被动式鼻内镜手术辅助机器人的制作方法_3

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[0053]三个模块化的转动关节组件17的内部结构类似,都是采用反向制动的气动控制结构,以下以其中一个转动关节组件为例进行说明。
[0054]该转动关节组件17包括第一关节座42、套设于所述第一关节座42的第二关节座43、固定于所述第一关节座42内的第一摩擦片44、滑设于所述第二关节座43内的第二摩擦片45及限位于所述第二关节座43内的第一气缸46,所述第一摩擦片44通过轴承47与所述第二关节座43活动连接,所述第一气缸46于活塞与缸筒之间形成有第一气室48,所述第一气缸46的活塞于所述第一气室48冲气时带动所述第一摩擦片44与所述第二摩擦片45分离而使所述第一关节座42与所述第二关节座43处于活动状态,当所述第一气室48断气时,所述第二摩擦片45在弹性回复力的作用下与所述第一摩擦片44楔面接触而使所述第一关节座42与所述第二关节座43之间位置固定。
[0055]所述第一气缸46包括第一缸筒50、滑设于所述第一缸筒50内的第一活塞49及止挡所述第一缸筒50于所述第二关节座43内的第一气缸盖51,所述第一活塞49的活塞杆穿过所述第一缸筒50的筒底和所述第二摩擦片45,于所述第二摩擦片45的相对两侧分别设置有一个第一蝶形弹性元件52及第一固定件53,所述第一蝶形弹性元件52弹性压缩于所述第二摩擦片45与所述第一缸筒50的筒底之间,所述第一固定件53固定于所述第一活塞49的活塞杆上并将所述第二摩擦片45限位并套于所述第一活塞49的活塞杆上。
[0056]所述第一气缸盖51螺纹锁入所述第二关节座43内,所述第一固定件53螺纹套于所述第一活塞49的活塞杆上,所述第一气缸盖51与所述第一固定件53共同调整所述第一蝶形弹性元件52的压缩变形量。
[0057]由于该转动关节组件17还连接有一个转动关节组件17,因此该转动关节组件17还包括固定连接于第一关节座42上的连杆54,通过该连杆54连接前一个转动关节组件17的关节座,达到两个相邻转动关节组件17的相互连接。连杆54与第一关节座42通过螺钉55固连在一起。轴承47的内外圈分别与第一摩擦片44、第二关节座43配合。
[0058]第一关节座42与第一摩擦片44配合面为花键配合,二者通过螺钉56固连在一起。第一摩擦片44与第二摩擦片45的接触面为环型楔面,可以增大摩擦面的正压力。第一碟形弹性元件52的一端顶在第二摩擦片45上,另一端顶在第一缸筒50的筒底上。第二摩擦片45可以在第一碟形弹性元件52和第一固定件53 (即调节螺母53)之间沿第一活塞49的活塞杆滑动。调节螺母53可以在第一活塞49的活塞杆上拧进和拧出,以此来调节第一气缸46充气时活塞杆位移的大小。
[0059]第一缸筒50和第二摩擦片45与第二关节座43的接触面的配合均为花键配合。第一缸筒50及第二摩擦片45可以沿轴向相对移动,但不能相对转动。第一气缸盖51与第二关节座43的接触面为螺纹配合。第一气缸盖51的上端面压在第一缸筒50上。可以通过第一气缸盖51沿第二关节座43的拧进、拧出来调节第一碟形弹性元件52的初始压缩量和第一摩擦片44与第二摩擦片45的摩擦面的正压力,间接地调节了转动关节组件17的锁紧力。第一活塞49的活塞杆顶端与气路的管接头57相连,所述第一缸筒50的一侧连接有另一个管接头57,两个管接头57连接有气管(图未示),使气流在两个管接头57、第一气室48及其他关节是流通的。
[0060]综上所述,该转动关节组件17的工作过程如下:初始时,第一气室48中的空气压强与外界大气压相同,通过调节第一气缸盖51和调节螺母53将转动关节调整到所需的初始锁紧力,使得第一碟形弹性元件52处于压缩状态,第一摩擦片44与第二摩擦片45的摩擦面存在正压力,从而使得整个转动关节组件17处于锁紧状态,即第一关节座42和第二关节座43之间不能转动。当该转动关节组件17需要松开时,按下气动开关,压缩气体沿气路进入第一气室48,第一活塞49的活塞杆下移,调节螺母53的下侧压紧第二摩擦片45并带动第二摩擦片45向下移动,使第一碟形弹性元件52进一步压缩,第一摩擦片44与第二摩擦片45的摩擦面分离,转动关节组件17处于松开状态,即第一关节座42和第二关节座43之间可以自由转动。
[0061]在第一活塞49的活塞杆与第一缸筒50之间的连接处设置有活塞杆密封圈58,第一活塞49的活塞杆的底端具有活塞板59。活塞板59在第一缸筒50内滑动。第一缸筒50与活塞板59之间也形成有活塞密封圈60。
[0062]两个模块化的球关节组件18内部结构类似,都是采用反向制动的气动控制结构,以下分别对两个球关节组件18进行说明。
[0063]请同时参阅图7和图8,图中示出的是连接最末端的转动关节组件17的球关节组件18,该球关节组件18包括球关节座61、限位于所述球关节座61内的球关节62 (即球头)、滑设于所述球关节座61内的第三摩擦片63及限位于所述球关节座61内的第二气缸64,所述球关节62与所述球关节座61球面接触,所述第二气缸64于活塞与缸筒之间形成有第二气室65,所述第二气缸64的活塞66于所述第二气室65冲气时带动所述第三摩擦片63与所述球关节62分离而使所述球关节座61与所述球关节62处于活动状态,当所述第二气室65断气时,所述第三摩擦片63在弹性回复力的作用下楔入所述球关节62周围而使所述球关节座61与所述球关节62之间位置固定。
[0064]所述第二气缸64包括第二缸筒67、滑设于所述第二缸筒67内的第二活塞66及止挡所述第二缸筒67于所述球关节座61内的第二气缸盖68,所述第二活塞66的活塞杆穿过所述第二缸筒67的筒底和所述第三摩擦片63,于所述第三摩擦片63的相对两侧分别设置有一个第二蝶形弹性元件69及第二固定件70,所述第二蝶形弹性元件69弹性压缩于所述第三摩擦片63与所述第二缸筒67的筒底之间,所述第二固定件70固定于所述所述第二活塞66的活塞杆上并将所述第三摩擦片63限位并套于所述所述第二活塞66的活塞杆上。
[0065]所述第二气缸盖68螺纹锁入所述球关节座61内,所述第二固定件70螺纹套于所述所述第二活塞66的活塞杆上,所述第二气缸盖68与所述第二固定件70共同调整所述第二蝶形弹性元件69的压缩变形量。
[0066]在本实施例中,第二固定件70即为调节螺母70,第二蝶形弹性元件69为蝶形弹簧
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[0067]由于该球关节组件18还连接有一个球关节组件18,因此,该球关节组件18还包括固定连接于球关节62上的摆杆71,通过该摆杆71连接相邻球关节组件18的球关节座61,达到两个相邻球关节组件18的相互连接。
[0068]球关节座61在本实施例中为一套筒,该套筒61的右端是一个与球头62直径大小相同的球面切口,球头62从套筒的左侧装进套筒,被球面切口挡在右端,形成球面连接的关节;球头62与摆杆71通过螺纹副连接。
[0069]第三摩擦片63上具有与球头62相配合的球面凹槽;碟形弹簧69的一端抵顶在第三摩擦片63上,另一端抵顶在第二缸筒67上。第三摩擦片63左端可以在碟形弹簧69和调节螺母70之间沿所述第二活塞66的活塞杆滑动。调节螺母70可以在所述第二活塞66的活塞杆上拧进和拧出,以此来调节气缸充气时活塞位移的大小;第二缸筒67和第三摩擦片63与套筒61的接触面的配合均为花键配合,三者可以沿轴向相对移动,不能相对转动。第二气缸盖68与套筒61的接触面为螺纹配合。第二气缸盖68的右端面压在第二缸筒67上。可以通过第二气缸盖68沿套筒的拧进、拧出来调节碟形弹簧69的初始压缩量和球头62与第三摩擦片63,球头62与套筒61的两个摩擦面的正压力,间接地调节了球关节组件18的锁紧力。第二活塞66右侧的活塞杆与气路的管接头72相连,管接头72与第二气室65相连通,使气体进入或排出第二气室65。
[0070]综上所述,本球关节组件18的工作过程如下:初始时,第二气室65中的空气压强与外界大气压相同,通过调节第二气缸盖68和调节螺母70将球关节组件18调整到所需的初始锁紧力,使得碟形弹簧69处于压缩状态,球头62与套筒61、第三摩擦片63的摩擦面存在正压力,从而使得整个球关节组件18处于锁紧状态,即摆杆71和套筒61之间不能转动。当关节需要松开时,按下气动开关,压缩气体沿气路进入第二气缸64的第二气室65,所述第二活塞66的活塞杆左移,调节螺母70的左侧压紧第三摩擦片63并带动第三摩擦片63向左移动,使碟形弹簧70进一步压缩,球头62与第三摩擦片63的摩擦面分离,球关节组件18处于松开状态,即摆杆71和套筒61之间可以自由转动。
[0071]在所述第二活塞66的活塞杆与第二缸筒67之间的连接处设置有活塞杆密封圈73,所述第二活塞66的活塞杆的底端具有活塞板74。活塞板74在第二缸筒67内滑动。第二缸筒67与活塞板74之间也形成有活塞密封圈75。
[0072]请同时参阅图9至图11,最末端的球关节组件18的结构与上述球关节组件18大致相同,其不同之处在于:球头62的摆杆71的末端连接有安装板76,所述末端进给微调机构14安装于该安装板76上。
[0073]请同时参阅图12,末端进给微调机构14主要用
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