[發(fā)明專利]一種機械腕

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310474641.6
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103552088A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊兆奎;楊闊;李凱
• 申請（專利權(quán)）人: 楊兆奎
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02;A61B19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微創(chuàng)外科手術(shù)工具、工業(yè)機器人及控制機構(gòu)中使用的機械腕。

背景技術(shù)

?中國專利申請?201310312888.8提出了一種漸開線球齒輪傳動副，其包括兩個球齒輪，每個球齒輪有從高緯到低緯的多個齒環(huán)。過軸線剖切球齒輪，齒環(huán)剖面的外輪廓構(gòu)成齒厚方向沿經(jīng)線的漸開線齒輪齒的外輪廓，將齒環(huán)剖面的外輪廓分為兩組，則奇數(shù)組和偶數(shù)組分別與兩個齒輪齒交錯放置的直齒輪端面齒形相同。該漸開線球齒輪傳動副中的兩個相互嚙合的球齒輪可以沿任意方向做兩個節(jié)球面上的相對純滾動。傳遞俯仰、側(cè)擺運動和繞軸線的自轉(zhuǎn)運動，以及這三種運動的任意組合。

中國專利申請201080051475.3提出了一種具有緊湊腕部的手術(shù)工具，其有兩個自由度的腕部，具有扭矩傳遞機構(gòu)，使用控制纜索致動和定向末端執(zhí)行器，在腕部的兩個自由度的運動中存在耦合，且不能作為被動腕。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明一種以中國專利申請?201310312888.8提出的“一種漸開線球齒輪傳動副”為核心部件的機械腕，具有偏擺，俯仰，翻滾和繞軸線轉(zhuǎn)動四個自由度，各個自由度的運動完全解耦，可作主動腕，也可以做被動腕，可做機械手，也可以做信號輸入裝置使用，特別是可以作為微創(chuàng)手術(shù)工具使用。

一種機械腕,其包括：一個腕關(guān)節(jié)，其具有一個致動/信號輸出端和一個末端執(zhí)行器/信號輸入端；一個致動/信號輸出部件，其具有一個遠腕部分和一個近腕部分，所訴的腕關(guān)節(jié)的致動/信號輸出端連接到所訴的致動/信號輸出部件的近腕部分；所訴的機械腕進一步包括一個末端執(zhí)行器/信號輸入部件，其具有一個遠腕部分和一個近腕部分，所訴的末端執(zhí)行器/信號輸入部件的近腕部分被連接到所訴的腕關(guān)節(jié)的末端執(zhí)行器/信號輸入端；其特征在于：所訴的腕關(guān)節(jié)包括：球齒輪架，一個致動/信號輸出端球齒輪和一個末端執(zhí)行器/信號輸入端球齒輪，致動/信號輸出端球齒輪軸和一個致動/信號輸出端球齒輪軸套管轉(zhuǎn)動配合安裝在一起，末端執(zhí)行器/信號輸入端球齒輪軸和一個末端執(zhí)行器/信號輸入端球齒輪軸套管轉(zhuǎn)動配合安裝在一起，一個腕關(guān)節(jié)十字環(huán)將所訴末端執(zhí)行器/信號輸入端球齒輪軸套管和所訴的球齒輪架萬向鉸接在一起；進一步，一個所訴的腕關(guān)節(jié)十字環(huán)將所訴致動/信號輸出端球齒輪軸套管和所訴的球齒輪架萬向鉸接在一起，所訴的腕關(guān)節(jié)十字環(huán)的中心與所訴的球齒輪的球心重合，實現(xiàn)兩個所訴的球齒輪的嚙合，兩個所訴的球齒輪的中心距恒等于兩所訴的球齒輪的節(jié)球半徑之和，兩所訴的球齒輪的嚙合能實現(xiàn)兩所訴的球齒輪的兩節(jié)球面的純滾動，所訴的致動/信號輸出端球齒輪軸和所訴的致動/信號輸出端球齒輪軸套管向致動/信號輸出部件延伸并和致動/信號輸出部件連接在一起，進一步至少有兩根可軸向運動的連桿連接所訴的球齒輪架和所訴的致動/信號輸出部件，所訴的末端執(zhí)行器/信號輸入端球齒輪軸和所訴的末端執(zhí)行器/信號輸入球齒輪軸套管向末端執(zhí)行器/信號輸入部件延伸并和末端執(zhí)行器/信號輸入部件連接在一起。

所訴的末端執(zhí)行器/信號輸入端球齒輪和致動/信號輸出端球齒輪采用的是中國專利申請201310312888.8號所提出的一種漸開線球齒輪傳動副。

所訴的致動/信號輸出部件包括：一個基座，所訴的基座上有一軸孔，所訴的致動/信號輸出端球齒輪軸和所訴的致動/信號輸出端球齒輪軸套管從所訴的軸孔中穿過并與所訴軸孔轉(zhuǎn)動配合，在穿出所訴的的基座的致動/信號輸出端球齒輪軸上固裝一個軸致動/信號輸出輪。

在穿出所訴的基座所訴的致動/信號輸出端球齒輪軸套管上固裝一個軸套管致動/信號輸出輪。

在所訴的致動/信號輸出部件的近腕端有一搖擺盤通過一個搖擺盤十字環(huán)與所訴的致動/信號輸出端球齒輪軸套管萬向鉸接。

所訴的搖擺盤外緣安裝一與所訴的搖擺盤同軸的滑環(huán)，所訴的滑環(huán)的內(nèi)環(huán)與搖擺盤固裝，所訴的滑環(huán)的外環(huán)可相對于所訴的內(nèi)環(huán)同軸轉(zhuǎn)動。

有至少兩根連桿連接所訴搖擺盤和所訴的球齒輪架，優(yōu)選采用所訴的連桿的數(shù)量是四根，所訴的連桿的兩端分別與所訴的球齒輪架和所訴的搖擺盤萬向鉸接，所訴的各連桿相互平行并且與所訴的致動/信號輸出端球齒輪軸軸線平行。所訴的各連桿在所訴的搖擺盤上的連接點和所訴的各連桿在球齒輪架上的連接點分別處于兩個相互平行的平面，且兩所訴的平面間的距離等于所訴的搖擺環(huán)中心到所訴的致動/信號輸出端球齒輪球心的距離。

所訴的致動/信號輸出端球齒輪軸套管外圈的花孔套有與所訴的連桿數(shù)量相同的貫通孔，所訴的連桿能在所訴的貫通孔中順暢運動。