一种钢丝制动装置

1.本发明涉及机构制动技术领域，特别涉及一种钢丝制动装置。


背景技术：

2.微创外科手术一般也称为介入式手术，它是通过在体表切开数个细小的切口(或依靠人体天然官腔)，借助于视觉显示系统的图像引导，将手术器械通过体表切口伸入体内进行治疗或诊断而完成的手术。微创手术技术使得大部分的外科手术告别了开放式的手术模式，将机器人技术应用于医疗外科手术已经变得越来越流行，机器人在操作稳定性、快捷性和精确性方面具有显著的优势，将机器人技术融入外科手术中，可以改进医生的手术环境，缩短患者的恢复时间。
3.微创外科手术的机器人具有多个实现不同自由度动作的关节，其中部分自由度为初调自由度，部分为术中调整自由度。术中自由度通过主手控制，初调自由度需要在手术前进行调整，调整完之后需要将初调自由度进行锁紧，保证在术中的时候不动。由于此类机器人通过钢丝传动，因此需要由专用的钢丝制动装置来保证初调自由度解锁的灵活性以及刹车的可靠性，满足术前初调的需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种适用于微创外科手术机器人的钢丝制动装置，以满足关节初调自由度的解锁灵活性及刹车可靠性。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种钢丝制动装置，包括制动本体以及解锁推杆，所述制动本体和所述解锁推杆分别形成有制动钢丝穿过的第一通孔和第二通孔，所述解锁推杆的第一端活动设置在所述第一通孔内，同时所述解锁推杆的第一端与所述制动本体通过弹性体连接，所述解锁推杆上活动连接有锁体，所述解锁推杆的第一端位于所述第一通孔的不同位置时，所述锁体锁紧或松开所述制动钢丝。
6.进一步地，所述锁体为钢珠，所述解锁推杆的侧壁形成有贯穿的锁孔，所述钢珠活动设置在所述锁孔内，所述钢珠的外部与所述第一通孔的孔壁滚动接触，所述钢珠的内部与所述制动钢丝接触，所述第一通孔包括孔径不变的圆柱面以及孔径逐渐缩小的圆锥面，通过所述圆锥面驱动所述钢珠锁紧所述制动钢丝。
7.进一步地，所述弹性体为锁紧弹簧，所述第一通孔的第一端连接有盖板，所述锁紧弹簧的第一端与所述盖板连接，所述锁紧弹簧的第二端与所述解锁推杆的第一端连接，所述锁紧弹簧的侧部与所述第一通孔的孔壁接触。
8.进一步地，所述锁紧弹簧保持压缩状态使所述解锁推杆未受外力时，所述钢珠保持对钢丝锁定的状态。
9.进一步地，所述制动本体与一制动支架固定连接，所述制动支架上活动连接有解锁压板，所述解锁压板同时与所述解锁推杆的第二端接触，以控制所述解锁推杆的解锁动作。
10.进一步地，所述制动支架内形成有第三通孔，所述第三通孔内活动连接有解锁钢丝，所述解锁钢丝的末端与所述解锁压板固定连接。
11.进一步地，所述第三通孔内还活动连接有解锁拉杆，所述解锁拉杆的第一端与所述解锁压板固定连接，第二端与所述制动支架通过预紧弹簧连接。
12.进一步地，所述解锁拉杆内形成有第四通孔，所述解锁钢丝穿过所述第四通孔。
13.进一步地，所述第三通孔内形成有台阶面，所述解锁拉杆的第二端形成有与所述台阶面对应的凸台，所述预紧弹簧保持压缩状态。
14.本发明的上述方案有如下的有益效果：
15.本发明提供的钢丝制动装置，通过解锁推杆上的锁体与制动本体上的通孔结构配合，完成对制动钢丝的锁紧制动或解锁，满足了术前初调关节自由度时的一键解锁以及调整完成后的刹车制动需求，提升了关节解锁的灵活性及刹车制动的可靠性；
16.本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.图1为本发明的制动本体结构示意图；
18.图2为本发明的制动本体内部结构剖视图；
19.图3为本发明的制动支架内部结构剖视图。
20.【附图标记说明】
[0021]1‑
制动本体；2
‑
解锁推杆；3
‑
制动钢丝；4
‑
锁紧弹簧；5
‑
盖板；6
‑
锁孔；7
‑
钢珠；8
‑
圆柱面；9
‑
圆锥面；10
‑
制动支架；11
‑
解锁压板；12
‑
解锁钢丝；13
‑
解锁拉杆；14
‑
预紧弹簧；15
‑
凸台。
具体实施方式
[0022]
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例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。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0023]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0024]
如图1、图2所示，本发明的实施例提供了一种钢丝制动装置，包括制动本体1以及解锁推杆2，制动本体1和解锁推杆2分别形成有制动钢丝3穿过的第一通孔和第二通孔，制
动钢丝3的两端分别与对应的导轮连接来控制、锁紧制动关节的自由度。解锁推杆2的第一端活动设置在第一通孔内，同时解锁推杆2的第一端与制动本体1通过锁紧弹簧4连接。其中，第一通孔的第一端连接有盖板5，锁紧弹簧4的第一端与盖板5接触，第二端与解锁推杆2第一端的卡台接触，锁紧弹簧4整体也位于第一通孔内，侧部与第一通孔的孔壁接触。
[0025]
解锁推杆2的侧壁形成有数个贯穿侧壁的锁孔6，锁孔6内设置有能自由滚动的、作为锁体的钢珠7。钢珠7的外部与第一通孔的孔壁滚动接触，钢珠7的内部与制动钢丝3接触。相对应地，第一通孔包括孔径不变的圆柱面8以及孔径逐渐缩小的圆锥面9，其中圆柱面8靠近第一通孔的第一端，圆锥面9靠近第一通孔的第二端。
[0026]
在本实施例中，锁紧弹簧4是保持压缩状态的。解锁推杆2未受外力时，在锁紧弹簧4的弹性力作用下靠近第一通孔的第二端，钢珠7的外部与圆锥面9滚动接触，在圆锥面9孔径变小的情况下钢珠7向内挤压，将解锁推杆2第二通孔内的制动钢丝3压紧，使制动钢丝3无法沿第二通孔或第一通孔自由移动，形成关节的锁紧状态。而术前需要初调关节自由度时，通过外力驱动解锁推杆2向第一通孔的第一端移动，克服锁紧弹簧4弹力做功，使锁孔6以及钢珠7逐渐位于第一通孔圆柱面8的位置。由于圆柱面8的内径较大，因此钢珠7不再受挤压力，钢珠7内部仍与制动钢丝3滚动接触但不再对制动钢丝3锁紧，完成了制动钢丝3的解锁。当然圆柱面8的内径也不会超过范围，导致钢珠7从锁孔6内完全移出。解锁并初调关节自由度后卸去外力，使解锁推杆2在锁紧弹簧4作用下再次向第一通孔的第二端移动，钢珠7将制动钢丝3锁紧而完成关节的制动。
[0027]
同时如图3所示，本实施例中制动本体1与一制动支架10固定连接，制动本体1也设置为柱形，安装在制动支架10的安装孔内，且制动支架10安装有两个制动本体1，对应一个关节导轮引出的两段制动钢丝3。制动支架10上活动连接有解锁压板11，解锁压板11的两端同时与两个制动本体1上的解锁推杆2第二端接触，作为前述的外力控制解锁推杆2的动作。其中，制动支架10内形成有第三通孔，第三通孔内活动连接有解锁钢丝12，解锁钢丝12的末端与解锁压板11的中部固定连接，采用一键解锁控制的方式，由解锁钢丝12拉动解锁压板11，来驱动解锁推杆2的解锁动作。
[0028]
同时，第三通孔内还活动连接有解锁拉杆13，解锁拉杆13的第一端与解锁压板11固定连接，第二端与制动支架10通过预紧弹簧14连接。具体地，第三通孔内形成有台阶面，解锁拉杆13的第二端形成有与台阶面对应的凸台15，通过台阶面与凸台15的配合对解锁拉杆13限位，限制解锁拉杆13前顶的最大位置。预紧弹簧14保持压缩状态，使解锁拉杆13持续向解锁压板11施加顶力，确保解锁压板11不受解锁钢丝12拉力时处于远离制动支架10的位置，保证制动钢丝3处于锁紧制动状态。预紧弹簧14能在安装前调整预紧力，使解锁钢丝12的解锁力以及解锁压板11的锁紧制动力均相对合适。
[0029]
其中，解锁拉杆13内形成有第四通孔，解锁钢丝12是穿过第四通孔设置的，其自身的解锁驱动过程不会直接受解锁拉杆13干涉。
[0030]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。