[实用新型]保持位姿的连接机构和胶囊内窥镜控制设备

说明书

本实用新型涉及医疗器械技术领域，公开了一种保持位姿的连接机构和胶囊内窥镜控制设备。该连接机构包括主动端及与主动端连接的从动端，主动端包括形成平行四边形的相互转动连接的四个连杆，依次为连杆一至连杆四，连杆一为固定杆，连杆二为主动杆；从动端与连杆三固接，主动端运动时从动端随动且从动端各部分与水平面的相对距离保持不变。胶囊内窥镜控制设备包括保持位姿的连接机构，该连接机构的从动端随主动端运动时，从动端各部分与水平面的相对距离保持不变，使得该连接机构的俯仰运动与旋转运动关节组的旋转运动合成，使磁体Z轴升降变化时，磁体座转轴能始终处于竖直状态。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种保持位姿的连接机构和胶囊内窥镜控制设备。

背景技术

用胶囊内窥镜检查患者的消化道时，为了准确、时时地获取消化道内不同位置的图像、影片等资料，需要用胶囊内窥镜控制设备控制胶囊内窥镜按照一定的路径与姿态在患者胃里精确运动，从而完成相关检查。

采用多关节机器臂胶囊内窥镜控制设备时，其末端磁体的Z轴升降(即竖直方向的升降)是依靠安装在基座上的俯仰升降关节的俯仰运动与旋转运动关节组的旋转运动合成而实现。为了准确且简单的运算出磁体的Z轴升降位移，需使磁体座转轴始终处于竖直状态；然而磁体与磁体座刚性连接，磁体座与磁体座转轴也刚性连接，在使磁体Z轴升降过程中，若要使磁体座转轴始终处于竖直状态，常用的方式是再增加一个电机俯仰运动关节来消除前一个俯仰升降关节运动时磁体座转轴产生的倾斜角度，这样多增加一个电机俯仰运动关节的方式，会导致整个机械臂的布线更复杂，运动算法更复杂。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种保持位姿的连接机构，在无需增加一个电机俯仰运动关节的前提下，使机械臂末端的磁体Z轴升降时，磁体座转轴能始终处于竖直状态。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：保持位姿的连接机构，连接于基座，该连接机构包3括主动端及与主动端连接的从动端，主动端包括与基座转动连接的连杆二，连接处为A；连杆二的另一端转动连接有连杆三，连接处为B；连杆三的另一端转动连接有连杆四，连接处为C；连杆四的另一端与基座转动连接，连接处为D；A、B、C、D和A依次连线形成平行四边形；

连杆二或者连杆四为主动杆；

从动端与连杆三固接；

主动端运动时从动端随动且从动端各部分与水平面的相对距离保持不变。

上述技术方案中，从动端与旋转运动关节组转动连接，基座与主动端连接。连杆二、连杆三、连杆四和基座形成平行四边形机构；因此主动端在运动过程中，连杆三始终做平移运动。又由于从动端与连杆三固接，从而使得从动端随主动端运动时，从动端各部分与水平面的相对距离保持不变。因而使得该连接机构的俯仰运动与旋转运动关节组的旋转运动合成，使磁体Z轴升降变化时，磁体座转轴能始终处于竖直状态；而且该连接机构为简单的四连杆机构，与增加一个电机俯仰运动关节相比，无需另外布线，而且机械臂的运动算法相对更简单。

进一步，连杆二与连杆四之间设有连接在基座上的连杆一，该连杆一的一端与连杆二在A处转动连接，该连杆一的另一端与连杆四在D处转动连接。通过设置连杆一，使得连杆一至连杆四形成平行四边形机构，独立于基座，便于安装。

进一步，连杆二、连杆三和连杆四在在竖直面内运动。相比在倾斜于竖直面的斜面内运动，竖直面内做运动，能提高该连接机构的强度。

进一步，AD连线与竖直面之间的夹角为θ，从动端水平设置，AD连线与从动端的夹角为α，且α与θ之和为90°。由此使得从动端平行于平行四边形机构所在平面，相比从动端垂直于平行于平行四边形机构所在平面，能提高该连接机构的强度。

进一步，夹角α为30°～80°。夹角α范围合理，相比夹角α大于90°，能进一步提高该连接机构的强度。