一种医疗移动机械臂及手术机器人的制作方法

1.本实用新型属于医疗器械领域，尤其涉及一种医疗旋转机械臂及手术机器人。


背景技术：

2.随着科学技术的发展进步，医疗领域的技术发展也在不断地进步。机器人手术系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体，其用途广泛，在临床上外科上有大量的应用。但是耗时耗力的术前准备工作影响了医生的使用意愿。比如由于需要在患者体表选择合适的切口位置，就需要在使用机械臂前合理地确定机器人机械臂初始摆位。在将机械臂调整到初始摆位后，需要将机械臂的各关节进行固定，防止机械臂发生位移，影响手术的进行。
3.其中，能够实现移动的移动机械臂(可能为整个机器人机械臂中的一部分)，在调整到初始摆位后，对其进行限制，防止发生位移。
4.现有技术中，较为常用的制动方式包括：1、电磁铁直接吸附制动的方式，该方式的优点是结构简单，但是缺点是提供相同制动力的情况下需要的电磁铁体积会很大，而且这种电磁制动器对结构刚性要求非常高，整个行程上变形量要非常小，不适合行程大的结构上使用；2、制动导轨，包括电磁式、气动和液压，电磁式导轨制动器制动力小、体积大，气动和液压制动导轨需要外接气泵或液压泵，存在噪声大、漏液的问题，不适合医疗使用。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本实用新型提供了一种医疗移动机械臂及手术机器人。
6.本实用新型的技术方案为：
7.一种医疗移动机械臂，包括：
8.固定座和用于承载外部医疗器械的移动臂，所述移动臂和所述固定座活动连接，使用时，外力驱动所述移动臂相对所述固定座移动；
9.制动组件，包括：
10.齿条，设于所述固定座上，且所述齿条沿所述移动臂相对所述固定座移动的方向设置；
11.传动轴和齿轮，所述传动轴与所述移动臂转动连接，所述传动轴上设有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合；所述移动臂相对所述固定座移动时所述齿轮沿所述齿条移动，并带动所述传动轴转动；
12.制动器，与所述移动臂连接，所述制动器与所述传动轴连接，用于收到制动指令后对所述传动轴制动。
13.某一实施例中的医疗移动机械臂，所述制动器为电磁制动器，所述电磁制动器与所述移动臂连接，且所述电磁制动器套设于所述传动轴。
14.某一实施例中的医疗移动机械臂，所述制动组件还包括调节齿轮，所述调节齿轮设于所述齿轮和所述传动轴之间，所述调节齿轮的轴线、所述齿轮的轴线和所述传动轴的轴线重合，所述传动轴与所述调节齿轮固定连接；
15.所述齿轮和所述调节齿轮通过锁定结构连接，所述锁定结构锁定时所述齿轮和所述调节齿轮固定连接，所述锁定结构解锁时所述齿轮可相对所述调节齿轮绕所述传动轴轴线转动。
16.某一实施例中的医疗移动机械臂，所述锁定结构包括：
17.设于所述调节齿轮上的多个螺纹孔；
18.设于所述齿轮上的多个腰型孔，多个所述腰型孔分别与多个所述螺纹孔对应，所述腰型孔绕所述齿轮的轴线设置；
19.与多个所述螺纹孔分别对应的多个螺栓，所述螺栓穿设对应的所述腰型孔后与对应的所述螺纹孔螺纹连接；所述螺栓包括光滑段和螺纹段，所述光滑段穿设所述腰型孔，所述螺纹段与所述螺纹孔连接。
20.某一实施例中的医疗移动机械臂，所述固定座上设有至少一条导轨，所述导轨沿所述移动臂相对所述固定座移动的方向设置；
21.所述移动臂包括滑动座和移动臂本体，所述滑动座通过滑块与所述导轨滑动连接，所述移动臂本体安装于所述滑动座，所述移动臂本体用于承载外部医疗器械；
22.所述传动轴通过轴承转动连接于所述滑动座，所述制动器安装于所述滑动座。
23.某一实施例中的医疗移动机械臂，还包括反馈组件，所述反馈组件包括旋转轴和旋转编码器；
24.所述旋转轴与所述移动臂转动连接，所述旋转轴上连接有编码器齿轮，所述编码器齿轮与所述齿条啮合；
25.所述旋转编码器设于所述移动臂上，用于读取所述旋转轴的旋转角度。
26.某一实施例中的医疗移动机械臂，所述反馈组件还包括旋转显示器，所述旋转显示器与所述旋转编码器电连接，用于显示由所述旋转编码器读取的所述旋转角度换算而成的所述移动臂相对所述固定座移动的距离。
27.某一实施例中的医疗移动机械臂，所述反馈组件还包括直线编码器，所述直线编码器与所述移动臂连接，用于读取所述移动臂相对所述固定座的移动距离。
28.某一实施例中的医疗移动机械臂，所述反馈组件还包括直线显示器，所述直线显示器与所述直线编码器电连接，用于显示所述直线编码器读取的所述移动距离。
29.一种手术机器人，包括如上述任意一项所述的医疗移动机械臂。
30.本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
31.本实用新型提供的医疗移动机械臂及手术机器人，需要制动时，制动器对传动轴制动，使得传动轴不能转动，进而使得齿轮卡在齿条上，从而阻止移动臂相对固定座移动。本实用新型通过制动传动轴上的齿轮，齿轮与齿条啮合从而达到制动的目的，这种制动方式，大、小行程的结构都能使用，且制动结构体积小、制动力大，制动精度高，也不会有噪音大等问题，能够适用于医疗器械。
附图说明
32.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用
新型的限制。
33.图1为本实用新型的一种医疗移动机械臂的部分结构示意图；
34.图2为本实用新型的一种医疗移动机械臂部分结构的剖面示意图；
35.图3为本实用新型的一种医疗移动机械臂的部分结构示意图；
36.图4为本实用新型的齿轮处的结构示意图；
37.图5为本实用新型的齿轮、传动轴以及调节齿轮处的结构示意图。
38.附图标记说明：
39.1：固定座；2：滑动座；3：导轨；4：齿条；5：齿轮；6：制动器；7：旋转编码器；8：直线编码器；9：传动轴；10：轴承；11：调节齿轮；12：螺栓。
具体实施方式
40.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
41.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
42.实施例1
43.参看图1至图5，本实施例提供一种医疗移动机械臂，包括固定座1、移动臂和制动组件。移动臂用于承载外部医疗器械，移动臂和固定座1活动连接，使用时，外力驱动移动臂相对固定座1移动。制动组件包括齿条4、传动轴9、齿轮5和制动器6。齿条4设于固定座1上，且齿条4沿移动臂相对固定座1移动的方向设置。传动轴9与移动臂转动连接，传动轴9上设有齿轮5，齿轮5与齿条4啮合；移动臂相对固定座1移动时齿轮5沿齿条4移动，并带动传动轴9转动。制动器6与移动臂连接，制动器6与传送轴连接，用于收到制动指令后对传动轴9制动。
44.移动臂为外力的输入端，制动器6制动时需要抵抗移动臂上受到的外力。
45.需要制动时，制动器6对传动轴9制动，使得传动轴9不能转动，进而使得齿轮5卡在齿条4上，从而阻止移动臂相对固定座1移动。本实施例制动时，制动器6制动传动轴9，传动轴9不能再转动，同时齿轮5卡住齿条4，移动臂也不能相对固定座1移动，因此，制动器6制动后，移动臂和固定座1的相对位置不会改变。本实施例通过制动传动轴9上的齿轮5，齿轮5与齿条4啮合从而达到制动的目的，这种制动方式，大、小行程的结构都能使用，且制动结构体积小、制动力大，制动精度高，也不会有噪音大等问题，能够适用于医疗器械。
46.现对本实施例的结构进行说明。
47.固定座1上设有至少一条导轨3，导轨3沿移动臂相对固定座1移动的方向设置。移动臂包括滑动座2和移动臂本体，滑动座2通过滑块与导轨3滑动连接，移动臂本体安装于滑动座2，移动臂本体用于承载外部医疗器械。在本实施例中，固定座1上设有两条导轨3，滑动座2上设有四个滑块，每两个滑块与一条导轨3滑动连接，如此设置有利于提高稳定性。传动
轴9通过轴承10转动连接于滑动座2，制动器6安装于滑动座2。
48.制动器6可以采用电磁制动器6，电磁制动器6与移动臂连接，且电磁制动器6套设于传动轴9。
49.在安装医疗移动机械臂时，若齿轮5直接和传动轴9固定连接，则齿轮5和齿条4之间可能存在背隙从而无法完全啮合。因此，为了消除齿轮5和齿条4之间的背隙，本实施例的制动组件中设置了调节齿轮11。调节齿轮11设于齿轮5和传动轴9之间，调节齿轮11的轴线、齿轮5的轴线和传动轴9的轴线重合，传动轴9与调节齿轮11固定连接。齿轮5和调节齿轮11通过锁定结构连接，锁定结构锁定时齿轮5和调节齿轮11固定连接，锁定结构解锁时齿轮5可相对调节齿轮11绕传动轴9轴线转动。
50.具体在本实施例中，锁定结构包括设于调节齿轮11上的多个螺纹孔、设于齿轮5上的多个腰型孔、与多个螺纹孔分别对应的多个螺栓12。多个腰型孔分别与多个螺纹孔对应，腰型孔绕齿轮5的轴线设置。螺栓12穿设对应的腰型孔后与对应的螺纹孔螺纹连接。其中，螺栓12包括光滑段和螺纹段，光滑段穿设腰型孔，螺纹段与螺纹孔连接。如此，当螺栓12不旋紧时，齿轮5绕齿轮5的轴线相对调节齿轮11转动，螺栓12在齿轮5上的腰型孔中相对移动，当消除背隙、齿轮5和齿条4完全啮合时，再旋紧螺栓12。
51.进一步的，本实施例提供的医疗移动机械臂，还包括反馈组件。反馈组件包括两组，分别是旋转反馈组件和直线反馈组件。旋转反馈组件包括旋转轴、旋转编码器7和旋转显示器。旋转轴与移动臂(具体为滑动座2)转动连接，旋转轴上连接有编码器齿轮，编码器齿轮与齿条4啮合。旋转编码器7设于移动臂(具体为滑动座2)上，用于读取旋转轴的旋转角度。旋转显示器与旋转编码器7电连接，用于显示由旋转编码器7读取的旋转角度换算而成的移动臂相对固定座1移动的距离。其中，编码器齿轮和旋转轴之间可通过设置类似调节齿轮11的结构来消除背隙。
52.直线反馈组件包括直线编码器8和直线显示器。直线编码器8与移动臂(具体为滑动座2)连接，用于读取移动臂相对固定座1的移动距离。直线显示器与直线编码器8电连接，用于显示直线编码器8读取的移动距离。
53.两组反馈组件的设置，使得在移动移动臂时能够得到更精准的位置信息，可以保证位置反馈的精准性和安全性。当然，在其他实施例中可以采用其他的反馈方式，或只设置两组反馈组件中的一种，对此不做限制。
54.本实施例提供的医疗移动机械臂，通过制动传动轴9上的齿轮5，齿轮5与齿条4啮合从而达到制动运动部件的目的。调节齿轮11的设置能够消除齿轮5和齿条4间的背隙，使得制动位置更精确。同时设置两组不同的反馈组件，可以得到更精准的位置信息，保证位置反馈的精准性和安全性。
55.实施例2
56.本实施例提供一种手术机器人，该手术机器人上设有如实施例1所述的医疗移动机械臂。本实施例提供的手术机器人，由于采用了实施例1中的医疗移动机械臂，因此大大提高了移动制动的精度。
57.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。