[0027]如图5所示，第一关节I包括外壳16、抱闸17、输出轴18和轴承19，其中，所述轴承19为交叉滚子轴承，外壳16和所述轴承19的外环通过螺钉连接，输出轴18的一端设有法兰，所述轴承19的内环和所述输出轴18的法兰通过螺钉连接，所述输出轴18的法兰同时还与第一臂杆2—端的法兰通过螺钉连接。所述抱闸17包括固定部分和转动部分，输出轴18远离第一臂杆2的一端设有柱体20，输出轴18通过所述柱体20与所述抱闸17的转动部分固连，所述抱闸17的固定部分和外壳16通过螺纹固连。当抱闸17不通电时，所述抱闸17的转动部分和固定部分之间存在锁紧力矩，使抱闸17的转动部分无法转动，从而使输出轴18无法转动；当抱闸17通电时，所述抱闸17的转动部分和固定部分之间产生磁力，所述磁力平衡了所述抱闸17的转动部分和固定部分之间存在的锁紧力矩,从而使输出轴18可以自由转动，抱闸控制按钮设置在消化内窥镜输送端10上，所述抱闸17以及控制抱闸17通断电的技术为现有的常用技术。
[0028]如图2和图4所示，第二关节3、第三关节4的旋转关节24、第四关节8和第五关节9的内部结构与第一关节I相同，均设有抱闸17、输出轴18和轴承19，所述轴承19的外环固定在关节的外壳上，所述轴承19的内环和所述输出轴18的法兰固连，所述输出轴18通过所述柱体20与所述抱闸17的转动部分固连，所述抱闸17的固定部分安装在关节的外壳16上，所述输出轴18设有法兰的一端为各个关节与臂杆或连接杆连接的输出端。
[0029]本发明的工作原理为:
[0030]操作人员通过设置在消化内窥镜输送端10上的抱闸控制按钮来控制各个关节内抱闸的通断电，抱闸控制按钮按下时抱闸通电，锁紧力矩消失，各个关节可以自由转动，实现消化内窥镜机器人的5个自由度姿态调整；按钮松开时抱闸断电，抱闸提供锁紧力矩，各个关节无法转动，实现消化内窥镜检查过程中对输送机器人的支撑。
【主权项】
1.一种消化内窥镜输送机器人位姿调节被动机械臂，其特征在于:包括第一关节(I)、第一臂杆(2)、第二关节(3)、第三关节(4)、第二臂杆(5)、第四关节(8)、第五关节(9)和消化内窥镜输送端(10)，其中所述第三关节(4)包括连接座(21)和旋转关节(24)，第四关节(8)包括连接轮盘(25)，所述第一关节(I)和第二关节(3)分别与第一臂杆(2)的两端相连，且第一关节(I)与所述第一臂杆(2)转动连接，第二关节(3)与所述第一臂杆(2)固接，第二关节(3)通过所述连接座(21)与第三关节(4)转动连接，第三关节(4)通过所述旋转关节(24)与第二臂杆(5)转动连接，第二臂杆(5)远离所述第三关节(4)的一端通过所述连接轮盘(25)与第四关节(8)转动连接，第四关节(8)、第五关节(9)和消化内窥镜输送端(10)依次转动连接。
2.根据权利要求1所述的消化内窥镜输送机器人位姿调节被动机械臂，其特征在于:所述第二臂杆(5)上设置有安装架(11)、气弹簧(12)和链轮传动机构(23)，所述气弹簧(12)的动作杆伸出一端分别与所述第四关节(8)的连接轮盘(25)铰接，所述气弹簧(12)远离所述连接轮盘(25 )的一端安装在所述安装架(11)上，所述连接轮盘(25 )通过链轮传动机构(23)与第三关节(4)的旋转关节(24)相连。
3.根据权利要求2所述的消化内窥镜输送机器人位姿调节被动机械臂，其特征在于:所述链轮传动机构(23)包括第一链轮(13)、传动链(14)和第二链轮(15)，所述第一链轮(13)与第四关节(8)的连接轮盘(25)同轴固连，所述第二链轮(15)与第三关节(4)的旋转关节(24)同轴固连。
4.根据权利要求1所述的消化内窥镜输送机器人位姿调节被动机械臂，其特征在于:所述第一关节(I)、第二关节(3)、第三关节(4)的旋转关节(24)、第四关节(8)和第五关节(9)内部结构相同，均设置有抱闸(17)、输出轴(18)和轴承(19)，其中所述输出轴(18)的一端设有法兰，另一端设有柱体(20)，所述抱闸(17)包括固定部分和转动部分，所述轴承(19)的外环安装在关节的外壳上，所述轴承(19)的内环和所述输出轴(18)的法兰固连，所述输出轴(18)通过所述柱体(20)与所述抱闸(17)的转动部分固连，所述抱闸(17)的固定部分安装在关节的外壳上。
5.根据权利要求4所述的消化内窥镜输送机器人位姿调节被动机械臂，其特征在于:所述输出轴(18)设有法兰的一端为与臂杆或连接杆连接的输出端。
6.根据权利要求4所述的消化内窥镜输送机器人位姿调节被动机械臂，其特征在于:所述轴承(19)为交叉滚子轴承。
7.根据权利要求1所述的消化内窥镜输送机器人位姿调节被动机械臂，其特征在于:在第四关节(8)和第五关节(9)之间设有连接件(22)，第四关节(8)通过所述连接件(22)与第五关节(9)转动连接。
8.根据权利要求1所述的消化内窥镜输送机器人位姿调节被动机械臂，其特征在于:所述消化内窥镜输送端(10)上设置有抱闸控制按钮。
9.根据权利要求1所述的消化内窥镜输送机器人位姿调节被动机械臂，其特征在于:所述第二臂杆(5)外部设有起保护作用的外壳。
【专利摘要】本发明属于医疗设备领域，具体的说是一种消化内窥镜输送机器人位姿调节被动机械臂，包括通过第一臂杆、第二臂杆以及连接件依次相连的5个旋转关节和消化内窥镜输送端，其中第三关节包括旋转关节，第四关节设有连接轮盘。所述第二臂杆上还设置有气弹簧和链轮传动机构，所述气弹簧的一端与第四关节的连接轮盘铰接，所述连接轮盘通过链轮传动机构与第三关节的旋转关节相连，所述第二臂杆通过气弹簧和链轮传动机构实现垂直方向的重力平衡。所述各个旋转的关节内部分别设置有抱闸、输出轴和轴承，本发明通过对抱闸通断电来实现对各个关节的输出轴的锁紧控制。本发明通过旋转关节实现5自由度调节，满足了消化内窥镜输送机器人姿态调整需求。
【IPC分类】A61B19-00, A61B1-00
【公开号】CN104758052
【申请号】CN201410001808
【发明人】李贵祥, 闫杰, 刘浩, 杨云生, 李洪谊
【申请人】中国科学院沈阳自动化研究所
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年1月2日