[实用新型]微创外科机器人关节液压锁紧机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人的关节锁紧结构，具体讲是涉及一种微创外科机器人关节液压锁紧机构，属于机器人技术领域。

背景技术

近年来，国内医疗器械装备的研究和开发力度越来越大，但能在临床上应用的机器人很少，主要原因是手术机器人的关节锁紧结构绝大部分存在以下几个方面存在问题：首先一种结构是摩擦片锁紧，这种结构靠弹簧在关节外圈拉紧摩擦片实现锁紧功能，但弹簧容易变形和损坏，摩擦片在关节轴之间长期摩擦，导致摩擦系数越来越小，锁紧能力下降；同时，这种结构的关节体积大，导致机器人外形尺寸大，限制了关节转动范围，影响了机器人的灵活性。另一种是电磁制动，即在关节上安装电磁制动器，该结构不但增加了系统成本，也增大了维护难度；同时，因电磁制动器的安装导致了关节结构复杂，使机器人外形尺寸和重量较大，并且因结构复杂造成成本较高，不适合普通医院使用；另外，此类关节锁紧结构的锁紧力矩低，锁紧能力差，很难满足微创外科手术的要求；同时，由于上述结构的机器人体积和重量大，对于要求有双臂协调控制的微创外科手术场合不适用。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种微创外科机器人关节液压锁紧机构，解决了现有医疗机器人关节锁紧能力差、尺寸和重量大、适应性或通用性差、结构复杂等问题。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的：

一种微创外科机器人关节液压锁紧机构，包括关节轴2、前臂3、摩擦组件4和后臂5，其特征在于关节轴2嵌入前臂3中，其轴线与前臂3的轴线垂直，在关节轴2的不同位置上开有多个不同规格的环形槽，在环形槽中装有密封件，在关节轴2上设有油路孔和斜孔，油路孔和斜孔相连，斜孔通关节轴2的侧面；为了使关节成为一个整体，并能实现锁紧功能，关节轴2的另一端与后臂5通过螺纹固定连接；摩擦组件4置于前臂3和后臂5之间，所述的摩擦组件4包括摩擦环12和摩擦座13，摩擦环12嵌入设置在前臂3端面上的环形槽内，可以拆卸更换，摩擦座13通过锁紧螺钉与后臂5固联，摩擦座13和摩擦环12的位置相对应。通过液压油的作用，在摩擦环和摩擦座之间产生压力，从而使机器人关节锁紧。

前述的微创外科机器人关节液压锁紧机构，其特征在于还包括编码器组件1，编码器组件1固定安装在前臂3上，用于检测机器人关节在转动过程中的实际转动角度。编码器轴通过连轴器9与关节轴2相连接。

前述的微创外科机器人关节液压锁紧机构，其特征在于所述的编码器组件1包括编码器6、编码器罩18、编码器座7、连轴器9，所述的编码器罩18罩在编码器6的外面，与编码器座7通过螺钉相连，保护编码器6，编码器6与编码器座7通过螺钉固定，编码器座7通过螺钉与前臂3固定连接，编码器轴通过连轴器9与关节轴2连接，并同时转动。则在关节转动过程中，能够实现对关节运行角度的检测。

前述的微创外科机器人关节液压锁紧机构，其特征在于在所述的关节轴2靠近编码器6的一侧对称地设有两个便于维护和拆卸的拆卸孔。

前述的微创外科机器人关节液压锁紧机构，其特征在于所述的密封件为非金属密封件。

本实用新型的有益效果是：采用本实用新型的微创外科机器人关节锁紧机构，单关节锁紧力矩可达到20Nm，锁紧性能强；体积小，结构简单而紧凑；操作和维护方便，是哦用寿命长，定位精度高；编码器实时检测关节运动角度，可以用于所有需要进行机器人运动学反解，获得机器人末端操作器矢量位置和姿态的穿刺定位手术的机器人上；另外，关节上可以不带编码器，此时具有这种关节的机器人可以用于末端操作器固定和位姿调整的外科手术场合。所以，该实用新型的微创外科机器人关节锁紧机构具有非常广阔的应用前景。可适用于神经外科、胸腹外科、骨外科等微创手术的机器人关节定位。

附图说明

图1为微创外科机器人关节液压锁紧机构的结构示意图。

图中标记的含义：

1、编码器组件，2、关节轴，3、前臂，4、摩擦组件，5、后臂，6、编码器，7、编码器座，8、螺钉，9、连轴器，10、密封件，11、密封件，12、摩擦环，13、摩擦座，14、螺钉，15、密封件，16、螺钉，17、螺钉，18、编码器罩。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步详述。

图1为微创外科机器人关节液压锁紧机构的结构示意图。