一种微创机器人用持械机械臂的制作方法_2

文档序号:9294292阅读:来源:国知局
-3的装配图,图42是竖直平移安全制动装置的配重块1-2、滑轮用轴2-3-2、连接绳3-4和连接座体3-1之间的连接状态示意图,图43是本发明的使用状态图。图44是第一关节的分解图,图45是第一驱动组件的分解图,图46是传动组件的分解图,图47是第二关节的分解图,图48是第二驱动组件的分解图,图49是本发明的整体结构示意图,图50是被动关节Ρ2的分解图。
【具体实施方式】
[0022]【具体实施方式】一:结合图1-图49说明本实施方式,本实施方式包括竖直平移安全制动装置、被动关节Ρ2、第一关节Kl、第二关节Κ2和集成化手术器械驱动装置,被动关节Ρ2的一端可转动安装在竖直平移安全制动装置的上部,第一关节Kl的一端可转动连接在被动关节Ρ2上,第二关节Κ2的一端与第一关节Kl的另一端可转动连接,集成化手术器械驱动装置安装在第二关节Κ2的另一端,竖直平移安全制动装置包括底座组件1、导轨组件2和外端接口连接件3 ;所述底座组件I包括箱体1-1、配重块1-2和至少一个光轴组件,至少一个光轴组件设置在箱体1-1上,所述光轴组件包括光轴本体1-3和两个光轴压环1-4,两个光轴压环1-4分别固定连接在箱体1-1的顶面和底面上,光轴1-3从上到下依次穿过两个光轴压环1-4并固定连接在箱体1-1内,所述配重块1-2位于箱体1-1内并设置在光轴1-3上,导轨组件2包括支承座2-1、斜齿条2-2、滑轮组2-3和两条滑轨2-4,滑轮组2_3设置在支承座2-1的顶面,所述支承座2-1的底面固定连接在箱体1-1的上端面上,所述支承座
2-1的侧壁上加工有竖直设置的凹槽2-1-1,所述斜齿条2-2和两条滑轨2-4均竖直设置在凹槽2-1-1内,所述斜齿条2-2位于两条滑轨2-4中间;所述外端接口连接件3包括连接座体3-1、齿轮箱组件3-2、滑块组件3-3、两条连接绳3-4,所述连接座体3_1的上端面加工有外端接口,所述连接座体3-1的外壁上固定连接有滑块组件3-3,所述连接座体3-1通过滑块组件3-3与两条滑轨2-4滑动配合,连接座体3-1内设置有齿轮箱组件3-2,齿轮箱组件
3-2与斜齿条2-2配合设置,连接绳3-4与滑轮组2-3——对应设置,每条连接绳3_4的一端可拆卸连接在配重块1-2上,每条连接绳3-4的另一端绕过其对应的滑轮组2-3可拆卸连接在连接座体3-1的上端面上,第一关节Kl包括第一驱动组件Κ1-2、支撑壳体Κ1-5、传动组件Κ1-6和第一绝对编码器Κ1-7 ;第一驱动组件Κ1-2包括第一电机Κ1-2-10、带轮支撑架Κ1-2-1、驱动带轮Κ1-2-5和驱动转轴Κ1-2-6 ;第一驱动组件Κ1-2布置在支撑腔体Κ1-5的下方;第一电机Κ1-2-10安装在带轮支撑架Κ1-2-1上,驱动转轴Κ1-2-6转动安装在带轮支撑架K1-2-1上并与第一电机K1-2-10的输出轴连接,驱动带轮K1-2-5套装在驱动转轴K1-2-6上,带轮支撑架K1-2-1与支撑腔体K1-5连接;传动组件K1-6包括关节轴K1-6-7、第一谐波减速器K1-6-2、传动带轮K1-6-3和传动带K1-6-6 ;传动组件K1-6布置在支撑腔体K1-5内;关节轴K1-6-7插装在第一谐波减速器K1-6-2上并穿过传动带轮K1-6-3,传动带轮K1-6-3通过传动带K1-6-6与驱动带轮K1-2-5传动连接,第一绝对编码器K1-7布置在支撑腔体K1-5内并安装在关节轴K1-6-7上;第一谐波减速器K1-6-2的固定法兰与支撑腔体K1-5连接;第二关节K2包括组件支架K2-10和第二驱动组件K2-8 ;第二驱动组件K2-8包括第二电机K2-8-1、第二谐波减速器K2-8-8、第二绝对编码器K2-8-20、输送带K2-8-29、第一轮毂K2-8-9、第二轮毂K2-8-13和关节传动轴K2-8-28 ;第二驱动组件K2-8布置在组件支架K2-10上,第一谐波减速器K1-6-2的输出法兰与组件支架K2-10连接;第二电机K2-8-1的输出轴连轴器K2-8-4与关节传动轴K2-8-28连接,关节传动轴K2-8-28安装在第二谐波减速器K2-8-8的波发生器K2-8-8上,第二谐波减速器K2-8-8的柔轮K2-8-25与第一轮毂K2-8-9连接,第二谐波减速器K2-8-8的刚轮K2-8-26与组件支架K2-10连接,第一轮毂K2-8-9与第二轮毂K2-8-13并列设置且二者转动安装在组件支架K2-10上,输送带K2-8-29的一端与第一轮毂K2-8-9连接,输送带K2-8-14的另一端与第二轮毂K2-8-13连接,第二绝对编码器K1-2-20与第一轮毂K2-8-9连接;被动关节P2的一端可转动安装在外端接口连接件3上,被动关节P2的另一端与第一关节Kl的支撑壳体K1-5内转动连接;夕卜端接口连接件3和被动关节P2的电机后面均安装有失电制动器。集成化手术器械驱动装置包括动力源组件A、解耦过渡组件B、接口组件C和多根缠绕丝D,动力源组件A、解耦过渡组件B和接口组件C由下至上依次可滑动交错叠放并通过多根缠绕丝D以解耦的缠绕方式连接,动力源组件A包括驱动支撑板A-1、驱动组件A-2、引导轮组件A-3和滑块组件A-4,驱动组件A-2安装在驱动支撑板A-1的第一驱动支撑板端面A-1-a上,引导轮组件A-3分别安装在驱动支撑板A-1的第二驱动支撑板端面A-1-b、第三驱动支撑板端面A-1-c和第四驱动支撑板端面A-1-d上,滑块组件A-4安装在驱动支撑板A-1的第五驱动支撑板端面A-1-e上,解耦过渡组件B包括过渡支撑板B-1、过渡滑动导轨组合B-2和过渡引导轮组合B-3,过渡支撑板B-1为矩形支撑板,过渡引导轮组合B-3中的第一过渡引导轮B-3-a、第二过渡引导轮B-3-b和第三过渡引导轮B-3-c分别安装在过渡支撑板B-1的第一过渡支撑板端面B-1-a,第二过渡支撑板端面B-1-b和第三过渡支撑板端面B-1-c上,过渡滑动导轨组合B-2分别安装在过渡支撑板B-1的第四过渡支撑板端面B-1-d和第五过渡支撑板端面B-1-e上,滑块组件A-4与过渡支撑板B-1上的过渡滑动导轨组合B-2可滑动连接,接口组件C包括架体C-1、从驱动螺旋线轮组件C-2、接口引导轮组件C-3和接口滑块组件C-4,从驱动螺旋线轮组件C-2安装在架体C-1上,多个接口引导轮C-3安装在架体C-1上并位于从驱动螺旋线轮组件C-2的两侧,接口滑块组件C-4安装在架体C-1的底端并与过渡支撑板B-1上端面上的过渡滑动导轨组件B-2可滑动连接。
[0023]本实施方式的底座组件I还包括挡板1-5、推杆1-6、至少一个导套1-7和多个脚轮1-8,所述箱体1-1的一侧面加工操作口,所述挡板1-5可拆卸连接在操作口处,箱体1-1的上端面固定连接有推杆1-6,多个脚轮1-8设置在箱体1-1的下端面上,导套1-7与光轴
1-3——对应设置,导套1-7套装在其对应的光轴1-3上且位于配重块1-2的下方。本实施方式的导轨组件2包括四个滑轨用挡块2-5,每条滑轨2-4的上端和下端各固定连接有一个滑轨用挡块2-5。本实施方式的连接绳3-4为钢丝绳。
[0024]本实施方式中外端接口连接件3的外端接口处用于被动关节P2,可用于外科手术中。配重块1-2在连接绳3-4的牵引下随着光轴1-3上下移动,连接绳3-4通过滑轮组2_3将配重块1-2与连接座体3-1相连。光轴组件设置为两个时为最佳,即两个光轴本体1-3和四个光轴压环1-4,每个光轴本体1-3对应设置有两个光轴压环1-4,采用光轴1-3作为配重块1-2的导向件,使得配重块1-2能够较为平稳地在光轴1-3上实现上下往复运动。导轨组件2还包括外挡板2-6,安装在支撑座2-1的后侧,用以遮挡连接绳3-4。
[0025]本实施方式中滑轮组2-3包括支撑架2-3-1、两个滑轮用轴2_3_2、四个卡簧
2-3-3、多个滑轮2-3-4和四个轴承2-3-5,两个滑轮用轴2_3_2均位于支撑架2_3_1内,每个滑轮用轴2-3-2上套装有多个滑轮2-3-4,每个滑轮用轴2-3-2的两端各设置有一个卡簧2-3-3和轴承2-3-5,卡簧2-3-3与轴承2_3_5相贴紧。本实施方式的钢丝绳持久耐摩擦,每条钢丝绳的两端各设置有一个钢丝绳锁扣3-4-1,配重块1-2上设置有两个第一连接钩环1-2-1,连接座体3-1上设置有两个第二连接钩环3-1-1,第一连接钩环1-2-1,第二连接钩环3-1-1和连接绳3-4 —一对应设置,首先将一根钢丝绳的一端穿过配重块1-2上的第一连接钩环1-2-1,而后用钢丝绳锁扣3-4-1将钢丝绳压紧,钢丝绳的另一端在绕过滑轮组2-3连接在连接座体3-1上的第二连接钩环3-1-1上,拉紧钢丝绳,而后用钢丝绳锁扣
3-4-1将钢丝绳压紧,另一根钢丝绳连接方式与上述过程同理。设置两根钢丝绳提高本发明操作时的安全性。
[0026]竖直平移安全制动装置采用失电制动器制动盘和失电制动器衔铁相互配合进行制动,使本发明断电后制动,安全性较高。与现有技术中电机驱动螺母丝杠形式相比,本发明采用配重块和连接绳配合驱动方式,便于手动调整且使用灵活节能环保。本发明采用斜齿轮和斜齿条啮合方式,该方式运动方式比较平稳且噪声小。竖直平移安全制动装置是依靠斜齿条2-2和斜齿轮3-2-5的啮合关系。在斜齿轮3-2-5的两端设置有第一失电制动器3-2-14和第二失电制动器3-2-15,当通电时,第一失电制动器3_2_14和第二失电制动器3-2-15均打开,斜齿轮3-2-5处于自由状态,可以自由旋转,外端接口连接件3沿导轨组件2上下运动,当断电后,第一失电制动器3-2-14和第二失电制动器3-2-15均闭合,斜齿轮3_2_5在第一失电制动器3_2_14和第二失电制动器3_2_15共同约束下不能运动,进而实现外端接口连接件3保持静止状态。
[0027]【具体实施方式】二:结合图19说明,本实施方式的动力源组件A还包括动力源罩体A-5、驱动器A-8、导向轴A-6和动力源处的缠绕丝固定组件A-7,动力源罩体A-5罩在驱动支撑架A-1和多个驱动组件A-2上,动力源处的缠绕丝固定组件A-7安装在驱动支撑板A-1上,驱动器A-8和导向轴A-6安装在驱动支撑架A-1上。如此设置本实施方式,动力提供更加稳定。本实施方式中未公开的技术特征与【具体实施方式】一相同。
[0028]【具体实施方式】三:结合图23和图33说明,本实施方式的驱动组件A-2包含五个电机驱动组件,分别第一电机驱动组件A-2-a、第二电机驱动组件A-2-b、第三电机驱动组件A-2-c、第四电机驱动组件A-2-d和第五电机驱动组件A-2-e,其中五个电机驱动组件的结构相同不同的是,第二电机驱动组件A-2-b的螺旋线轮为双线轮A-2-9,第一电机驱动组件A_2_a包括驱动电机A_2_l、电机支撑架体A-2-2、谐波减速器A-2-3、驱动螺旋线轮A-2-4、驱动旋转轴A-2-5、驱动螺旋支撑块A-2-6和
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