可实现定点运动的远端运动中心机构的制作方法

文档序号:15630726发布日期:2018-10-12 20:32阅读:495来源:国知局

本发明涉及一种微创手术中的运动机构,尤其涉及一种可实现定点运动的远端运动中心机构。



背景技术:

目前各种可实现绕定点运动的远端运动中心机构主要分为三种:

第一种是轴直接驱动机构,这种机构虽然结构相对简单,可靠稳定、刚度高,但这种机构只能沿切口单方向进行摆动,不能实现绕切口俯仰的运动;

第二种是球形机构,这种机构结构简单轻便,但运动学复杂,刚度、稳定性较差,安全性差;

第三种是弧形机构,这种机构结构简单,但驱动系统设计复杂,构件的加工难度高,系统整体重量也相对较大。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种结构简单轻便,刚度、稳定性高,而且运动灵活,易于加工制造的可实现定点运动的远端运动中心机构。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

本发明的可实现定点运动的远端运动中心机构,包括第一电机驱动系统、第二电机驱动系统、齿轮副机构、蜗杆副机构、第一同步带传动机构、第二同步带传动机构;

第一电机驱动系统包括第一直流伺服电机、第一行星齿轮减速箱,第一直流伺服电机通过轴套、平键与齿轮副机构连接,第二电机驱动系统包括第二直流伺服电机、第二行星齿轮减速箱,第二电机驱动系统与蜗杆副机构连接。

由上述本发明提供的技术方案可以看出,本发明实施例提供的可实现定点运动的远端运动中心机构,通过电机驱动齿轮副机构来实现绕远端运动中心回转,并结合等比同步带传动产生平行四边形结构来实现绕定点运动,可绕定点实现横滚、俯仰运动,以完成各种复杂的手术操作过程;结构简单轻便,刚度、稳定性高;运动灵活,易于加工制造。

附图说明

图1为本发明实施例提供的可实现定点运动的远端运动中心机构的俯视结构示意图;

图2为本发明实施例提供的可实现定点运动的远端运动中心机构的主视结构示意图;

图3为本发明实施例的安装结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的可实现定点运动的远端运动中心机构,其较佳的具体实施方式是:

包括第一电机驱动系统、第二电机驱动系统、齿轮副机构、蜗杆副机构、第一同步带传动机构、第二同步带传动机构;

所述第一电机驱动系统包括第一直流伺服电机、第一行星齿轮减速箱,所述第一直流伺服电机通过轴套、平键与所述齿轮副机构连接,所述第二电机驱动系统包括第二直流伺服电机、第二行星齿轮减速箱,所述第二电机驱动系统与所述蜗杆副机构连接。

所述齿轮副机构包括小齿轮、大齿轮,所述小齿轮与所述第一电机驱动系统连接,所述大齿轮通过大齿轮轴、轴套、轴承支撑,所述大齿轮轴与大齿轮同轴并与被动臂连接。

所述蜗杆副机构采用蜗杆上置式结构,包括蜗杆、蜗轮,所述蜗杆由支撑轴、轴承、挡圈支撑,所述蜗轮由蜗轮轴支撑,所述蜗轮轴一端通过螺丝固定在二级底座上,另一端通过轴承与一级底座固联。

所述第一同步带传动机构包括第一同步带、第一同步带轮、第二同步带轮、第一压紧轮,并封装在二级端盖与二级底座形成的箱体内,所述第一同步带轮、第二同步带轮分别通过轴承与所述二级底座固联,所述蜗轮轴与第一同步带轮同轴;

所述第二同步带传动机构包括第二同步带、第三同步带轮、第四同步带轮、第二压紧轮,并封装在三级端盖与三级底座形成的箱体内,所述第三同步带轮、第四同步带轮分别通过轴承与三级底座固联。

所述第一直流伺服电机由第一电机垫块支撑,所述第二直流伺服电机由第二电机垫块支撑。

本发明的可实现定点运动的远端运动中心机构,通过电机驱动齿轮副机构来实现绕远端运动中心回转,并结合等比同步带传动产生平行四边形结构来实现绕定点运动。微创手术中可实现绕定点运动,可绕定点实现横滚、俯仰运动,以完成各种复杂的手术操作过程,不仅结构简单轻便,刚度、稳定性高,而且运动灵活,易于加工制造的机构。

具体实施例:

由图1、图2和图3示出,一种微创手术中可实现定点运动的远端运动中心机构,主要由电机驱动系统1、2、齿轮副机构3、蜗杆副机构4、同步带传动机构5、6组成。

第一电机驱动系统1由第一直流伺服电机11、第一行星齿轮减速箱12及其组件组成。第一直流伺服电机11与轴套12、平键13配合来驱动齿轮副机构3,第一直流伺服电机11可由第一电机垫块14支撑。第二电机驱动系统2由第二直流伺服电机21、第二行星齿轮减速箱22及其组件组成。第二电机驱动系统2用来驱动蜗杆副机构4,第二直流伺服电机21可由第二电机垫块23支撑。

齿轮副机构3由小齿轮31、大齿轮32组成。其中小齿轮31由第一电机驱动系统1驱动;大齿轮32通过轴套33、轴承34支撑,大齿轮轴35与大齿轮32同轴,可与被动臂连接,绕远端运动中心点作回转运动。

蜗杆副机构4采用蜗杆上置式,由蜗杆41、蜗轮42组成。其中蜗杆41由支撑轴43、轴承44、挡圈45支撑;蜗轮42由蜗轮轴46支撑,而蜗轮轴46一端通过螺丝固定在二级底座47上,与同步第一同步带轮52同轴,蜗轮轴46转动带动二级底座47转动,另一端通过轴承48与一级底座49固联。

第一同步带传动机构5由第一同步带51、第一同步带轮52、第二同步带轮53、第一压紧轮54组成,封装在二级端盖55与二级底座47形成的箱体内。第一同步带轮52、第二同步带轮53分别通过轴承56、轴承57与二级底座47固联。第二同步带传动机构6由第二同步带61、第三同步带轮62、第四同步带轮63、第二压紧轮64组成,封装在三级端盖65与三级底座66形成的箱体内。第三同步带轮62、第四同步带轮63分别通过轴承67、轴承68、69与三级底座66固联。

当电机轴带动蜗轮转动时,蜗轮带动与其固定的轴46转动,设初始运动为顺时针转动,则有二级底座47顺时针,因为一级底座49不动,因此二级底座47相对于一级底座49顺时针,一级底座49相对于二级底座47逆时针;第一同步带轮52与一级底座49固定,因此第一同步带轮52相对于二级底座47逆时针,第一同步带轮52运动通过同步带传输给第二同步带轮53,因此第二同步带轮53相对于二级底座47逆时针,即三级底座66相对于二级底座47逆时针;又因为等比同步带传动,一级底座49与三级底座66同向,因此就可以产生可绕定点运动的平行四边形结构。

当进行微创手术时,第一直流伺服电机11与第二直流伺服电机21分别通电,第一直流伺服电机11带动整个机构绕rcm点作回转运动,第二直流伺服电机21驱动蜗杆副机构进而带动同步带传动机构在rcm点作定点运动;在微创外科手术中,一般选择入针点为rcm点,这样在入针点不变的情况下,可实现微创手术针等手术器械绕入针点自由旋转,对手术针等手术器械进行角度的调整,操作灵活。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

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