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軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):11639900閱讀:187來(lái)源:國(guó)知局
軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域,具體來(lái)說(shuō)是一種軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)。



背景技術(shù):

專利號(hào)為201310342896.7的發(fā)明專利公開(kāi)了一種軟鏡手術(shù)輔助機(jī)械手系統(tǒng)及其控制方法,包括用于使軟鏡五維運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手;用于收集和處理操作桿和觸摸屏的控制信號(hào),并通過(guò)通訊模塊將控制信號(hào)傳輸給執(zhí)行控制器的中央控制器;用于接收控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)實(shí)現(xiàn)五維運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行控制器;用于安裝操作桿、觸摸顯示屏和控制輔助設(shè)備的控制操作臺(tái);其中,執(zhí)行控制器通過(guò)線纜分別連接機(jī)械手和控制操作臺(tái),控制操作臺(tái)安放在手術(shù)室外。

但是,上述發(fā)明存在下述缺點(diǎn):

1、軟鏡撥盤夾持不穩(wěn),容易脫落。其軟鏡撥盤機(jī)構(gòu)采用電機(jī)轉(zhuǎn)軸頂端的固定卡直接與軟鏡撥盤固定連接的方式來(lái)構(gòu)成軟鏡撥盤機(jī)構(gòu),此種結(jié)構(gòu)是兩個(gè)剛性部件構(gòu)成,容易因?yàn)閾鼙P和固定卡的不同軸運(yùn)動(dòng)而使撥盤脫落。

2、軟鏡夾持器無(wú)法適配不同型號(hào)的軟鏡,夾持穩(wěn)定性不夠,而且也無(wú)法滿足快速便捷地安裝和拆卸軟鏡的要求。

其軟鏡夾持器依靠第一調(diào)整螺釘和夾持移動(dòng)塊來(lái)固定軟鏡,在操作時(shí)需要擰緊第一調(diào)整螺釘,不僅固定很不方便,而且容易因第一調(diào)整螺釘松弛而導(dǎo)致軟鏡晃動(dòng);更為重要的是,其軟鏡夾持器的本體上設(shè)有螺栓孔,直接利用螺栓將本體與機(jī)械手固定連接,而無(wú)法調(diào)整本體相對(duì)于機(jī)械手的位置和角度,這樣在使用不同型號(hào)的軟鏡時(shí),因?yàn)椴煌吞?hào)的軟鏡在結(jié)構(gòu)上具有細(xì)微差別,因此該固定方式必然存在軟鏡固定位置不準(zhǔn)確、精度不高的問(wèn)題。更進(jìn)一步地說(shuō),在手術(shù)過(guò)程中,夾持器需要多次快速便捷地安裝和拆卸軟鏡,上述軟鏡夾持器不僅無(wú)法適配不同型號(hào)的軟鏡,而且也無(wú)法快速便捷地安裝和拆卸軟鏡。

3、控制端的設(shè)計(jì)難以精確控制執(zhí)行端,尤其是需要同時(shí)操作多個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)時(shí),更難準(zhǔn)確操控。其各個(gè)操作桿只能向主控制器發(fā)出方向信號(hào),主控制器根據(jù)收到的方向信號(hào)來(lái)控制執(zhí)行端動(dòng)作,這種操作方式的弊端如下:a、難以保證執(zhí)行端的控制精度,因?yàn)椴僮鳁U的動(dòng)作與執(zhí)行端的動(dòng)作之間存在一定的時(shí)間延遲,特別是遠(yuǎn)程控制的時(shí)候,當(dāng)操作人員通過(guò)遠(yuǎn)程的觀察或者其它信號(hào)得知執(zhí)行端已經(jīng)執(zhí)行到位而停止操作桿的動(dòng)作時(shí),執(zhí)行端仍然要繼續(xù)動(dòng)作一定時(shí)間,從而造成了執(zhí)行端位置的偏差,這對(duì)于醫(yī)療等技術(shù)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是不可接受的;b、無(wú)法從操作桿的位置、狀態(tài)直接地觀察到執(zhí)行端的位置、狀態(tài),也就是說(shuō),操作桿只能提供給執(zhí)行端的運(yùn)動(dòng)方向的信號(hào),操作桿自身的位置、狀態(tài)(例如說(shuō)旋轉(zhuǎn)或傾斜角度)等與執(zhí)行端的位置、狀態(tài)完全無(wú)關(guān),操作人員只能通過(guò)其他途徑來(lái)獲知執(zhí)行端的位置、狀態(tài),不僅具有延時(shí),而且出錯(cuò)的機(jī)會(huì)也多。c、當(dāng)需要同時(shí)控制多個(gè)執(zhí)行端的多自由度運(yùn)動(dòng)時(shí),由于操作桿發(fā)出的是方向信號(hào),因此人手難以同時(shí)精確控制多個(gè)執(zhí)行端,使其停止在預(yù)定的位置及狀態(tài)。

4、軟鏡軟體部分沒(méi)有支撐,容易下垂、折彎從而導(dǎo)致軟鏡容易損壞并造成操控精度差。

基于上述問(wèn)題,本發(fā)明的發(fā)明人做了針對(duì)性的改進(jìn),使得本發(fā)明的軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)更具有可靠性和實(shí)用性。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是提出一種實(shí)用的軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng),以提高輔助機(jī)器人系統(tǒng)的控制精度、便利程度和通用性。

本發(fā)明的軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)包括用于使軟鏡多自由度運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人;將操作動(dòng)作轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)的控制端;用于接收控制信號(hào)并根據(jù)控制信號(hào)來(lái)直接和/或通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人動(dòng)作的執(zhí)行端;用于收集和處理控制端的控制信號(hào),并將控制信號(hào)傳輸給執(zhí)行端的中央控制器;所述機(jī)器人由升降機(jī)械臂、水平伸縮機(jī)械臂、旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂、軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)、軟鏡夾持器組成;所述水平伸縮機(jī)械臂安裝于升降機(jī)械臂上,以使水平伸縮機(jī)械臂能夠隨升降機(jī)械臂升降;所述升降機(jī)械臂由絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)模組與升降伺服電機(jī)組成,水平伸縮機(jī)械臂由絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)模組與水平伺服電機(jī)組成;所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂為通過(guò)連接軸與水平伸縮機(jī)械臂前端相連接的“u”型機(jī)械臂,且連接軸與安裝于水平伸縮機(jī)械臂上的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)連接,以使旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂在旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng);所述軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)、軟鏡夾持器均安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂的前端。

上述機(jī)器人具有升降、前后伸縮以及轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度控制,可以控制軟鏡升降、前后伸縮以及轉(zhuǎn)動(dòng),并通過(guò)軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)來(lái)控制軟鏡前端的彎曲,從而滿足相關(guān)手術(shù)的需要。

進(jìn)一步地,所述控制端設(shè)有旋鈕及檢測(cè)旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)角度的控制編碼器,所述執(zhí)行端設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)及用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的執(zhí)行編碼器,所述控制編碼器、執(zhí)行編碼器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別與中央控制器通訊連接,中央控制器根據(jù)控制編碼器傳輸?shù)目刂菩盘?hào)以及執(zhí)行編碼器的反饋信號(hào),來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)作,使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)角度成正比;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括所述升降伺服電機(jī)、水平伺服電機(jī)及旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī),所述執(zhí)行編碼器為上述伺服電機(jī)自身所設(shè)有的編碼器。

現(xiàn)有技術(shù)中的控制端只能提供前進(jìn)或旋轉(zhuǎn)等的方向性動(dòng)作控制信號(hào),并不能提供關(guān)于控制端位置、形態(tài)的狀態(tài)控制信號(hào),因此其執(zhí)行端的動(dòng)作只能按照動(dòng)作控制信號(hào)持續(xù)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作,造成了控制的延遲和不精準(zhǔn)。而在本發(fā)明中,控制端提供的不再是前進(jìn)或旋轉(zhuǎn)等自由度的方向性動(dòng)作控制信號(hào),而是關(guān)于控制端轉(zhuǎn)動(dòng)角度的狀態(tài)控制信號(hào)(即控制端目前所處角度的角度值信號(hào)),中央控制器接收到狀態(tài)控制信號(hào)后,通過(guò)執(zhí)行編碼器來(lái)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)所處角度與控制端所處角度之間的差異,并根據(jù)該差異來(lái)控制執(zhí)行端的驅(qū)動(dòng)電機(jī),使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)向減少該角度差異的方向轉(zhuǎn)動(dòng),直到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)角度相對(duì)應(yīng)(即執(zhí)行端驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)角度成正比,比如根據(jù)預(yù)設(shè)定的控制端和執(zhí)行端的行程比例為1:1或5:1等),這樣,操作人員只要將控制端的角度轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)定角度,即可控制執(zhí)行端的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸角度也轉(zhuǎn)動(dòng)至相應(yīng)的預(yù)定角度,保證了執(zhí)行端角度控制的精確度,并避免了控制延遲而可能造成的執(zhí)行端轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)度的問(wèn)題。上述控制方式可以應(yīng)用于控制軟鏡升降、前后伸縮、彎曲以及轉(zhuǎn)動(dòng)。

上述控制編碼器可采用絕對(duì)值型編碼器,所述控制編碼器傳輸?shù)目刂菩盘?hào)為反映旋鈕當(dāng)前角度信息的信號(hào),所述執(zhí)行編碼器的反饋信號(hào)為反映執(zhí)行端當(dāng)前角度信息的信號(hào)。上述絕對(duì)值型編碼器就是對(duì)應(yīng)每個(gè)基準(zhǔn)的角度發(fā)出一個(gè)唯一與該角度對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的數(shù)值,通過(guò)外部記圈器件可以進(jìn)行多個(gè)位置的記錄和測(cè)量,從而正確檢測(cè)旋鈕及執(zhí)行端的當(dāng)前所處的角度。

進(jìn)一步地,所述控制端包括第一旋鈕、第二旋鈕、第三旋鈕和觸摸屏;所述第一旋鈕與第一控制編碼器固定連接,所述第二旋鈕與第二控制編碼器固定連接,所述第三旋鈕與第三控制編碼器固定連接;所述第一旋鈕內(nèi)部中空而形成空腔,空腔的側(cè)壁設(shè)有鏤空部,所述第二旋鈕及第二控制編碼器均安裝于空腔內(nèi),第二旋鈕的部分通過(guò)鏤空部露出于第一旋鈕外;所述第一旋鈕還設(shè)有供第二控制編碼器的導(dǎo)線引出的引線通道。操作人員可以在用手掌控第一旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),利用單個(gè)手指來(lái)同時(shí)控制第二旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng),提高了操作的方便性??梢愿鶕?jù)需要來(lái)分配第一旋鈕、第二旋鈕、第三旋鈕所控制的部件,同時(shí)可以增加第四旋鈕。上述觸摸屏也可以用來(lái)控制相應(yīng)的部件,例如說(shuō)升降機(jī)械臂的動(dòng)作。

進(jìn)一步地,所述控制端包括第一安裝板和第二安裝板,所述第一旋鈕與第一控制編碼器分別位于第一安裝板的兩側(cè),第一旋鈕的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)第一安裝板,并通過(guò)聯(lián)軸器與第一控制編碼器的轉(zhuǎn)軸固定連接;第一安裝板在位于第一控制編碼器的一側(cè)固定設(shè)有第一控制編碼器支架,所述第一控制編碼器固定于第一控制編碼器支架上;所述第二旋鈕與第二控制編碼器分別位于第二安裝板的兩側(cè),第二旋鈕的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)第二安裝板,并通過(guò)聯(lián)軸器與第二控制編碼器的轉(zhuǎn)軸固定連接;第二安裝板在位于第二控制編碼器的一側(cè)固定設(shè)有第二控制編碼器支架,所述第二控制編碼器固定于第二控制編碼器支架上;第二安裝板或第二控制編碼器支架與第一旋鈕的空腔的側(cè)壁固定連接。上述第一安裝板、第二安裝板提供了相應(yīng)旋鈕及控制編碼器的安裝基礎(chǔ),使得第一旋鈕、第二旋鈕及對(duì)應(yīng)的控制編碼器各自形成獨(dú)立、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)模塊,非常便于裝配。

進(jìn)一步地,所述第一安裝板上還通過(guò)螺栓安裝有第一調(diào)阻尼板,所述第一旋鈕的轉(zhuǎn)軸設(shè)有突出的環(huán)形板,所述第一調(diào)阻尼板與第一旋鈕的環(huán)形板之間,以及第一旋鈕的環(huán)形板與第一安裝板之間均夾設(shè)有彈性阻尼材料;所述第二安裝板上還通過(guò)螺栓安裝有第二調(diào)阻尼板,所述第二旋鈕的轉(zhuǎn)軸設(shè)有突出的環(huán)形板,所述第二調(diào)阻尼板與第二旋鈕的環(huán)形板之間,以及第二旋鈕的環(huán)形板與第二安裝板之間均夾設(shè)有彈性阻尼材料。上述旋鈕調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)動(dòng)阻尼的原理如下:調(diào)阻尼板、彈性阻尼材料、旋鈕的環(huán)形板、彈性阻尼材料、安裝板依次疊放,使得旋鈕的環(huán)形板上下兩側(cè)均與彈性阻尼材料接觸,當(dāng)調(diào)阻尼板在螺栓的作用下朝向安裝板移動(dòng)時(shí),就會(huì)增加環(huán)形板與彈性阻尼材料之間的壓力,從而增加環(huán)形板與彈性阻尼材料之間的摩擦力,提高旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)阻尼。相應(yīng)地,需要減少旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)阻尼時(shí),只需要增加調(diào)阻尼板與安裝板之間的間距即可,此處不再贅述。

進(jìn)一步地,所述第一安裝板上還通過(guò)螺栓安裝有第一穩(wěn)定盤,所述第一穩(wěn)定盤設(shè)有供第一旋鈕的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)的通孔,以提高第一旋鈕的轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定性,所述第一控制編碼器支架固定于第一穩(wěn)定盤上;所述第二安裝板上還通過(guò)螺栓安裝有第二穩(wěn)定盤,所述第二穩(wěn)定盤設(shè)有供第二旋鈕的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)的通孔,以提高第二旋鈕的轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定性,所述第二控制編碼器支架固定于第二穩(wěn)定盤上。上述穩(wěn)定盤的厚度較厚,可以增加與旋鈕轉(zhuǎn)軸的接觸長(zhǎng)度,從而穩(wěn)定旋鈕的轉(zhuǎn)軸,防止旋鈕的轉(zhuǎn)軸發(fā)生傾斜。

進(jìn)一步地,所述第一旋鈕的轉(zhuǎn)軸中空并與所述空腔連通,所述引線通道位于第一旋鈕的轉(zhuǎn)軸側(cè)壁上,并位于第一安裝板的朝向第一控制編碼器的一側(cè)。將第二控制編碼器的導(dǎo)線從第一旋鈕的轉(zhuǎn)軸側(cè)壁處引出,其引出方向基本與第一控制編碼器的導(dǎo)線方向相同,不僅可以提高接線的方便性,避免導(dǎo)線露出于第一安裝板朝向第一旋鈕的一側(cè)而影響外觀,而且該導(dǎo)線不會(huì)阻礙第一旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地,所述軟鏡夾持器包括本體和與本體配合連接的夾持蓋,以用于將軟鏡夾持于夾持蓋與本體之間;所述本體設(shè)有貫通的螺孔,所述螺孔內(nèi)安裝有中空螺栓;所述中空螺栓沿其軸向貫通設(shè)有條形孔,所述條形孔內(nèi)安裝有調(diào)整螺栓,調(diào)整螺栓的螺帽的直徑大于條形孔的寬度;所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂的端部設(shè)有安裝螺孔,所述軟鏡夾持器的調(diào)整螺栓穿過(guò)所述中空螺栓并旋入安裝螺孔內(nèi),從而將本體固定于旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂的端部。上述軟鏡夾持固定及調(diào)整原理如下:首先翻開(kāi)夾持蓋,將軟鏡放置于夾持蓋與本體之間,然后扣合夾持蓋,將夾持蓋與本體固定,從而將軟鏡固定于夾持蓋與本體之間。將軟鏡夾持器安裝到軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人上的步驟如下:首先根據(jù)所選用的軟鏡及實(shí)際的需要來(lái)調(diào)整中空螺栓相對(duì)于本體的角度,使得中空螺栓的條形孔的方向朝向于預(yù)定的方向;然后再將調(diào)整螺栓穿過(guò)本體(即中空螺栓的條形孔),用手握住本體,來(lái)微調(diào)本體相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂的位置,待本體的位置調(diào)整完畢后,將調(diào)整螺栓旋入旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂的安裝螺孔內(nèi),從而將軟鏡夾持器與旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂固定連接。

由于中空螺栓的角度可調(diào)以及調(diào)整螺栓相對(duì)于中空螺栓的位置可調(diào),因此可以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂來(lái)從多個(gè)角度調(diào)整軟鏡夾持器本體的位置,在不更換軟鏡夾持器的前提下,滿足多種軟鏡的調(diào)整需要,保證軟鏡的安裝位置和角度符合預(yù)期,提高了軟鏡夾持器的通用性。

進(jìn)一步地,所述貫通的螺孔至少有三個(gè),所述貫通的螺孔在本體上呈多邊形分布;所述夾持蓋的一側(cè)與本體鉸接,另一側(cè)設(shè)有用于與本體扣合的卡扣。通過(guò)多個(gè)平行的中空螺栓可以提高對(duì)本體的支撐力,增強(qiáng)本體相對(duì)于機(jī)器人的穩(wěn)定性,使得本體能夠穩(wěn)定于設(shè)定的角度。打開(kāi)卡扣即可將夾持蓋翻開(kāi),而鎖上卡扣即可將夾持蓋與本體固定,上述過(guò)程省卻了原來(lái)的擰螺釘?shù)牟襟E,實(shí)現(xiàn)快速安裝、快速拆卸功能,操作更加方便。

為避免軟鏡在夾持蓋與本體之間晃動(dòng),所述夾持蓋的底面與本體的頂面設(shè)有用于限位軟鏡的凹部,通過(guò)該凹部可以對(duì)軟鏡進(jìn)行限位,提高軟鏡的穩(wěn)定度。

進(jìn)一步地,所述機(jī)器人設(shè)有活動(dòng)支撐架,所述活動(dòng)支撐架包括導(dǎo)向管及一端伸入至導(dǎo)向管內(nèi)的桿體,所述桿體能夠相對(duì)導(dǎo)向管移動(dòng);所述桿體上設(shè)有用于支撐軟鏡前端軟體部分的支撐部件;所述導(dǎo)向管與前后伸縮機(jī)械臂固定連接,且導(dǎo)向管位于旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂的下方。在手術(shù)狀態(tài)時(shí),桿體伸出,并將軟鏡前端軟體部分架在活動(dòng)支撐架前端的支撐部件上,這樣就可以防止軟鏡在其自身重力作用下下垂及晃動(dòng),保障軟鏡前端軟體部分能夠在一個(gè)水平面上做前后的直線運(yùn)動(dòng)和在同一個(gè)軸心上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),提高了手術(shù)操作的準(zhǔn)確率和可靠性,同時(shí)減少軟鏡損壞的幾率。在非手術(shù)狀態(tài)的時(shí)候,桿體縮回,以便于機(jī)器人的存放,并避免桿體對(duì)軟鏡造成干涉,影響移動(dòng)等。上述導(dǎo)向管可以嚴(yán)格控制桿體的伸縮行進(jìn)路徑,并對(duì)桿體形成穩(wěn)定的支撐,從而保證桿體的狀態(tài)穩(wěn)定可控。

進(jìn)一步地,所述支撐部件有一個(gè)或多個(gè),支撐部件設(shè)有供桿體穿過(guò)的通孔,以使支撐部件能夠沿桿體滑動(dòng);所述支撐部件的頂端設(shè)有與軟鏡前端軟體部分適配的凹槽。支撐部件可以沿桿體滑動(dòng),這樣就可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)調(diào)整支撐部件的位置以及相鄰支撐部件的距離,從而保證對(duì)軟鏡前端軟體部分的支撐有效。支撐部頂端的凹槽可以防止軟鏡前端軟體部分在手術(shù)時(shí)從支撐部件上掉落。優(yōu)選地,所述支撐部件在凹槽的旁側(cè)設(shè)有用于防止軟鏡前端軟體部分自凹槽處脫離的卡扣。

進(jìn)一步地,所述軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)包括固定于旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂上的撥盤伺服電機(jī),所述撥盤伺服電機(jī)的電機(jī)軸固定連接有一連接板,所述連接板在偏離于撥盤伺服電機(jī)的電機(jī)軸的位置設(shè)有用于夾持軟鏡撥盤的夾持部;所述連接板垂直于撥盤伺服電機(jī)的電機(jī)軸,所述夾持部由立柱及設(shè)于立柱頂端的適配連接件構(gòu)成,所述連接板設(shè)有安裝孔,所述立柱穿過(guò)安裝孔,且立柱的底端設(shè)有截面大于安裝孔截面的防脫部;所述立柱在連接板的上方處套有彈簧,彈簧的底端與連接板相抵,彈簧的頂端與適配連接件相抵;所述執(zhí)行端中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)還包括撥盤伺服電機(jī)。使用時(shí),只要將軟鏡撥盤與適配連接件連接即可實(shí)現(xiàn)由撥盤伺服電機(jī)帶動(dòng)軟鏡撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)的目的。由于在連接板與適配連接件之間設(shè)置了彈簧,該彈簧的彈力可以向上頂托適配連接件,保證適配連接件部分始終與軟鏡撥盤相抵,進(jìn)而保證適配連接件能夠始終驅(qū)動(dòng)軟鏡撥盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)。軟鏡彎曲控制同樣采用控制端發(fā)出的狀態(tài)信號(hào)來(lái)控制,可以精確控制軟鏡的彎曲動(dòng)作。

進(jìn)一步地,所述適配連接件通過(guò)螺釘安裝于立柱上。在軟鏡更換為其他規(guī)格的軟鏡時(shí),可以針對(duì)所更換的軟鏡來(lái)更換對(duì)應(yīng)的適配連接件,從而保證了軟鏡撥盤控制的精確性。

進(jìn)一步地,所述適配連接件為夾槽,采用夾槽的方式來(lái)固定軟鏡撥盤,安裝更加方便。

相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明做出了下述改進(jìn),并取得了良好的技術(shù)效果,解決了所述的現(xiàn)有公開(kāi)技術(shù)存在的缺點(diǎn),滿足了軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

1、本發(fā)明改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的信號(hào)類型和控制原理,同時(shí)優(yōu)化了具體的結(jié)構(gòu),使得遠(yuǎn)程控制的精度大大提高,使其不會(huì)因?yàn)榭刂蒲舆t而造成執(zhí)行端動(dòng)作過(guò)度,使得多自由度同時(shí)協(xié)同控制時(shí)各自由度得到精確控制,同時(shí)還提高了控制的精確性和便利性。

2、本發(fā)明針對(duì)軟鏡撥盤機(jī)構(gòu)做了新設(shè)計(jì),能夠保證對(duì)軟鏡撥盤控制的可靠性,控制更加方便,通用性更好。

3、本發(fā)明在軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人上增設(shè)了活動(dòng)支撐架,可以在手術(shù)狀態(tài)時(shí)為軟鏡提供可靠的支撐,且在非手術(shù)狀態(tài)時(shí)縮回以避免影響移動(dòng)等,是現(xiàn)有軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人的良好補(bǔ)充。

4、本發(fā)明的軟鏡夾持器通過(guò)設(shè)置中空螺栓和調(diào)整螺栓,可以調(diào)節(jié)軟鏡位置及角度,從而適用于不同型號(hào)的軟鏡,提高了通用性;同時(shí)還通過(guò)鉸接式的夾持蓋及卡扣,提高了操作的便利性。

5、本發(fā)明通過(guò)軟鏡夾持器的位置調(diào)整,可以保證軟鏡撥盤中心與撥盤伺服電機(jī)的電機(jī)軸同軸,從而保證撥盤動(dòng)作準(zhǔn)確。

附圖說(shuō)明

圖1是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)的整體示意圖。

圖2是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)中的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)中控制端、執(zhí)行端及中央控制器的連接原理圖。

圖4是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)中控制端的立體結(jié)構(gòu)示意圖(未包括第三旋鈕及觸摸屏)。

圖5是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)中控制端的剖視圖(未包括第三旋鈕及觸摸屏)。

圖6是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)中的控制端的布置圖。

圖7是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)中軟鏡夾持器的正視圖。

圖8是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)中軟鏡夾持器的立體視圖。

圖9是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)中軟鏡夾持器的安裝結(jié)構(gòu)的剖視圖(未畫出調(diào)整螺栓)。

圖10是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)中軟鏡撥盤機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)中軟鏡撥盤機(jī)構(gòu)的使用狀態(tài)圖。

圖12是活動(dòng)支撐架部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)示:1、機(jī)器人;2、升降機(jī)械臂;3、水平伸縮機(jī)械臂;4、旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂;5、軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu);6、軟鏡夾持器;7、活動(dòng)支撐架;8、升降伺服電機(jī);9、水平伺服電機(jī);10、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī);11、軟鏡;12、軟鏡的撥盤;13、軟鏡的前端軟體部分;14、控制端;15、執(zhí)行端;16、中央控制器;17、第一旋鈕;18、第二旋鈕;19、第一控制編碼器;20、第二控制編碼器;21、第三旋鈕;22、第三控制編碼器;23、第一安裝板;24、第二安裝板;25、第一穩(wěn)定盤;26、第一控制編碼器支架;27、第一調(diào)阻尼板;28、第二穩(wěn)定盤;29、第二控制編碼器支架;30、第二調(diào)阻尼板;31、引線通道;32、彈性阻尼材料;33、聯(lián)軸器;34、導(dǎo)線;35、操控臺(tái);36、顯示屏;37、第一旋鈕的環(huán)形板;38、第二旋鈕的環(huán)形板;39、觸摸屏;

501、撥盤伺服電機(jī);502、電機(jī)軸;503、連接板;504、立柱;505、適配連接件;506、彈簧;

601、本體;602、夾持蓋;603、卡扣;604、貫通的螺孔;605、中空螺栓;606、條形孔;607、調(diào)整螺栓;608、合頁(yè);609、安裝螺孔;

701、導(dǎo)向管;702、桿體;703、支撐部件;704、凹槽。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖,通過(guò)對(duì)實(shí)施實(shí)例的描述,對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1:

如圖所示,本實(shí)施例的軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)包括用于使軟鏡多自由度運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人1;將操作動(dòng)作轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)的控制端14;用于接收控制信號(hào)并根據(jù)控制信號(hào)來(lái)直接和/或通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人1動(dòng)作的執(zhí)行端15;用于收集和處理控制端14的控制信號(hào),并將控制信號(hào)傳輸給執(zhí)行端15的中央控制器16。

機(jī)器人1由升降機(jī)械臂2、水平伸縮機(jī)械臂3、旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4、軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)5、軟鏡夾持器6以及活動(dòng)支撐架7組成;其中水平伸縮機(jī)械臂3安裝于升降機(jī)械臂2上,以使水平伸縮機(jī)械臂3能夠隨升降機(jī)械臂2升降;所述升降機(jī)械臂2由絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)模組與升降伺服組合而實(shí)現(xiàn)升降或水平伸縮的動(dòng)作,早已是現(xiàn)有技術(shù),此處不再贅述。

旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4為通過(guò)連接軸與水平伸縮機(jī)械臂3前端相連接的“u”型機(jī)械臂,且連接軸與安裝于水平伸縮機(jī)械臂3上的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)10連接,以使旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4在旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)10的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng);所述軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)5、軟鏡夾持器6均安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4的前端。

上述機(jī)器人1具有升降、前后伸縮以及轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度控制,可以控制軟鏡11升降、前后伸縮以及轉(zhuǎn)動(dòng),并可以通過(guò)軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)5來(lái)控制軟鏡11前端軟體部分的彎曲,從而滿足相關(guān)手術(shù)的需要。

在本實(shí)施例中,軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)5包括固定于旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4上的撥盤伺服電機(jī)501,所述撥盤伺服電機(jī)501的電機(jī)軸502固定連接有一連接板503,所述連接板503在偏離于撥盤伺服電機(jī)501的電機(jī)軸502的位置設(shè)有用于夾持軟鏡11的撥盤12的夾持部;所述連接板503垂直于撥盤伺服電機(jī)501的電機(jī)軸502,所述夾持部由立柱504及設(shè)于立柱504頂端的適配連接件505構(gòu)成,所述連接板503設(shè)有安裝孔,所述立柱504穿過(guò)安裝孔,且立柱504的底端設(shè)有截面大于安裝孔截面的防脫部;所述立柱504在連接板503的上方處套有彈簧506,彈簧506的底端與連接板503相抵,彈簧506的頂端與適配連接件505相抵;所述執(zhí)行端中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)還包括撥盤伺服電機(jī)501。使用時(shí),只要將軟鏡11的撥盤12與適配連接件505連接即可實(shí)現(xiàn)由撥盤伺服電機(jī)501帶動(dòng)軟鏡11的撥盤12轉(zhuǎn)動(dòng)的目的。由于在連接板503與適配連接件505之間設(shè)置了彈簧506,該彈簧506的彈力可以向上頂托適配連接件505,保證適配連接件505部分始終與軟鏡11的撥盤12相抵,進(jìn)而保證適配連接件505能夠始終驅(qū)動(dòng)軟鏡11的撥盤12同步轉(zhuǎn)動(dòng)。軟鏡11彎曲控制同樣采用控制端發(fā)出的狀態(tài)信號(hào)來(lái)控制,可以精確控制軟鏡11的彎曲動(dòng)作。

適配連接件505通過(guò)螺釘安裝于立柱504上。在軟鏡11更換為其他規(guī)格的軟鏡11時(shí),可以針對(duì)所更換的軟鏡11來(lái)更換對(duì)應(yīng)的適配連接件505,從而保證了軟鏡11的撥盤12控制的精確性。適配連接件505為單端封閉的槽體,所述槽體的輪廓與待固定軟鏡11的撥盤12輪廓相符,采用上述槽體來(lái)固定軟鏡11的撥盤12,安裝時(shí)只需要將軟鏡11的撥盤12對(duì)準(zhǔn)槽體并向下壓入槽體即可,更加方便,更為重要的是,槽體的封閉端可以與軟鏡11的撥盤12的端部相抵,對(duì)軟鏡11的撥盤12形成軸向方向的限位,使得軟鏡11的撥盤12的位置可控,從而保證軟鏡11的撥盤12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心與撥盤電機(jī)的軸心在同一條直線上。

在本實(shí)施例中,軟鏡夾持器6包括本體601、利用合頁(yè)608與本體601鉸接的夾持蓋602,以用于將軟鏡11夾持于夾持蓋602與本體601之間,夾持蓋602的一側(cè)設(shè)有用于與本體601扣合的卡扣603;所述本體601設(shè)有三個(gè)貫通的螺孔604,螺孔604之間互相平行,貫通的螺孔604在本體601上呈三角形分布;螺孔604內(nèi)安裝有中空螺栓605;所述中空螺栓605沿其軸向貫通設(shè)有條形孔606,所述條形孔606內(nèi)安裝有調(diào)整螺栓607,調(diào)整螺栓607的螺帽的直徑大于條形孔606的寬度;所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4的端部設(shè)有安裝螺孔609,所述軟鏡夾持器6的調(diào)整螺栓607穿過(guò)所述中空螺栓605并旋入安裝螺孔609內(nèi),從而將本體601固定于旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4的端部。

上述軟鏡夾持固定及調(diào)整原理如下:首先翻開(kāi)夾持蓋602,將軟鏡11放置于夾持蓋602與本體601之間,然后扣合夾持蓋602,將夾持蓋602與本體601固定,從而將軟鏡11固定于夾持蓋602與本體601之間。將軟鏡夾持器6安裝到軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人1上的步驟如下:首先根據(jù)所選用的軟鏡11及實(shí)際的需要來(lái)調(diào)整中空螺栓605相對(duì)于本體601的角度,使得中空螺栓605的條形孔606的方向朝向于預(yù)定的方向;然后再將調(diào)整螺栓607穿過(guò)本體601(即中空螺栓605的條形孔606),用手握住本體601,來(lái)微調(diào)本體601相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4的位置,待本體601的位置調(diào)整完畢后,將調(diào)整螺栓607旋入旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4的安裝螺孔609內(nèi),從而將軟鏡夾持器6與旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4固定連接。

通過(guò)多個(gè)平行的中空螺栓605可以提高對(duì)本體601的支撐力,增強(qiáng)本體601相對(duì)于機(jī)器人1的穩(wěn)定性,使得本體601能夠穩(wěn)定于設(shè)定的角度。打開(kāi)卡扣603即可將夾持蓋602翻開(kāi),而鎖上卡扣603即可將夾持蓋602與本體601固定,上述過(guò)程省卻了現(xiàn)有技術(shù)的擰螺釘?shù)牟襟E,實(shí)現(xiàn)快速安裝、快速拆卸功能,操作更加方便。

由于中空螺栓605的角度可調(diào)以及調(diào)整螺栓607相對(duì)于中空螺栓605的位置可調(diào),因此可以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4來(lái)從多個(gè)角度調(diào)整軟鏡夾持器6本體601的位置,在不更換軟鏡夾持器6的前提下,滿足多種軟鏡11的調(diào)整需要,保證軟鏡11的安裝位置和角度符合預(yù)期,提高了軟鏡夾持器6的通用性,特別是與軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)5配合,可以保證撥盤動(dòng)作的準(zhǔn)確性。

為避免軟鏡11在夾持蓋602與本體601之間晃動(dòng),所述夾持蓋602的底面與本體601的頂面設(shè)有用于限位軟鏡11的凹部,通過(guò)該凹部可以對(duì)軟鏡11進(jìn)行限位,提高軟鏡11的穩(wěn)定度。

在本實(shí)施例中,活動(dòng)支撐架7包括導(dǎo)向管701及一端伸入至導(dǎo)向管701內(nèi)的桿體702,所述桿體702能夠相對(duì)導(dǎo)向管701移動(dòng);所述桿體702上設(shè)有兩個(gè)用于支撐軟鏡11前端軟體部分的支撐部件703,支撐部件703設(shè)有供桿體702穿過(guò)的通孔,以使支撐部件703能夠沿桿體702滑動(dòng),支撐部件703的頂端設(shè)有與軟鏡11前端軟體部分13適配的凹槽704;導(dǎo)向管701與前后伸縮機(jī)械臂固定連接,且導(dǎo)向管701位于旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4的下方。

支撐部件703可以沿桿體702滑動(dòng),這樣就可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)調(diào)整支撐部件703的位置以及相鄰支撐部件703的距離,從而保證對(duì)軟鏡11前端軟體部分13的支撐有效。支撐部頂端的凹槽704可以防止軟鏡11前端軟體部分13在手術(shù)時(shí)從支撐部件703上掉落。優(yōu)選地,所述支撐部件703在凹槽704的旁側(cè)設(shè)有用于防止軟鏡11前端軟體部分13自凹槽704處脫離的卡扣。

在手術(shù)狀態(tài)時(shí),桿體702伸出,并將軟鏡11前端軟體部分13架在活動(dòng)支撐架7前端的支撐部件703上,這樣就可以防止軟鏡11在其自身重力作用下下垂及晃動(dòng),保障軟鏡11前端軟體部分13能夠在一個(gè)水平面上做前后的直線運(yùn)動(dòng)和在同一個(gè)軸心上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),提高了手術(shù)操作的準(zhǔn)確率和可靠性,同時(shí)減少軟鏡11損壞的幾率。在非手術(shù)狀態(tài)的時(shí)候,桿體702縮回,以便于機(jī)器人1的存放,并避免桿體702對(duì)軟鏡11造成干涉,影響移動(dòng)等。上述導(dǎo)向管701可以嚴(yán)格控制桿體702的伸縮行進(jìn)路徑,并對(duì)桿體702形成穩(wěn)定的支撐,從而保證桿體702的狀態(tài)穩(wěn)定可控。

在本實(shí)施例中,控制端14設(shè)有旋鈕及檢測(cè)旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)角度的控制編碼器,執(zhí)行端15設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)及用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的執(zhí)行編碼器,控制端、執(zhí)行端分別與中央控制器16通訊連接,中央控制器16根據(jù)控制編碼器傳輸?shù)目刂菩盘?hào)以及執(zhí)行編碼器的反饋信號(hào),來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)作,使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)角度成正比;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括所述升降伺服電機(jī)8、水平伺服電機(jī)9、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)10及撥盤伺服電機(jī)501,所述執(zhí)行編碼器為上述各伺服電機(jī)自身所設(shè)有的編碼器。

控制端14提供關(guān)于控制端14轉(zhuǎn)動(dòng)角度的狀態(tài)控制信號(hào)(即控制端14旋鈕目前所處角度的角度值信號(hào)),中央控制器16接收到狀態(tài)控制信號(hào)后,通過(guò)執(zhí)行編碼器來(lái)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)所處角度與控制端14所處角度之間的差異,并根據(jù)該差異來(lái)控制執(zhí)行端15的驅(qū)動(dòng)電機(jī),使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)向減少該角度差異的方向轉(zhuǎn)動(dòng),直到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)角度相對(duì)應(yīng)(即執(zhí)行端15驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)角度成正比,比如根據(jù)預(yù)設(shè)定的控制端14和執(zhí)行端15的行程比例為1:1或5:1等),這樣,操作人員只要將控制端14的角度轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)定角度,即可控制執(zhí)行端15的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸角度也轉(zhuǎn)動(dòng)至相應(yīng)的預(yù)定角度,保證了執(zhí)行端15角度控制的精確度,并避免了控制延遲而可能造成的執(zhí)行端15轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)度的問(wèn)題。上述控制方式可以應(yīng)用于控制軟鏡11的升降、前后伸縮、彎曲以及轉(zhuǎn)動(dòng)。

上述控制編碼器采用絕對(duì)值型編碼器,所述控制編碼器傳輸?shù)目刂菩盘?hào)為反映旋鈕當(dāng)前角度信息的信號(hào),所述執(zhí)行編碼器的反饋信號(hào)為反映執(zhí)行端15當(dāng)前角度信息的信號(hào)。上述絕對(duì)值型編碼器就是對(duì)應(yīng)每個(gè)基準(zhǔn)的角度發(fā)出一個(gè)唯一與該角度對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的數(shù)值,通過(guò)外部記圈器件可以進(jìn)行多個(gè)位置的記錄和測(cè)量,從而正確檢測(cè)旋鈕及對(duì)應(yīng)執(zhí)行端15的當(dāng)前所處的角度。

在本實(shí)施例中,控制端14包括第一旋鈕17、第二旋鈕18、第三旋鈕19和觸摸屏39;第一旋鈕17、第二旋鈕18、第三旋鈕19輸出關(guān)于自身轉(zhuǎn)動(dòng)角度的狀態(tài)控制信號(hào),其中第一旋鈕17用于控制旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4的轉(zhuǎn)動(dòng),即其對(duì)應(yīng)的執(zhí)行端為旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)10;第二旋鈕18用于控制軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)5,即控制軟鏡11前端軟體部分13的彎曲動(dòng)作,對(duì)應(yīng)的執(zhí)行端為撥盤伺服電機(jī)501;第三旋鈕19用于控制水平伸縮機(jī)械臂3,即其對(duì)應(yīng)的執(zhí)行端為水平伺服電機(jī)9;

同樣地,可增加第四旋鈕(和第三旋鈕一樣的旋鈕)用于控制升降機(jī)械臂2,對(duì)應(yīng)的執(zhí)行端為升降伺服電機(jī)8。

實(shí)際應(yīng)用中,升降機(jī)械臂2用于手術(shù)前調(diào)整好水平伸縮機(jī)械臂3的高度,機(jī)械人1的左右位置由機(jī)械人1的腳輪調(diào)整。手術(shù)過(guò)程中,機(jī)器人1的高度和左右位置很少需要調(diào)整。在本實(shí)施例中,升降機(jī)械臂2用觸摸屏39控制,觸摸屏39位于操控臺(tái)35上,觸摸屏39通訊口通過(guò)信號(hào)線與中央控制器16連接,對(duì)應(yīng)的執(zhí)行端為升降伺服電機(jī)8。通過(guò)編程,觸摸屏39設(shè)有升降觸摸按鈕,每一次的觸摸信號(hào)傳到中央控制器16后被轉(zhuǎn)化為預(yù)設(shè)定的執(zhí)行端的角度值,從而控制升降機(jī)械臂2的高低。

控制端14還包括第一安裝板23和第二安裝板24,所述第一旋鈕17與第一控制編碼器19分別位于第一安裝板23的兩側(cè),第一旋鈕17的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)第一安裝板23所設(shè)的通孔,并通過(guò)聯(lián)軸器33與第一控制編碼器19的轉(zhuǎn)軸固定連接;第一安裝板23上還通過(guò)螺栓安裝有第一穩(wěn)定盤25,所述第一穩(wěn)定盤25設(shè)有供第一旋鈕17的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)的通孔,該通孔與第一旋鈕17的轉(zhuǎn)軸之間為間隙配合,以提高第一旋鈕17的轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定性;第一穩(wěn)定盤25在位于第一控制編碼器19的一側(cè)通過(guò)螺絲固定有u形的第一控制編碼器支架26,所述第一控制編碼器19固定于第一控制編碼器支架26上。為方便操作,第一旋鈕17的轉(zhuǎn)軸偏心于第一旋鈕17的中心。

所述第一安裝板23上還通過(guò)螺栓安裝有第一調(diào)阻尼板27,所述第一旋鈕17的轉(zhuǎn)軸設(shè)有突出的環(huán)形板37,所述第一調(diào)阻尼板27與第一旋鈕的環(huán)形板37之間,以及第一旋鈕的環(huán)形板37與第一安裝板23之間均夾設(shè)有彈性阻尼材料32;所述第二安裝板24上還通過(guò)螺栓安裝有第二調(diào)阻尼板30,所述第二旋鈕的轉(zhuǎn)軸設(shè)有突出的環(huán)形板38,所述第二調(diào)阻尼板30與第二旋鈕的環(huán)形板38之間,以及第二旋鈕的環(huán)形板38與第二安裝板24之間均夾設(shè)有彈性阻尼材料32。在本實(shí)施例中,第一調(diào)阻尼板27、第二調(diào)阻尼板30的截面均設(shè)有彎折部,以限位對(duì)應(yīng)的彈性阻尼材料和環(huán)形板。

所述第二旋鈕18與第二控制編碼器7分別位于第二安裝板24的兩側(cè),第二旋鈕18的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)第二安裝板24,并通過(guò)聯(lián)軸器33與第二控制編碼器7的轉(zhuǎn)軸固定連接;第二安裝板24上還通過(guò)螺栓安裝有第二穩(wěn)定盤28,所述第二穩(wěn)定盤28設(shè)有供第二旋鈕18的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)的通孔,該通孔與第二旋鈕18的轉(zhuǎn)軸之間為間隙配合,以提高第二旋鈕18的轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定性,第二穩(wěn)定盤28在位于第二控制編碼器7的一側(cè)固定設(shè)有第二控制編碼器支架29,所述第二控制編碼器7固定于第二控制編碼器支架29上;第二安裝板24與第一旋鈕17的空腔的側(cè)壁固定連接。

上述第一安裝板23、第二安裝板24提供了相應(yīng)旋鈕及控制編碼器的安裝基礎(chǔ),使得第一旋鈕17、第二旋鈕18及對(duì)應(yīng)的控制編碼器各自形成獨(dú)立、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)模塊,非常便于裝配。

上述旋鈕調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)動(dòng)阻尼的原理如下:調(diào)阻尼板、彈性阻尼材料、旋鈕的環(huán)形板、彈性阻尼材料、安裝板依次疊放,使得旋鈕的環(huán)形板上下兩側(cè)均與彈性阻尼材料接觸,當(dāng)調(diào)阻尼板在螺栓的作用下朝向安裝板移動(dòng)時(shí),就會(huì)增加環(huán)形板與彈性阻尼材料之間的壓力,從而增加環(huán)形板與彈性阻尼材料之間的摩擦力,提高旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)阻尼。相應(yīng)地,需要減少旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)阻尼時(shí),只需要增加調(diào)阻尼板與安裝板之間的間距即可,此處不再贅述。

上述穩(wěn)定盤的厚度較厚,可以增加與旋鈕轉(zhuǎn)軸的接觸長(zhǎng)度,從而穩(wěn)定旋鈕的轉(zhuǎn)軸,防止旋鈕的轉(zhuǎn)軸發(fā)生傾斜。

第一旋鈕17的轉(zhuǎn)軸中空并與所述空腔連通,所述引線通道31位于第一旋鈕17的轉(zhuǎn)軸側(cè)壁上,并位于第一安裝板23的朝向第一控制編碼器19的一側(cè)。將第二控制編碼器7的導(dǎo)線34從第一旋鈕17的轉(zhuǎn)軸側(cè)壁處引出,其引出方向基本與第一控制編碼器19的導(dǎo)線34方向相同,不僅可以提高接線的方便性,避免導(dǎo)線34露出于第一安裝板23朝向第一旋鈕17的一側(cè)而影響外觀,而且該導(dǎo)線34不會(huì)阻礙第一旋鈕17的轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)施例中的第三旋鈕21的結(jié)構(gòu)與第二旋鈕18的結(jié)構(gòu)類似,此處不再贅述。上述第一旋鈕17、第二旋鈕18、第三旋鈕21及中央控制器均安裝于操控臺(tái)35上。

在本實(shí)施例中,顯示屏36位于操控臺(tái)35上方,用于接收軟鏡手術(shù)的實(shí)時(shí)信號(hào);觸摸屏39與中央控制器16通訊連接,中央控制器16讀取控制執(zhí)行編碼器的數(shù)據(jù)顯示在觸摸屏39上,這樣操作人員可以直觀地看到每個(gè)操作旋鈕對(duì)應(yīng)的機(jī)器人的自由度的動(dòng)態(tài)狀態(tài)圖,提高了操作的可靠性,減少了出錯(cuò)的可能性。

本實(shí)施例中,控制臺(tái)35通過(guò)通訊電纜與機(jī)器人1連接,控制臺(tái)35置于手術(shù)室外,醫(yī)生通過(guò)實(shí)時(shí)的手術(shù)視頻圖像,利用所述的控制旋鈕實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精確控制四自由度機(jī)器人1,關(guān)鍵的是:a、可快速夾持、拆卸軟鏡、準(zhǔn)確夾持控制軟鏡撥盤;b、雙手能同時(shí)精確控制機(jī)器人水平伸縮機(jī)械臂3、旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂4、軟鏡彎曲控制機(jī)構(gòu)5三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng),解決了所述的現(xiàn)有公開(kāi)技術(shù)存在的缺點(diǎn),滿足了軟鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

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