[實(shí)用新型]一種被動(dòng)機(jī)械臂關(guān)節(jié)鎖緊機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721923569.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207858880U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 匡紹龍;李錦忠;章麗;林安迪;沙連森;郁樹(shù)梅;張峰峰;孫立寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J17/00
• 分類號(hào): B25J17/00;B25J9/10;A61B34/30
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 馮瑞;楊慧林

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N被動(dòng)機(jī)械臂關(guān)節(jié)鎖緊機(jī)構(gòu)，所述的機(jī)構(gòu)包括，輸出組件，包括關(guān)節(jié)輸出軸、固定在所述的關(guān)節(jié)輸出軸上的摩擦盤片；制動(dòng)組件，包括與所述的關(guān)節(jié)輸出軸同軸設(shè)置的螺紋軸、螺紋連接在所述的螺紋軸上的螺紋軸套、與所述的螺紋軸相固定連接的轉(zhuǎn)盤、與所述的轉(zhuǎn)盤可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的端蓋、對(duì)所述的螺紋軸產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)力的渦卷彈簧，所述的渦卷彈簧的一端固定連接在所述的端蓋上，另一端連接至所述的轉(zhuǎn)盤或螺紋軸，所述的螺紋軸套與所述的摩擦盤片相抵緊。在沒(méi)有外力的情況下，渦卷彈簧使螺紋軸產(chǎn)生一轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，使套設(shè)在螺紋軸上的螺紋軸套生產(chǎn)一朝向關(guān)節(jié)輸出軸運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，使所述的螺紋軸套緊壓在摩擦盤片上，此時(shí)，摩擦盤片受到壓力，使關(guān)節(jié)輸出軸被制動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種被動(dòng)機(jī)械臂關(guān)節(jié)鎖緊機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

近幾年，隨著國(guó)內(nèi)外醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)療機(jī)器人已發(fā)展成為機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域也是一個(gè)重要的研究方向。近30年對(duì)于醫(yī)療機(jī)器人研究和臨床實(shí)踐表明，限制醫(yī)療機(jī)器人進(jìn)入臨床的一個(gè)巨大障礙就是機(jī)器人的安全性問(wèn)題，特別是機(jī)器人是一種直接與醫(yī)生及病患交互的由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)裝置，經(jīng)常采用電動(dòng)，液壓驅(qū)動(dòng)和氣動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，對(duì)很多臨床醫(yī)生造成很大的心里壓力。因此，研制不需要?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)的被動(dòng)機(jī)械臂用于輔助導(dǎo)航手術(shù)或安裝微型帶動(dòng)力的手術(shù)機(jī)器人成為近年來(lái)醫(yī)療機(jī)器人研發(fā)的重點(diǎn)。

被動(dòng)機(jī)械臂的核心在于關(guān)節(jié)鎖緊機(jī)構(gòu)研制，目前關(guān)節(jié)鎖緊機(jī)構(gòu)主要采用液壓的、氣動(dòng)的、電磁的、機(jī)械的等幾種方式。由于液壓和氣動(dòng)方式會(huì)給手術(shù)室環(huán)境帶來(lái)污染且設(shè)備體積大，因而應(yīng)用十分受限。電磁鎖緊基本原理和掉電剎車類似，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但微型條件下鎖緊力不高。因此，純機(jī)械鎖緊的關(guān)節(jié)鎖緊機(jī)構(gòu)是最理想的方式，純機(jī)械鎖緊方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，緩解了醫(yī)生在操作時(shí)的心里壓力，且不需要特別的工作環(huán)境，不會(huì)對(duì)手術(shù)環(huán)境造成污染。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決醫(yī)療臨床對(duì)被動(dòng)機(jī)械臂的需求，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于摩擦鎖緊原理的純機(jī)械驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)鎖緊機(jī)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N被動(dòng)機(jī)械臂關(guān)節(jié)鎖緊機(jī)構(gòu)，所述的機(jī)構(gòu)包括，輸出組件，包括關(guān)節(jié)輸出軸、固定在所述的關(guān)節(jié)輸出軸上的剎車盤片；制動(dòng)組件，包括與所述的關(guān)節(jié)輸出軸同軸設(shè)置的螺紋軸、螺紋連接在所述的螺紋軸上的螺紋軸套、與所述的螺紋軸相固定連接的轉(zhuǎn)盤、與所述的轉(zhuǎn)盤可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的端蓋、對(duì)所述的螺紋軸產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)力的渦卷彈簧，所述的渦卷彈簧的一端固定連接在所述的端蓋上，另一端連接至所述的轉(zhuǎn)盤或螺紋軸，所述的螺紋軸套與所述的剎車盤片相抵緊。在沒(méi)有外力的情況下，渦卷彈簧使螺紋軸產(chǎn)生一轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，使套設(shè)在螺紋軸上的螺紋軸套生產(chǎn)一朝向關(guān)節(jié)輸出軸運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，使所述的螺紋軸套緊壓在剎車盤片上，此時(shí)，剎車盤片受到壓力，使關(guān)節(jié)輸出軸被制動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的機(jī)構(gòu)還包括外殼，所述的螺紋軸套位于所述的外殼內(nèi)，所述的外殼上設(shè)置有一沿所述的關(guān)節(jié)輸出軸方向延伸設(shè)置的導(dǎo)向槽，所述的螺紋軸套上設(shè)置有至少一個(gè)定位孔，所述的機(jī)構(gòu)還包括一銷，所述的銷穿過(guò)所述的導(dǎo)向槽且銷的端部插入所述的定位孔中。當(dāng)外力旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)螺紋軸轉(zhuǎn)動(dòng)向靜止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)的相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)螺紋軸套沿關(guān)節(jié)輸出軸向遠(yuǎn)離剎車盤片的方向運(yùn)動(dòng)，松開(kāi)剎車盤片，關(guān)節(jié)輸出軸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)盤撤銷外力后，渦卷彈簧對(duì)螺紋軸施加一旋轉(zhuǎn)力，使螺紋軸朝相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)螺紋軸套沿關(guān)節(jié)輸出軸向靠近剎車盤片的方向運(yùn)動(dòng)，重新抵緊剎車盤片，使關(guān)節(jié)輸出軸被制動(dòng)。在此過(guò)程中，由于銷的作用，螺紋軸套只能沿限位槽的長(zhǎng)度方向，及關(guān)節(jié)輸出軸方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的關(guān)節(jié)輸出軸上設(shè)置有一鍵安裝槽，所述的鍵安裝槽內(nèi)安裝有鍵，所述的鍵相對(duì)所述的關(guān)節(jié)輸出軸的表面凸起，所述的關(guān)節(jié)輸出軸上還套設(shè)有花鍵，所述的剎車盤片通過(guò)所述的花鍵固定在所述的關(guān)節(jié)輸出軸上。鍵的作用為防止花鍵與關(guān)節(jié)輸出軸相對(duì)滑動(dòng)，通過(guò)花鍵安裝方便，也能夠防止剎車盤片與關(guān)節(jié)輸出軸的相對(duì)滑動(dòng)。