一種機械臂末端工具快速切換裝置的製作方法

2023-10-09 22:04:34 1

專利名稱：一種機械臂末端工具快速切換裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及切換裝置，尤其是涉及一種用於外科等微創手術機械臂的末端手術工
具的夾持與快速更換的切換裝置。
背景技術：
在微創外科手術中，需要多名助手用力撐開切口，以撥開病人內部臟器，但是，我 們知道外科手術時間一般都比較長，手術人員極易疲勞，很容易造成切口撐開不到位，不能 很好隔離內部臟器與病灶的情況，以至於會嚴重影響醫生的手術視野和操作。因此，在微創 外科手術中，會採用手術輔助機械臂來輔助外科醫生完成微創外科手術，外科手術輔助機 械臂主要用於輔助醫生撐開切口，以解決人為操作易疲勞的問題，正是由於外科手術輔助 機械臂具有上述優點，其臨床應用前景非常廣泛。 但是，在醫生手術過程中，作為輔助醫生手術的機械臂，往往需要多次切換末端輔 助工具，且每次切換的時間也需要很短，以便醫生能及時順利地完成手術，這就要求手術器 械能簡單快捷的完成切換，且能快速固定，而在現有的機械臂系統中，很多都是採用多個機 械臂夾持不同的手術器械，如果需要在同一手術中，隨時更換不同的手術器械進行不同的 操作，就需要更換整個機械臂，這樣會大大增加系統成本。另外，在已有的採用同一個機械 臂的一些末端工具切換裝置，大都存在切換麻煩、切換時間長、連接不可靠等問題，極大地 影響了醫生手術質量和效果。

發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種結構簡單緊湊、體積小、重
量輕、連接可靠、切換速度快、操作方便的機械臂末端工具快速切換裝置。 本發明是通過以下技術方案來實現的 —種機械臂末端工具快速切換裝置，其特徵在於包括末端手柄、內軸、末端工具 連接件和末端工具，其中，末端手柄的下部設置有內孔，內軸的上部深入到末端手柄的內孔 中，與末端手柄固定連接，而內軸的下部連接有彈簧支撐盤，彈簧支撐盤的上部為彈簧壓 盤，彈簧壓盤的內側面為錐形面，彈簧支撐盤和彈簧壓盤之間設置有壓縮彈簧，而在內軸的 下部中間部位開有內腔，內腔的周向位置上設置有多個錐形孔，其外壁孔徑大於內壁孔徑， 孔內裝有鋼球，鋼球的直徑則小於上述的外壁孔徑且大於上述的內壁孔徑，鋼球與彈簧壓 盤的內側面相接觸，而末端工具連接件的上部兩側則設置有與所述的鋼球的弧形配合的圓 弧槽，末端工具連接件即通過其圓弧槽與鋼球的配合裝配在內軸(2)下端的內腔內，與內 軸固定連接，而末端工具則通過焊接或鉚接固定在末端工具連接件上。 上述的內軸下部的內腔的兩側還對稱設置有兩個內軸方槽，而在末端工具連接件 上則設置有與內軸方槽相配合的圓柱銷，且兩個對稱的內軸方槽之間的距離與圓柱銷的長 度相同。 上述的錐形孔為多個，且周向均布。
本發明的有益效果是本發明所述的手術機械臂末端工具快速切換裝置具有結構 簡單、操作方便、體積小、結構緊湊、重量輕、連接可靠、切換速度快等優點，可實現用於胸外 科、牙科、腹外科等微創手術機械臂的一系列末端手術工具的夾持與快速更換，此外，本發 明因為易於拆卸，所以非常方便於進行消毒處理。


圖1為本發明一實施例的脫開狀態示意圖； 圖2為本發明一實施例的工作狀態示意圖。 圖中主要附圖標記含義為 1、末端手柄 2、內軸上部 3、鋼球 5、壓縮彈簧 6、彈簧支撐盤7、內軸下部 8、彈簧壓盤錐面 9、內軸方槽 10、圓弧槽 12、末端工具連接件 13、末端工具
4、彈簧壓盤
11、圓柱銷
具體實施例方式
下面將結合附圖，詳細說明本發明的
具體實施例方式
圖1為本發明一實施例的脫開狀態示意圖；圖2為本發明一實施例的工作狀態示 意圖。 如圖1和圖2所示一種機械臂末端工具快速切換裝置，包括末端手柄1、內軸2、 末端工具連接件12和末端工具13，其中，末端手柄1上部與機械臂末端連接，其下部設置有 內孔，內軸2的上部深入到末端手柄1的內孔中，與末端手柄1固定連接，而內軸2的下部 連接有彈簧支撐盤6。 另外，上述的彈簧支撐盤6的上部為彈簧壓盤5，彈簧支撐盤6和彈簧壓盤4之間 設置有壓縮彈簧5，壓縮彈簧5處於被壓縮的狀態，在內軸2的下部中間部位開有內腔，內腔 的周向位置上設置有多個錐形孔，錐形孔的外壁孔徑大於內壁孔徑，每個孔內裝有一個鋼 球3，而鋼球3的直徑則小於上述的外壁孔徑且大於上述的內壁孔徑。鋼球3同時與彈簧壓 盤5的內側面相接觸，彈簧壓盤5的內側面為錐形面8。 末端工具連接件12的上部兩側設置有與上述的鋼球3的弧形配合的圓弧槽10，末 端工具連接件12即通過其圓弧槽10與鋼球3的配合裝配在內軸2下端的內腔內，與內軸 固定連接，從而使得末端工具連接件不能向下運動，實現通過焊接或鉚接固定在末端工具 連接件12上的末端工具13的軸向定位。 上述的內軸2下部的內腔的兩側還對稱設置有兩個內軸方槽9，而在末端工具連
接件12上則設置有與內軸方槽9相配合的圓柱銷11，且兩個對稱的內軸方槽9之間的距離
與圓柱銷ll的長度相同。 本使用新型的工作過程如下 裝入過程首先將上述彈簧壓盤4向下壓，壓縮彈簧5被壓縮，彈簧壓盤4的錐形 面8與鋼球3接觸的點所在的圓的直徑變得越來越大，使得鋼球3退出內軸2下部的錐形 孔，將末端工具連接件12連同末端工具13裝入內軸2下部的內腔中，然後，鬆開彈簧壓盤 4，被壓縮的壓縮彈簧5產生了一個向上的支撐力，支撐著彈簧壓盤4，彈簧壓盤4的錐形面8上會產生向軸心的分力，將鋼球3頂入內軸2下部的錐形孔內，並且使鋼球3再次進入圓
弧槽10中，從而使得末端工具連接件12不能向下運動，實現了末端工具13的軸向定位，另
外，因為末端工具連接件12上的圓柱銷11與內軸方槽9在裝配的過程中實現可靠配合，使
得末端工具連接件12不能繞軸心轉動，從而實現了末端工具13的周向定位。 取下過程將彈簧壓盤4向下壓，壓縮彈簧5被壓縮，鋼球3退出圓弧槽10，末端
工具連接件12連同末端工具13就可以被取下了。 通過以上過程可以快速方便地實現機械臂末端工具的切換。 以上已以較佳實施例公開了本發明，然其並非用以限制本發明，凡採用等同替換 或者等效變換方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種機械臂末端工具快速切換裝置，其特徵在於包括末端手柄(1)、內軸(2)、末端工具連接件(12)和末端工具(13)，其中，末端手柄(1)的下部設置有內孔，內軸(2)的上部深入到末端手柄(1)的內孔中，與末端手柄(1)固定連接，而內軸(2)的下部連接有彈簧支撐盤(6)，彈簧支撐盤(6)的上部為彈簧壓盤(4)，彈簧壓盤(4)的內側面為錐形面(8)，彈簧支撐盤(6)和彈簧壓盤(4)之間設置有壓縮彈簧(5)，而在內軸(2)的下部中間部位開有內腔，內腔的周向位置上設置有多個錐形孔，其外壁孔徑大於內壁孔徑，孔內裝有鋼球(3)，鋼球(3)的直徑則小於上述的外壁孔徑且大於上述的內壁孔徑，鋼球(3)與彈簧壓盤(4)的內側面相接觸，而末端工具連接件(12)的上部兩側則設置有與所述的鋼球(3)的弧形配合的圓弧槽(10)，末端工具連接件(12)即通過其圓弧槽(10)與鋼球(3)的配合裝配在內軸(2)下端的內腔內，與內軸固定連接，而末端工具(13)則通過焊接或鉚接固定在末端工具連接件(12)上。
2. 根據權利要求1所述的一種機械臂末端工具快速切換裝置，其特徵在於所述的內 軸(2)下部的內腔的兩側還對稱設置有兩個內軸方槽(9)，而在末端工具連接件(12)上則 設置有與內軸方槽(9)相配合的圓柱銷(11)。
3. 根據權利要求2所述的一種機械臂末端工具快速切換裝置，其特徵在於所述的兩 個對稱的內軸方槽(9)之間的距離與圓柱銷(11)的長度相同。
4. 根據權利要求1所述的一種機械臂末端工具快速切換裝置，其特徵在於所述的錐 形孔為多個，且周向均布。
全文摘要
本發明公開了一種機械臂末端工具快速切換裝置，包括末端手柄、內軸、末端工具連接件和末端工具，內軸的上部與末端手柄固定連接，而內軸的下部連接有彈簧支撐盤，彈簧支撐盤的上部為彈簧壓盤，彈簧支撐盤和彈簧壓盤之間設置有壓縮彈簧，而在內軸的下部內腔的周向位置上設置有多個孔，孔內裝有鋼球，鋼球與彈簧壓盤的內側錐形面接觸，而末端工具連接件的上部兩側設置有與鋼球的弧形配合的圓弧槽，末端工具連接件通過圓弧槽與鋼球的配合裝配在內軸下端的內腔內，而末端工具則通過焊接或鉚接的方式固定在末端工具連接件上。本發明具有結構簡單、操作方便、體積小、結構緊湊、重量輕、連接可靠、切換速度快等優點。
文檔編號A61B19/00GK101697929SQ200910213399
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月3日 優先權日2009年11月3日
發明者唐粲, 張建偉, 李超, 程勝 申請人:崑山市工業技術研究院有限責任公司