一種消化內(nèi)窺鏡輸送機(jī)器人位姿調(diào)節(jié)被動(dòng)機(jī)械臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，具體的說是一種消化內(nèi)窺鏡輸送機(jī)器人位姿調(diào)節(jié)被動(dòng)機(jī)械臂。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技發(fā)展，醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)生著日新月異的變化，機(jī)器人輔助的微創(chuàng)手術(shù)已經(jīng)逐漸走向臨床應(yīng)用，比如:美國Intuitive Surgical公司的DaVinci系統(tǒng)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)取得了巨大的成功。但在消化內(nèi)窺鏡診斷及治療領(lǐng)域中，機(jī)器人輔助手術(shù)的思想尚未開展，雖然在消化內(nèi)窺鏡檢查和治療過程中，消化內(nèi)窺鏡與患者的相對(duì)姿態(tài)不變，但是由于人體差異，不同的患者在消化內(nèi)窺鏡檢查剛開始時(shí)的初始位姿并不相同，這就需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)消化內(nèi)窺鏡初始姿態(tài)的裝置，使其能夠適用于不同患者，并且該裝置在檢查過程中還要保持鎖緊狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種消化內(nèi)窺鏡輸送機(jī)器人位姿調(diào)節(jié)被動(dòng)機(jī)械臂，通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)5自由度調(diào)節(jié)，滿足了消化內(nèi)窺鏡輸送機(jī)器人姿態(tài)調(diào)整需求。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種消化內(nèi)窺鏡輸送機(jī)器人位姿調(diào)節(jié)被動(dòng)機(jī)械臂，包括第一關(guān)節(jié)、第一臂桿、第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)、第二臂桿、第四關(guān)節(jié)、第五關(guān)節(jié)和消化內(nèi)窺鏡輸送端，其中所述第三關(guān)節(jié)包括連接座和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，第四關(guān)節(jié)包括連接輪盤，所述第一關(guān)節(jié)和第二關(guān)節(jié)分別與第一臂桿的兩端相連，且第一關(guān)節(jié)與所述第一臂桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二關(guān)節(jié)與所述第一臂桿固接，第二關(guān)節(jié)通過所述連接座與第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第三關(guān)節(jié)通過所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與第二臂桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二臂桿遠(yuǎn)離所述第三關(guān)節(jié)的一端通過所述連接輪盤與第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第四關(guān)節(jié)、第五關(guān)節(jié)和消化內(nèi)窺鏡輸送端依次轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0006]所述第二臂桿上設(shè)置有安裝架、氣彈簧和鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述氣彈簧的動(dòng)作桿伸出一端分別與所述第四關(guān)節(jié)的連接輪盤鉸接，所述氣彈簧遠(yuǎn)離所述連接輪盤的一端安裝在所述安裝架上，所述連接輪盤通過鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與第三關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)相連。
[0007]所述鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一鏈輪、傳動(dòng)鏈和第二鏈輪，所述第一鏈輪與第四關(guān)節(jié)的連接輪盤同軸固連，所述第二鏈輪與第三關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)同軸固連。
[0008]所述第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第四關(guān)節(jié)和第五關(guān)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，均設(shè)置有抱閘、輸出軸和軸承，其中所述輸出軸的一端設(shè)有法蘭，另一端設(shè)有柱體，所述抱閘包括固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分，所述軸承的外環(huán)安裝在關(guān)節(jié)的外殼上，所述軸承的內(nèi)環(huán)和所述輸出軸的法蘭固連，所述輸出軸通過所述柱體與所述抱閘的轉(zhuǎn)動(dòng)部分固連，所述抱閘的固定部分安裝在關(guān)節(jié)的外殼上。
[0009]所述輸出軸設(shè)有法蘭的一端為與臂桿或連接桿連接的輸出端。
[0010]所述軸承為交叉滾子軸承。
[0011]在第四關(guān)節(jié)和第五關(guān)節(jié)之間設(shè)有連接件，第四關(guān)節(jié)通過所述連接件與第五關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0012]所述消化內(nèi)窺鏡輸送端上設(shè)置有抱閘控制按鈕。
[0013]所述第二臂桿外部設(shè)有起保護(hù)作用的外殼。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:
[0015]1、本發(fā)明利用5個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)5自由度調(diào)節(jié)，滿足消化內(nèi)窺鏡輸送機(jī)器人姿態(tài)調(diào)整需求。
[0016]2、本發(fā)明利用抱閘實(shí)現(xiàn)斷電鎖緊，通電松開，可充分保證消化內(nèi)窺鏡檢查過程中患者的安全。
[0017]3、本發(fā)明利用氣彈簧和鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)垂直方向的重力平衡。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的立體圖，
[0019]圖2為圖1中本發(fā)明去掉第一外殼后從A向看去的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0020]圖3為圖1中本發(fā)明去掉第二外殼后從B向看去的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0021 ] 圖4為圖2中的A-A剖視圖，
[0022]圖5為圖1中第一關(guān)節(jié)的剖視圖。
[0023]其中，I為第一關(guān)節(jié)，2為第一臂桿，3為第二關(guān)節(jié)，4為第三關(guān)節(jié)，5為第二臂桿，6為第一外殼，7為第二外殼，8為第四關(guān)節(jié)，9為第五關(guān)節(jié)，10為消化內(nèi)窺鏡輸送端，11為安裝架，12為氣彈簧，13為第一鏈輪,14為傳動(dòng)鏈,15為第二鏈輪,16為外殼,17為抱閘，18為輸出軸，19為軸承，20為柱體，21為連接座，22為連接件，23鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，24為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，25為連接輪盤。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0025]如圖1?2所示，本發(fā)明包括第一關(guān)節(jié)1、第一臂桿2、第二關(guān)節(jié)3、第三關(guān)節(jié)4、第二臂桿5、第四關(guān)節(jié)8、連接件22、第五關(guān)節(jié)9和消化內(nèi)窺鏡輸送端10，其中，所述第三關(guān)節(jié)4包括連接座21和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)24，第四關(guān)節(jié)8包括連接輪盤25。所述第一關(guān)節(jié)I和第二關(guān)節(jié)3分別與彎曲的第一臂桿2兩端相連，且第一關(guān)節(jié)I與所述第一臂桿2轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二關(guān)節(jié)3與所述第一臂桿2固接，第二關(guān)節(jié)3通過所述連接座21與第三關(guān)節(jié)4轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第三關(guān)節(jié)4通過所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)24與第二臂桿5的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二臂桿5遠(yuǎn)離所述第三關(guān)節(jié)4的一端通過所述連接輪盤25與第四關(guān)節(jié)8轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第四關(guān)節(jié)8通過連接件22與第五關(guān)節(jié)9轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第五關(guān)節(jié)9與消化內(nèi)窺鏡輸送端10轉(zhuǎn)動(dòng)連接。所述第一關(guān)節(jié)1、第二關(guān)節(jié)3、第三關(guān)節(jié)4、第四關(guān)節(jié)8和第五關(guān)節(jié)9使本發(fā)明具有5個(gè)自由度以實(shí)現(xiàn)位置和姿態(tài)調(diào)整。所述第二臂桿5外部設(shè)有第一外殼6和第二外殼7,所述第一外殼6和第二外殼7相對(duì)扣合安裝，對(duì)第二臂桿5起保護(hù)作用。
[0026]如圖2所示，所述第二臂桿5在靠近第一外殼6的一側(cè)設(shè)置有安裝架11和兩個(gè)氣彈簧12，所述氣彈簧12的動(dòng)作桿伸出一端分別與第四關(guān)節(jié)8的連接輪盤25鉸接，所述氣彈簧12的另一端分別固定在所述安裝架11上。如圖3所示，所述第二臂桿5在靠近第二外殼7的一側(cè)設(shè)有鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)23，所述鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)23包括第一鏈輪13、傳動(dòng)鏈14和第二鏈輪15，如圖4所示，所述第一鏈輪13與第四關(guān)節(jié)8的連接輪盤25同軸固連，所述第二鏈輪15與第三關(guān)節(jié)4的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)24同軸固連，當(dāng)氣彈簧12對(duì)連接輪盤25產(chǎn)生作用力時(shí)，同時(shí)也對(duì)與所述連接輪盤25同軸的第一鏈輪13產(chǎn)生作用力，并通過鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)23將作用力傳遞到與第二鏈輪15同軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)24上。第二臂桿5在抬起或放下時(shí)，通過所述氣彈簧12和鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)23平衡所受到的來自于第四關(guān)節(jié)8、第五關(guān)節(jié)9和消化內(nèi)窺鏡輸送端10的重力作用。