。所述第二驅(qū)動單元包括安裝在擺動臂上的第二電機、第二傳動單元;所述第二傳動單元包括與第二電機輸出軸聯(lián)接的減速器、與減速器輸出端連接的旋轉(zhuǎn)盤89,機械爪手30安裝在旋轉(zhuǎn)盤上。

結(jié)合圖5至圖8,所述機械爪手包括爪手機架40、鉸接在爪手機架上的兩對爪手50、安裝在爪手機架上用于驅(qū)動兩對爪手動作的爪手驅(qū)動機構(gòu)60。所述爪手驅(qū)動機構(gòu)包括支架體、第一鎖緊體、第二鎖緊體;所述支架體上設(shè)有曲柄搖桿驅(qū)動機構(gòu),曲柄搖桿驅(qū)動機構(gòu)包括與爪手機架滑動配合的滑桿641、與滑桿鉸接的第一連桿642和第二連桿643、與滑桿鉸接的伸縮桿644、曲柄搖桿機構(gòu);所述第一連桿與第一鎖緊體鉸接,第二連桿與第二鎖緊體鉸接,曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿645中空,伸縮桿活動插設(shè)在搖桿中;支架體上設(shè)有對第一鎖緊體和第二鎖緊體的升降進行導向的導向桿613。所述兩對爪手中的第一對爪手51中的兩個爪手左右對稱設(shè)置,兩對爪手中的第二對爪手52中的兩個爪手前后對稱設(shè)置,第一對爪手中的兩個爪手的底部開設(shè)傾斜設(shè)置的第一滑行槽511,第二對爪手中的兩個爪手的底部開設(shè)傾斜設(shè)置的第二滑行槽521,所述第一鎖緊體的頂部設(shè)有與第一滑行槽滑動配合的第一滑銷621,第二鎖緊體的頂部設(shè)有與第二滑行槽滑動配合的第二滑銷。

機械爪手30中,所述爪手機架40包括安裝在擺動臂前端的爪手機架底板41、豎直設(shè)置在爪手機架底板上的爪手機架支撐桿42、固定在爪手機架支撐桿頂部的爪手機架頂板43;所述爪手驅(qū)動機構(gòu)60安裝在爪手機架底板上且位于爪手機架頂板的下方,所述爪手機架頂板上開設(shè)四個鉸接孔,兩對爪手中的四個爪手相應(yīng)地鉸接在四個鉸接孔內(nèi)。

機械爪手30中,所述爪手機架上設(shè)有集成的攝像頭和照明裝置44,所述集成的攝像頭和照明裝置位于兩對爪手之間。

機械爪手30中,所述支架體包括底座614、支板615;所述底座固定設(shè)置在爪手機架40上,所述導向桿613固定在底座上,所述支板水平固定在導向桿的頂部。所述第一鎖緊體包括第一升降底盤622、一對第一導向柱623、第一鎖緊塊624、第一凹形塊625;所述第一連桿642鉸接在第一升降底盤上,第一升降底盤開設(shè)第一導向槽口626,所述第一導向槽口與導向桿滑動配合;所述一對第一導向柱豎直設(shè)置在第一升降底盤上,所述支板上開設(shè)一對第一導向孔,一對第一導向柱以一對一的方式配合在一對第一導向孔內(nèi),所述第一鎖緊塊安裝在第一導向柱的頂部,所述第一凹形塊安裝在第一鎖緊塊的頂部,所述第一滑銷621安裝在第一凹形塊的頂部。所述第二鎖緊體包括第二升降底盤632、第二導向柱633、鎖緊盤634、第二凹形塊635;所述第二連桿643鉸接在第二升降底盤上,第二升降底盤開設(shè)第二導向槽口636,所述第二導向槽口與導向桿滑動配合;所述第二導向柱豎直設(shè)置在第二升降底盤上,第二升降底盤位于第一升降底盤的下方;所述第一升降底盤開設(shè)第二導向孔,所述支板上開設(shè)第三導向孔,所述第二導向柱向上穿過第二導向孔和第三導向孔;所述鎖緊盤水平安裝在第二導向柱的頂部,所述第二凹形塊安裝在鎖緊盤上,所述第二滑銷安裝在第二凹形塊的頂部;所述鎖緊盤上開設(shè)第四導向孔,所述第一導向柱穿過第四導向孔,所述第一鎖緊塊位于鎖緊盤的上方。

機械爪手30中,所述爪手機架40上設(shè)有橫向?qū)驂K45,橫向?qū)驂K開設(shè)橫向?qū)虿郏谝簧档妆P622位于橫向?qū)驂K的上方,第二升降底盤632位于橫向?qū)驂K的下方,所述滑桿641上設(shè)有方形滑塊,方形滑塊與橫向?qū)虿刍瑒优浜?;所述曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿645鉸接在支架體的底座614上,曲柄搖桿機構(gòu)中的曲柄與第一電機646聯(lián)接,第一電機安裝在底座上。

如圖1,所述底座體10上設(shè)有左右對稱的第一水平導軌11和第二水平導軌12,第一水平導軌上滑動配合有第一水平滑塊13,第二水平導軌上滑動配合有第二水平滑塊14,所述腰轉(zhuǎn)部件21水平橫向設(shè)置,腰轉(zhuǎn)部件的左右兩端呈圓柱狀,腰轉(zhuǎn)部件的左端樞接在第一水平滑塊內(nèi),腰轉(zhuǎn)部件的右端樞接在第二水平滑塊內(nèi);所述大臂22豎直設(shè)置,大臂的底端樞接在腰轉(zhuǎn)部件的中部,所述操作手23安裝在大臂的頂端,所述小臂24固定在大臂的中部,所述擺動臂80安裝在小臂的頂部。

結(jié)合圖1至圖3,所述底座體10上設(shè)有剎車結(jié)構(gòu)70,剎車結(jié)構(gòu)包括固定在底座體上的一對支板701、樞接在一對支板上的剎車桿71、一端與剎車桿固定連接的剎車旋轉(zhuǎn)組件72、一端與剎車旋轉(zhuǎn)組件另一端鉸接的剎車連接組件73、與剎車連接組件另一端鉸接的杠桿組件74,杠桿組件的中部鉸接在支板上,所述剎車桿的橫截面呈正六邊形;所述第二水平滑塊14上設(shè)有制動板140,制動板與第二水平滑塊通過伸縮彈簧連接,制動板位于腰轉(zhuǎn)部件21右端面的旁側(cè),所述剎車桿緊貼制動板。

剎車結(jié)構(gòu)70中,所述剎車旋轉(zhuǎn)組件72包括與剎車桿71固定連接的剎車旋轉(zhuǎn)座721、與剎車旋轉(zhuǎn)座固定連接的剎車旋轉(zhuǎn)桿722;所述剎車連接組件73包括與剎車旋轉(zhuǎn)桿鉸接的第二剎車連接桿732、與第二剎車連接桿固定連接的第一剎車連接桿731;所述杠桿組件74包括與第一剎車連接桿鉸接的剎車支座741、與剎車支座固定連接的剎車襯板742,所述剎車支座鉸接在支板701上。

結(jié)合圖1至圖3,上述底座體10上設(shè)有第二剎車結(jié)構(gòu)700,第二剎車結(jié)構(gòu)包括固定在底座體10上的一對第二支板、樞接在一對第二支板上的第二剎車桿、一端與第二剎車桿固定連接的第二剎車旋轉(zhuǎn)組件、一端與第二剎車旋轉(zhuǎn)組件另一端鉸接的第二剎車連接組件、與第二剎車連接組件另一端鉸接的第二杠桿組件,第二杠桿組件的中部鉸接在第二支板上,所述第二剎車桿的橫截面呈正六邊形;所述第一水平滑塊13上設(shè)有第二制動板130,第二制動板與第一水平滑塊通過第二伸縮彈簧連接,第二制動板位于腰轉(zhuǎn)部件21左端面的旁側(cè),所述第二剎車桿緊貼第二制動板。所述底座體上設(shè)有立桿75,立桿的頂部設(shè)有第三滑銷76,第三滑銷上配合有杠桿77,杠桿的中部開設(shè)與第三滑銷滑動配合的條形滑槽,杠桿的左端與剎車結(jié)構(gòu)70中的杠桿組件74鉸接,杠桿的右端與第二剎車結(jié)構(gòu)700中的第二杠桿組件鉸接。

結(jié)合圖1、圖9、圖10,所述腰轉(zhuǎn)部件21上設(shè)有大臂剎車結(jié)構(gòu)90,所述大臂剎車結(jié)構(gòu)包括固定設(shè)置在腰轉(zhuǎn)部件上的基盤921、安裝在基盤上的一對制動片922、滑動設(shè)置在基盤上的解鎖滑塊923;所述大臂上固定有制動盤,一對制動片左右對稱設(shè)置在制動盤的外圍,一對制動片的一端鉸接而另一端彈性連接;所述解鎖滑塊彈性連接在基盤上,解鎖滑塊上設(shè)有可平移入一對制動片彈性連接一端以張開一對制動片的楔形塊924。

上述大臂剎車結(jié)構(gòu)90中,所述基盤通過支撐柱925固定在腰轉(zhuǎn)部件上;支撐柱上設(shè)有鉸接銷;所述一對制動片包括位于左側(cè)的第一制動片和位于右側(cè)的第二制動片,第一制動片的左端與第二制動片的左端鉸接在鉸接銷上,第一制動片的右端與第二制動片的右端通過第一伸縮彈簧彈性9221連接;第一制動片的右端設(shè)有第一頂柱,第二制動片的右端設(shè)有第二頂柱,第一頂柱和第二頂柱相向設(shè)置,第一頂柱和第二頂柱位于第一伸縮彈簧內(nèi);所述第一制動片和第二制動片均呈半圓形,第一制動片和第二制動片包圍制動盤912。

上述大臂剎車結(jié)構(gòu)90中,所述解鎖滑塊上設(shè)有一對定位銷927,一對定位銷與楔形塊前后設(shè)置在解鎖滑塊上;所述一對定位銷包括左右對稱設(shè)置的第一定位銷和第二定位銷,所述第一制動片的右端設(shè)有第一定位孔9222,第二制動片的右端設(shè)有第二定位孔,在第一伸縮彈簧的彈力下,當?shù)谝豁斨c第二頂柱相抵時,平移的解鎖滑塊上的第一定位銷和第二定位銷可相應(yīng)地插入第一定位孔和第二定位孔內(nèi)。

上述大臂剎車結(jié)構(gòu)90中,所述基盤上設(shè)有豎立塊928,豎立塊上設(shè)有第二伸縮彈簧9281,第二伸縮彈簧的一端連接豎立塊,第二伸縮彈簧的另一端連接解鎖滑塊。

實際操作中,本發(fā)明所述一種設(shè)有擺動爪手的手術(shù)機器人的工作流程如下:

第一,醫(yī)務(wù)人員手握操縱手23,旋轉(zhuǎn)大臂22或腰轉(zhuǎn)部件21,或者使腰轉(zhuǎn)部件21沿第一水平導軌11和第二水平導軌12平移,使擺動臂80上的機械爪手30接近待取物體處。

第二,在第一驅(qū)動單元的驅(qū)動下,擺動臂80的擺動可帶動其上的機械爪手30擺動,在第二驅(qū)動單元的驅(qū)動下,機械爪手30可旋轉(zhuǎn)。

第三,機械爪手30中,曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿645擺動,搖桿通過伸縮桿644驅(qū)動滑桿641在爪手機架40上的橫向?qū)驂K45的橫向?qū)虿圩鳈M向移動,第一連桿642驅(qū)動第一鎖緊體下降,第二連桿643驅(qū)動第二鎖緊體上升,第一鎖緊體帶動第一滑銷621下降,由于第一滑行槽511傾斜設(shè)置,因此,豎直下降的第一滑銷可驅(qū)使第一對爪手51中任一爪手圍繞其與爪手機架40的鉸接處旋轉(zhuǎn),如此,第一對爪手51作相向擺動;同時,第二鎖緊體帶動第二滑銷上升,由于第二滑行槽傾斜設(shè)置(第二滑行槽傾斜的方向與第一滑行槽傾斜的方向相反),因此,豎直上升的第二滑銷驅(qū)使第二對爪手52中任一爪手圍繞其與爪手機架40的鉸接處旋轉(zhuǎn),如此,第二對爪手作相向擺動;至此,兩對爪手呈收攏狀,用于抓取物體,此時,搖桿645擺動至最左端且停留在最左端。

第四,在醫(yī)務(wù)人員通過操作手23將物體移出醫(yī)患身體后,曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿645再次動作,從最左端擺動至最右端,驅(qū)動滑桿641作反向的橫向移動,第一連桿642驅(qū)動第一鎖緊體上升,第二連桿643驅(qū)動第二鎖緊體下降,第一鎖緊體帶動第一滑銷621上升,同時,第二鎖緊體帶動第二滑銷下降,兩對爪手呈收張開狀,用于釋放抓取的物體。

以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施方式,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,依據(jù)本發(fā)明的思想,在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。

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