一种机器人末端快换装置的制作方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种机器人末端快换装置。


背景技术：

2.医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件。医疗器械包括医疗设备和医用耗材。效用主要通过物理等方式获得，不是通过药理学、免疫学或者代谢的方式获得，或者虽然有这些方式参与但是只起辅助作用。目的是疾病的诊断、预防、监护、治疗或者缓解；损伤的诊断、监护、治疗、缓解或者功能补偿；生理结构或者生理过程的检验、替代、调节或者支持；生命的支持或者维持；妊娠控制；通过对来自人体的样本进行检查，为医疗或者诊断目的提供信息。
3.目前机器人末端通过转接装置与具体的辅助器械连接，但是普通的转接装置都是通过螺丝紧固，使用人工拧螺丝固定时，费时费力，而且会有精度偏差，导致辅助器械连接不稳定，影响辅助器械的使用效果。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种机器人末端快换装置，解决了目前普通的转接装置都是通过螺丝紧固，人工拧螺丝固定不仅费时费力，而且会有精度偏差，导致辅助器械连接不稳定，影响辅助器械使用效果的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种机器人末端快换装置，包括第一夹持装置以及固定安装于第一夹持装置一侧上的第一支撑臂，所述第一支撑臂远离第一夹持装置的一端设置有快换机构，且快换机构为第一快换机构、第二快换机构或第三快换机构三种实施方案中的任意一种。
6.进一步的，所述第一快换机构包括内圆筒和滑动套设在内圆筒外部的外圆筒组件以及设置在外圆筒组件内部且活动套设在内圆筒外部的圆箍，所述内圆筒外壁均匀开设有钢珠孔，且内圆筒内壁固定设置有定位销，所述钢珠孔内部且位于圆箍一侧上活动设置有钢珠，所述内圆筒底部且位于外圆筒组件内腔底部之间固定设置有第三弹簧。
7.进一步的，所述外圆筒组件包括外圆筒和开设在外圆筒外壁下方的滑槽以及设置在外圆筒内壁上方的楔形面，所述滑槽内部转动设置有旋钮，所述旋钮顶部两侧分别固定设置有第一顶针组件和第二顶针组件。
8.进一步的，所述第一顶针组件包括外支撑柱和滑动设置在外支撑柱内部的内支撑柱，所述外支撑柱内部且位于内支撑柱底端固定设置有第一弹簧，所述外支撑柱一侧壁设置有控制组件，所述控制组件一端滑动贯穿外支撑柱和内支撑柱并延伸至内支撑柱内部，所述内支撑柱一侧壁开设有长条通孔和限位孔，所述内支撑柱内部上方固定设置有隔板，所述隔板顶部固定设置有限位组件。
9.进一步的，所述控制组件包括基座和滑动设置在基座内部的顶柱，所述顶柱两端
贯穿分别固定设置有按压块和衔接块，所述衔接块靠近基座的一侧壁两端均固定设置有第一定位柱，且衔接块远离基座的一侧壁固定设置有第二弹簧。
10.进一步的，所述限位组件包括锁紧块和固定设置在锁紧块底部的缓冲弹簧以及固定设置在锁紧块一侧壁的凸块。
11.进一步的，所述第一快换机构内部卡接有第一机器人末端轴连接机构，所述第一机器人末端轴连接机构包括第一机器人末端连接件和固定设置在第一机器人末端连接件顶部一侧的第二定位柱以及固定套设在第一机器人末端连接件外壁下方的压盘，所述第一机器人末端连接件外壁下方均匀开设有限位槽，所述第一机器人末端连接件底部两侧开设有第一定位槽，所述第一定位槽内部一侧壁开设有第二定位槽，且第一定位槽内部另一侧壁设置有斜面。
12.进一步的，所述第二快换机构底端固定设置有第二支撑臂，所述第二支撑臂远离第二快换机构的一端固定设置有第二夹持装置，所述第二快换机构包括第一快换基座和卡接在第一快换基座外部的第二机器人末端连接件以及固定设置在第二机器人末端连接件内部的电磁组件，所述第二机器人末端连接件一侧壁固定设置有开关按钮，且第二机器人末端连接件顶部一侧固定设置有第三定位柱，所述第二机器人末端连接件顶部开设有第一安装槽和第一活动孔，所述第一活动孔位于第一安装槽的内部。
13.进一步的，所述第一快换基座包括第一安装座和固定设置在第一安装座一侧壁的第二限位块以及通过螺栓固定设置在第一安装座顶部的第一铁磁金属块，所述电磁组件包括安装套和滑动设置在安装套内部的电磁铁以及套设在电磁铁外壁的第四弹簧，所述第四弹簧底端固定设置在第一安装槽内部，所述电磁铁滑动设置在第一活动孔内部。
14.进一步的，所述第三快换机构底端固定连接有第三支撑臂，所述第三支撑臂远离第三快换机构的一端固定设置有第三夹持装置，所述第三快换机构包括第二快换基座卡接在第二快换基座外壁的第二机器人末端轴连接机构，所述第二快换基座又包括第二安装座和固定设置在第二安装座一侧壁的第三限位块以及通过螺栓固定设置在第二安装座顶部的第二铁磁金属块，所述第二机器人末端轴连接机构又包括第三机器人末端连接件和开设在第三机器人末端连接件底部的安装槽，所述安装槽内部通过热熔胶固定设置有第三铁磁金属块。
15.有益效果
16.本发明提供了一种机器人末端快换装置。与现有技术相比具备以下有益效果：
17.1、一种机器人末端快换装置，外圆筒组件包括外圆筒和开设在外圆筒外壁下方的滑槽以及设置在外圆筒内壁上方的楔形面，滑槽内部转动设置有旋钮，旋钮顶部两侧分别固定设置有第一顶针组件和第二顶针组件。第一顶针组件包括外支撑柱和滑动设置在外支撑柱内部的内支撑柱，外支撑柱内部且位于内支撑柱底端固定设置有第一弹簧，外支撑柱一侧壁设置有控制组件，控制组件一端滑动贯穿外支撑柱和内支撑柱并延伸至内支撑柱内部，内支撑柱一侧壁开设有长条通孔和限位孔，内支撑柱内部上方固定设置有隔板，隔板顶部固定设置有限位组件，通过设置第一快换机构能够实现与第一机器人末端连接机构的快速安装和快速拆卸，无需人工通过螺栓固定连接，节省了安装时间，省时省力，而且安装精度高。
18.2、一种机器人末端快换装置，通过设置第一顶针组件和第二顶针组件能够在第一
机器人末端连接件和快换机构连接时起到先与第一机器人末端连接件接触的作用，推动外圆筒下移，并且在第一机器人末端连接件和快换机构连接后能够再次将二者牢固锁定，避免二者在连接过程中受外力作用发生分离。
19.3、一种机器人末端快换装置，通过设置第二快换机构利用电磁铁的电流通断可实现电磁铁和第一铁磁金属块之间的吸附和断开，进而能够实现与第二机器人末端连接件的快速安装和快速拆卸，无需人工通过螺栓固定连接，节省了安装时间，省时省力，而且安装精度高。
20.4、一种机器人末端快换装置，通过设置第三快换机构利用第二铁磁金属块和第三铁磁金属块间的磁力作用，在二者相互靠近时能够实现与第三机器人末端连接件的快速安装和快速拆卸，无需人工通过螺栓固定连接，节省了安装时间，省时省力，而且安装精度高。
附图说明
21.图1为本发明第一种状态立体结构示意图；
22.图2为本发明第一种状态爆炸立体结构示意图；
23.图3为本发明外圆筒组件爆炸立体结构示意图；
24.图4为本发明第一顶针组件结构示意图；
25.图5为本发明第一顶针组件剖面结构示意图；
26.图6为本发明控制组件立体结构示意图；
27.图7为本发明第一机器人末端连接件立体结构示意图；
28.图8为本发明a部分放大立体结构示意图；
29.图9为本发明第二种状态立体结构示意图；
30.图10为本发明第二中状态爆炸立体结构示意图；
31.图11为本发明第二机器人末端连接件立体结构示意图；
32.图12为本发明第三种状态立体结构示意图；
33.图13为本发明第三中状态爆炸立体结构示意图；
34.图14为本发明第三机器人末端连接件立体结构示意图。
35.图中：1、第一夹持装置；2、第一支撑臂；a3、第一快换机构；a31、内圆筒；a32、外圆筒组件；a321、外圆筒；a322、滑槽；a323、楔形面；a324、旋钮；a325、第一顶针组件；a3251、外支撑柱；a3252、内支撑柱；a3253、第一弹簧；a3254、控制组件；a32541、基座；a32542、顶柱；a32543、按压块；a32544、衔接块；a32545、第一定位柱；a32546、第二弹簧；a3255、长条通孔；a3256、限位孔；a3257、隔板；a3258、限位组件；a32581、锁紧块；a32582、缓冲弹簧；a32583、凸块；a326、第二顶针组件；a33、圆箍；a34、钢珠孔；a35、定位销；a36、钢珠；a37、第三弹簧；a4、第一机器人末端轴连接机构；a41、第一机器人末端连接件；a42、第二定位柱；a43、压盘；a44、限位槽；a45、第一定位槽；a46、第二定位槽；b1、第二夹持装置；b2、第二支撑臂；b3、第二快换机构；b31、第一快换基座；b311、第一安装座；b312、第二限位块；b313、第一铁磁金属块；b32、第二机器人末端连接件；b33、电磁组件；b331、安装套；b332、电磁铁；b333、第四弹簧；b34、开关按钮；b35、第三定位柱；b36、第一安装槽；b37、第一活动孔；c1、第三夹持装置；c2、第三支撑臂；c3、第三快换机构；c31、第二快换基座；c311、第二安装座；c312、第三限位块；c313、第二铁磁金属块；c32、第二机器人末端轴连接机构；c321、第三机器人末端连接
件；c322、安装槽；c323、第三铁磁金属块。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.请参阅图1-14，本发明提供三种技术方案，具体包括以下实施例：
38.实施例1
39.由图1-8所示，本发明实施例中，一种机器人末端快换装置，包括第一夹持装置1以及固定安装于第一夹持装置1一侧上的第一支撑臂2，第一支撑臂2远离第一夹持装置1的一端设置有快换机构，且快换机构为第一快换机构a3，第一快换机构a3包括内圆筒a31和滑动套设在内圆筒a31外部的外圆筒组件a32以及设置在外圆筒组件a32内壁且活动套设在内圆筒a31外部的圆箍a33，圆箍a33通过自身弹力套设在内圆筒a31外壁上，内圆筒a31和外圆筒组件a32之间的间隙远大于圆箍a33产生形变时所需的扩张空间大小，钢珠a36可以沿钢珠孔a34往轴心方向内移或者外移，钢珠孔a34靠近内圆筒a31内部一侧的孔径小于位于内圆筒a31外侧的钢珠孔a34孔径，且钢珠孔a34一端内径略小于钢珠a36直径，另一端内径略大于钢珠a36直径，内圆筒a31外壁均匀开设有钢珠孔a34，且内圆筒a31内壁固定设置有定位销a35，钢珠孔a34内部且位于圆箍a33一侧上活动设置有钢珠a36，内圆筒a31底部且位于外圆筒组件a32内腔底部之间固定设置有第三弹簧a37，外圆筒组件a32包括外圆筒a321和开设在外圆筒a321外壁下方的滑槽a322以及设置在外圆筒a321内壁上方的楔形面a323，滑槽a322内部转动设置有旋钮a324，旋钮a324顶部两侧分别固定设置有第一顶针组件a325和第二顶针组件a326。第一顶针组件a325包括外支撑柱a3251和滑动设置在外支撑柱a3251内部的内支撑柱a3252，外支撑柱a3251内部且位于内支撑柱a3252底端固定设置有第一弹簧a3253，外支撑柱a3251一侧壁设置有控制组件a3254，控制组件a3254一端滑动贯穿外支撑柱a3251和内支撑柱a3252并延伸至内支撑柱a3252内部，内支撑柱a3252一侧壁开设有长条通孔a3255和限位孔a3256，内支撑柱a3252内部上方固定设置有隔板a3257，隔板a3257顶部固定设置有限位组件a3258。控制组件a3254包括基座a32541和滑动设置在基座a32541内部的顶柱a32542，顶柱a32542两端贯穿分别固定设置有按压块a32543和衔接块a32544，衔接块a32544靠近基座a32541的一侧壁两端均固定设置有第一定位柱a32545，且衔接块a32544远离基座a32541的一侧壁固定设置有第二弹簧a32546。限位组件a3258包括锁紧块a32581和固定设置在锁紧块a32581底部的缓冲弹簧a32582以及固定设置在锁紧块a32581一侧壁的凸块a32583。第一快换机构a3内部卡接有第一机器人末端轴连接机构a4，第一机器人末端轴连接机构a4包括第一机器人末端连接件a41和固定设置在第一机器人末端连接件a41顶部一侧的第二定位柱a42以及固定套设在第一机器人末端连接件a41外壁下方的压盘a43，第一机器人末端连接件a41外壁下方均匀开设有限位槽a44，第一机器人末端连接件a41底部两侧开设有第一定位槽a45，第一定位槽a45内部一侧壁开设有第二定位槽a46，且第一定位槽a45内部另一侧壁设置有斜面。第一机器人末端轴连接机构a4外壁上固定设置有三角标志。第一夹持装置1和第二夹持装置b1以及第三夹持装置c1为三个结构完全相同
的构件。第一夹持装置包括支撑臂、按压扣、拉环、滑块、引导器，支撑臂是整个导向器的承载结构，其顶端可以与其他装置衔接；按压扣通过与拉环、滑块配合，可以锁紧引导器；拉动拉环，在按压扣作用下将滑块沿限位机构向主体拉近；滑块内侧凹槽与主体凹槽合并为一个整体六棱柱孔，可夹住引导器，防治引导器旋转移动；引导器尾端为六棱柱，首端有引导孔，引导孔根据不同型号穿刺针对应不同规格的孔径。
40.定位销a35依附于第一快换装置a3，与第一机器人末端轴连接件a41上的定位槽a44配合保证第一快换装置a3正确的安装方向；圆箍a33表面为面向外圈的圆弧，可以环抱钢珠a36，跟随钢珠a36的移动伸缩，防止钢珠a36脱落；钢珠a36内移可以限制第一快换装置a3在第一机器人末端轴连接件a41上的位置，钢珠a36外移可以解除限位，将第一快换装置a3由第一机器人末端轴连接件上a41取下；外圆筒a321连接第三弹簧a37，外圆筒a321下移，内圆筒a31沿定位槽整体上移，在第一机器人末端轴连接件a41的作用下，钢珠a36外移，第一快换装置a3到位后，松开外圆筒a321，第三弹簧a37恢复形变，外圆筒a321上移，第一快换装置a3与第一机器人末端轴连接件a41配合完成。反之，卸载第一快换装置a3；第三弹簧a37连接外圆筒a321与内a31圆筒，为锁定夹具提供核心力量。
41.使用时首先将第一机器人末端轴连接机构a4定位柱a42插入机器人末端轴，用四个螺栓固定，然后将第一快换机构a3朝向连接件三角标志方向移动，第一顶针组件a325和第二顶针组件a326初始状态为内支撑柱a3252位于外支撑柱a3251内部上方，第一快换机构a3靠近第一机器人快换机构a4时，第一顶针组件a325和第二顶针组件a326顶部和压板a43底部接触，压盘a43对第一顶针组件a325和第二顶针组件a326产生向下的压力，外圆筒a321沿内圆筒a31下移，第三弹簧a37受到挤压，第一机器人快换机构a4进入到内圆筒a31内部，限位槽a44沿定位销a35下移，此时，按下按压块a3253，第一定位柱a32545脱离限位孔a3256，内支撑柱a3252失去限位作用进入到外支撑柱325内部，松开按压块a3253，第二弹簧a32546将衔接快a32544弹起，第一定位柱a32545再次进入到限位孔a3256中，从而第一机器人末端轴连接机构a4和第一快换机构a3完成安装，接着转动旋钮a324使限位组件a3258进入到第一定位槽a45和第二定位槽a46中，拆卸时，反向扭动旋钮a324即可，最后第一快换机构a3安装完成，可以进行机器人微创手术。
42.通过设置第一快换机构a3能够实现与第一机器人末端连接机构a4的快速安装和快速拆卸，无需人工通过螺栓固定连接，节省了安装时间，省时省力，而且安装精度高。
43.实施例2
44.请参阅图9-11，本发明实施例中，一种机器人末端快换装置，包括第一夹持装置1以及固定安装于第一夹持装置1一侧上的第一支撑臂2，第一支撑臂2远离第一夹持装置1的一端设置有快换机构，且快换机构为第二快换机构b3，第二快换机构b3底端固定设置有第二支撑臂b2，第二支撑臂b2远离第二快换机构b3的一端固定设置有第二夹持装置b1，第二快换机构b3包括第一快换基座b31和卡接在第一快换基座b31外部的第二机器人末端连接件b32以及固定设置在第二机器人末端连接件b32内部的电磁组件b33，第二机器人末端连接件b32一侧壁固定设置有开关按钮b34，且第二机器人末端连接件b32顶部一侧固定设置有第三定位柱b35，第二机器人末端连接件b32顶部开设有第一安装槽b36和第一活动孔b37，第一活动孔b37位于第一安装槽b36的内部。
45.第一快换基座b31包括第一安装座b311和固定设置在第一安装座b311一侧壁的第
二限位块b312以及通过螺栓固定设置在第一安装座b311顶部的第一铁磁金属块b313，电磁组件b33包括安装套b331和滑动设置在安装套b331内部的电磁铁b332以及套设在电磁铁b332外壁的第四弹簧b333，第四弹簧b333底端固定设置在第一安装槽b36内部，电磁铁b332滑动设置在第一活动孔b37内部。
46.开关按钮b34控制电路的通断；电源线连接向机器人控制柜，起电力传输的作用；电磁铁b332提供磁力；第一铁磁金属块b313在电磁铁b332通电后与电磁铁b332吸合，固定第一快换基座b31和第二机器人末端连接件b32；螺栓将第一铁磁金属块b313固定在夹具主体上；第二限位块b312保证第二机器人末端连接件b32的正确安装方向；第二机器人末端轴连接件b32连接机器人末端轴及第二快换机构b3，承载电磁铁b332与开关按钮b34。
47.使用时首先将第二机器人末端轴连接件b32的第三定位柱b35插入机器人末端轴，用四个螺栓固定，然后将第二快换机构b3的第二限位柱b312塞入机器人末端轴连接件的孔中，接着打开电磁铁b332开关，最后安装完成，可进行机器人微创手术。
48.通过设置第二快换机构b3利用电磁铁b332的电流通断可实现电磁铁b332和第一铁磁金属块b313之间的吸附和断开，进而能够实现与第二机器人末端连接件b32的快速安装和快速拆卸，无需人工通过螺栓固定连接，节省了安装时间，省时省力，而且安装精度高。
49.实施例3
50.请参阅图12-14，本发明实施例中，一种机器人末端快换装置，包括第一夹持装置1以及固定安装于第一夹持装置1一侧上的第一支撑臂2，第一支撑臂2远离第一夹持装置1的一端设置有快换机构，且快换机构为第三快换机构c3，第三快换机构c3底端固定连接有第三支撑臂c2，第三支撑臂c2远离第三快换机构c3的一端固定设置有第三夹持装置c1，第三快换机构c3包括第二快换基座c31卡接在第二快换基座c31外壁的第二机器人末端轴连接机构c32，第二快换基座c31又包括第二安装座c311和固定设置在第二安装座c311一侧壁的第三限位块c312以及通过螺栓固定设置在第二安装座c311顶部的第二铁磁金属块c313，第二机器人末端轴连接机构c32又包括第三机器人末端连接件c321和开设在第三机器人末端连接件c321底部的安装槽c322，安装槽c322内部通过热熔胶固定设置有第三铁磁金属块c323。
51.第二铁磁金属块c313固定于第三机器人末端轴连接件c321和第二安装座c311上，起到连接两者的作用；固定螺栓固定第二安装座c311端的第二铁磁金属块313；第三限位块c312装配后限制第二安装座c311的旋转。(强力永磁金属质地较脆，接触面磁力较大，需沿水平面分离或装配)；第三机器人末端轴连接件c321连接机器人末端轴及第二安装座c311，并且装载第三铁磁金属块c323。
52.使用时首先将第三铁磁金属块置入第三机器人末端轴连接件c321内部空间，用热熔胶固定；然后将第三机器人末端轴连接件c321的定位柱插入机器人末端轴，用四个螺栓固定；接着将第二安装座推入安装槽c322；最后安装完成，可以进行机器人微创手术。
53.通过设置第三快换机构c3利用第二铁磁金属块c313和第三铁磁金属块c323间的磁力作用，在二者相互靠近时能够实现与第三机器人末端连接件c321的快速安装和快速拆卸，无需人工通过螺栓固定连接，节省了安装时间，省时省力，而且安装精度高。
54.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
55.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。