[实用新型]一种基于球关节的气动操作臂

说明书

本实用新型公开了一种基于球关节的气动操作臂，操作臂由连杆和关节连接杆组成，所述连杆连接筒的两端分别安装一个球关节机构模块，关节连接杆的两端分别与连杆的球关节机构模块连接组成操作臂。本实用新型的有益效果在于能够实现在三维空间内对手术工具和器械的定位，在手术中提供较高的器械定位稳定性和定位精度，长时间操作不疲劳，减轻医生劳动强度。对于患者来讲，提高手术稳定性，减少手术器械操作不稳定的出错几率。对于不同的手术工具，可以通过调整弹簧参数和压缩气体压力来动态调节操作臂与手术器械的负载关系，适应多种手术需求。

技术领域

本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种基于球关节的气动操作臂。

背景技术

中国医疗成本上升快速，在医疗手术中，通常单个医生不能够独立完成外科手术任务，由于手术中使用多种器械，医生不能够同时操作这些器械，需要额外的助手进行辅助才可以完成手术。由于助手医生存在，主治医生需要与助手进行沟通才能够让助手把器械移动到指定的位置，沟通环节一旦不清晰将会延长手术时间，另外助手长时间工作存在器械定位不稳定的问题，因此需要一种能够稳定定位又能够快速根据医生意图的手术器械定位装置。

专利CN200910127112.2和公开了一种能够保持手术器具的方案，方案中采用伸缩弧形元件来调整末端器械方向，但是弧形伸缩元件占用空间大，并难于单手操作；专利CN201710683947.0公开了一种医用辅助器具方案，方案中采用螺旋副挤压球关节的构型方式锁紧，但是并不能够同时锁紧和同时解锁所有的运动关节。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决医疗手术中存在主治医生不能够同时操作多个手术器械的问题，而实用新型了一种能够定位手术器械的操作臂。操作臂采用模块化设计，能够轻易的扩展成多关节组合样式，并且采用气体方式锁紧方便使用，能够同时锁紧和解锁所有关节。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于球关节的气动操作臂，包括连杆和关节连接杆，其特征在于，所述关节连接杆与连杆的球关节机构模块连接，所述连杆包括球关节机构模块、连接筒、盖板、三通接头、气管组成，所述连接筒的两端分别安装一个球关节机构模块，三通接头安装在连接筒内部，三通接相对的两端分别连接一根气管相接，三通接头的另一端穿过盖板，盖板安装在连接筒，盖板将三通接头锁在连接筒内；

所述球关节机构模块由关节套筒、球关节盖、球形零件、球关节金属衬套、球关节内碗、前活塞、顶杆、滑动销、弹簧、后活塞、密封圈和快速气动接头组成；关节套筒内螺纹与球关节盖外螺纹相适配，关节套筒和球关节盖连接后形成的腔体中部和端部的内孔直径与球形零件直径相等，球形腔体与球形零件适配，球形零件安装在球关节盖的球形腔体内，球形零件内设有球关节金属衬套，球形零件与球关节内碗相接触，球关节内碗具有凹曲面与球形零件适配，球关节内碗设有多孔结构，多孔结构用于供顶杆穿过，顶杆的另一端安装在前活塞上，顶杆上套有弹簧；所述的前活塞的外圆周上设有滑动销，滑动销安装在关节套筒上设有的I形槽内限制前活塞在关节套筒内的滑动范围；橡胶垫为圆形，放置在后活塞与前活塞之间并隔离两个活塞，前活塞和橡胶垫通过螺钉与后活塞连接形成一个活塞整体，前活塞与后活塞的外圆上均设有密封圈槽，密封圈安装在密封圈槽内，关节套筒的尾端固定有气动快速接头；所述关节连接杆与球形零件的球关节金属衬套连接，扩展连杆。

优选的，所述前活塞的外圆周上均布有至少两个滑动销，滑动销与关节套筒的I形槽的配合，前活塞、后活塞、橡胶垫与顶杆形成的整体能够在关节套筒内前后滑动。

优选的，所述球形零件为非金属材料制造，顶杆为金属材料制造。

优选的，所述球关节内碗设有与球形零件相适配的曲面，所述曲面可为凹球面、圆锥面和阶梯曲面，快速接头没有充入压缩气体时，在弹簧的弹力下，球形零件可在球关节内碗与球关节盖之间低摩擦转动，所述弹簧安装在前活塞与球关节内碗之间。