专利名称：五自由度医疗机器人的走线结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种五自由度医疗机器人所需导线的布置、走向、捆绑的走线结构。
背景技术：
随着机器人技术的快速发展，机器人的关节数目不断增加，用于驱动关节运动的电器元件也相应地变得繁多起来，如何设计电器元件的走线成为了一个新兴的课题。一个优秀的走线设计需要满足机器人的运转灵活，保证系统的安全可靠，而且要兼顾外形的美观大方。一般说来，机器人是由移动关节和转动关节组成的，而移动关节和转动关节的走线各有特点。目前，机器人的移动关节一般采用外露式走线设计，即机器人的移动关节上拖着预留的导线，以保证关节能够从一个运动极限运动到另一个运动极限。这种设计既不安全，又不美观，而且预留的导线增大了机器人占用的空间。另一方面，对于转动关节的走线，现在多数机器人的转动关节走线采用增大机械结构的体积，从而将导线包含于机器人机械本体之内的做法。这种方案使机器人变得“臃肿”，增加了不必要的重量。
发明内容
为了克服上述机器人走线结构上的不足，本实用新型提出一种新型的走线结构，在机器人移动关节走线采用拖链结构以保证关节的移动运动，并且将拖链安置于外罩之内，节省了机器人占用的空间，保证关节的运转安全，并且使外形更加紧凑、美观，有效避免了导线在机器人运动过程中的纠结和扯挂；转动关节的走线则通过机械本体预留的走线孔，使绝大部分走线被包含在机械结构之内，在没有增加机器人机械本体体积和重量的前提下，保证了关节的转动灵活和安全，同时兼顾了装配和检修的易操作性。
本实用新型的一种五自由度医疗机器人所需导线的布置、走向、捆绑的走线结构，包括机器人本体以及在本体上预留的走线孔，其还包括紧固件、拖链，紧固件安装在同走线孔相对应的位置处，基座外设有外罩，拖链安装在外罩的内壁上，导线穿过拖链固定在基座上。
所述的走线结构，其固紧件中间为半圆拱桥形，拱桥的两边有凸耳，在凸耳上设有供固定的孔。
所述的走线结构，其拖链为塑料的空心管。
所述的走线结构，其固紧件可以是铜质或者塑料加工制作而成。
本实用新型五自由度机器人的走线结构，该方案走线安全，在保证机器人各关节运转灵活的前提下，最大限度的将导线密闭在机器人机械本体内，有利于延长导线的使用寿命，同时兼顾外形的紧凑、美观，因此具有很高的实用价值。
图1是五自由度医疗机器人走线布局示意图。
图2是本实用新型固紧件的结构图。
图中1.固紧件 2.拖链 3.外罩 4.基座具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
请参见图1所示，五自由度医疗机器人是用于脑外科手术的机器人，机器人有I至V五个关节组成，其中I为移动关节，II、III、IV和V为转动关节，机器人的各个关节均装有电机和码盘。本走线设计正是为机器人关节上的此类电气元件的导线而设计的。
本实用新型采取导线从末端向前汇合的做法，每一个关节的走线都与上一关节的导线汇合。具体地，从机器人末端开始，各关节的走线方案如下五关节是转动关节，该关节导线经汇总捆绑后用固紧件1固定安装在该关节本体的内壁，并从走线孔穿出，将穿出的导线再穿入下一关节的走线孔内与四关节导线汇合。此关节由于导线穿过转轴，这样的设计不会妨碍四关节转动运动的灵活，同时导线隐藏在臂体之内，也避免了因为导线外露造成的纠结和扯挂，保证了关节运动的安全。
四关节是转动关节，该关节导线同上一关节导线汇合后，经捆绑，再用固紧件将导线固定安装在此关节的内壁上，再将导线穿出此关节上的走线孔，再同下一关节(三关节)的导线汇合。三关节、二关节的走线结构同四、五关节类似，这样的走线设计兼顾了关节旋转运动的灵活与安全。
二关节的导线进入拖链与基座相连。这里拖链是一种塑料质地的可以实现如链条般弯曲的走线槽，在当今的机电系统布线中比较普遍。由于一关节是移动关节，所以二关节处汇集的导线将会相对于基座有平移运动。在本实用新型中，拖链一端与二关节导线相连，另一端固定在基座上，二关节导线贯穿于拖链中。当一关节发生移动运动时，二关节导线被束缚于拖链中，而拖链又被约束在外罩内，这使导线随拖链的规则的弯曲运动而运动，这样既保证了机器人二关节导线与基座相对移动的灵活性，也有助于延长导线的寿命。同时拖链被包含于基座中，有效避免了因导线外露而造成的空间的过多占用，使系统外观紧凑、美观。
一关节中的电机、码盘等电器元件固连于基座上，该关节导线直接固定于基座。
请参见图1、图2所示，本实用新型的走线结构，包括机器人本体以及在本体上预留的走线孔，其还包括用于将捆绑好的导线固定在本体内壁上紧固件1，紧固件1的安装位置同本体上预留的走线孔相对应进行固定导线；其还包括用于将基座4处的导线穿过一塑料空心管的拖链2；紧固件1安装在同走线孔相对应的位置处，基座4外设有外罩3，拖链2安装在外罩3的内壁上，导线穿过拖链2固定在基座4上。在本实用新型中采用将拖链2安置于外罩3之内，节省了机器人占用的空间，保证关节的运转安全，并且使外形更加紧凑、美观，有效避免了导线在机器人运动过程中的纠结和扯挂；转动关节的走线则通过机械本体预留的走线孔同紧固件1的配合使用，使绝大部分走线被包含在机械结构之内，在没有增加机器人机械本体体积和重量的前提下，保证了关节的转动灵活和安全，同时兼顾了装配和检修的易操作性。
权利要求1.一种五自由度医疗机器人所需导线的布置、走向、捆绑的走线结构，包括机器人本体以及在本体上预留的走线孔，其特征在于还包括紧固件(1)、拖链(2)，紧固件(1)安装在同走线孔相对应的位置处，基座(4)外设有外罩(3)，拖链(2)安装在外罩(3)的内壁上，导线穿过拖链(2)固定在基座(4)上。
2.根据权利要求1所述的走线结构，其特征在于所述的固紧件1中间为半圆拱桥形(101)，拱桥(101)的两边有凸耳(102、103)，在凸耳(102、103)上设有供固定的孔(104、105)。
3.根据权利要求1所述的走线结构，其特征在于所述的拖链(2)为塑料的空心管。
4.根据权利要求1所述的走线结构，其特征在于所述的固紧件(1)可以是铜质或者塑料加工制作而成。
专利摘要本实用新型公开了一种五自由度医疗机器人所需导线的布置、走向、捆绑的走线结构，包括机器人本体以及在本体上预留的走线孔，其还包括紧固件(1)、拖链(2)，紧固件(1)安装在同走线孔相对应的位置处，基座(4)外设有外罩(3)，拖链(2)安装在外罩(3)的内壁上，导线穿过拖链(2)固定在基座(4)上。在本实用新型中，机器人移动关节走线采用拖链结构以保证关节的移动运动，保证关节的运转安全，并且使外形更加紧凑、美观，有效避免了导线在机器人运动过程中的纠结和扯挂；转动关节的走线则通过机械本体预留的走线孔，使绝大部分走线被包含在机械结构之内，在没有增加机器人机械本体体积和重量的前提下，保证了关节的转动灵活和安全，同时兼顾了装配和检修的易操作性。
文档编号B25J13/00GK2673584SQ20042000346
公开日2005年1月26日 申请日期2004年2月12日 优先权日2004年2月12日
发明者张玉茹, 郭玲, 王玉慧, 钱洪选, 郭卫东, 刘博 申请人:北京航空航天大学