[发明专利]一种用于外科手术辅助臂的电动锁紧旋转关节

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动锁紧旋转关节，尤其是涉及一种用于外科手术辅助臂的电动锁紧旋转关节，属于医疗外科手术辅助设备技术领域。 

背景技术

我们知道，在工业、农业和医疗等各个领域内都存在机械臂旋转关节的制动与放松的问题，而尤其是对于应用于医疗外科手术的机械臂来说，旋转关节的制动与放松的可靠性、锁紧力以及安全性等性能指标对旋转关节的结构提出了更高的要求，由于用于辅助微创外科手术的机械臂是固定在手术床上的，所以要求关节结构紧凑、体积小、重量轻，而目前不少的机械臂旋转关节的锁紧与放松都是通过电磁式制动器来实现的，不仅体积大、重量大，而且制动噪音也比较大，锁紧力不能根据需要进行调整，因此，设计出一种锁紧力可调、结构紧凑、可靠性好的旋转关节显得非常重要。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、体积小、重量轻、可靠性好的用于外科手术辅助臂的电动锁紧旋转关节。 

本发明是通过以下技术方案来实现的： 

一种用于外科手术辅助臂的电动锁紧旋转关节，其特征在于包括关节旋转机构和关节锁紧机构，关节旋转机构位于关节锁紧机构的上部，其中： 

所述的关节旋转机构包括：关节转轴、关节轴承盖、关节轴承座和关节底盘，关节轴承盖位于关节转轴的上部，其与位于关节转轴外部的关节轴承座通过螺钉A固定连接，在关节转轴和关节轴承座之间还设置有轴承A、轴承B、关节轴承外套筒和关节轴承内套筒，关节轴承外套筒位于关节轴承内套筒的外部，而轴承A和轴承B则分别位于关节轴承外套筒和关节轴承内套筒的上部和下部，此外，上述的关节底盘则位于关节转轴的下部，并与其螺纹连接； 

所述的关节锁紧机构包括：锁紧外套筒、摩擦环、梯形螺母、丝杠轴和电机，摩擦环固定为梯形螺母上表面的环形槽中，而丝杠轴则通过其上部表面的梯形外螺纹与梯形螺母的梯形内螺纹配合连接，梯形外螺纹的长度大于梯形内螺纹的长度，在丝杠轴的下部还设置有内孔，其通过内孔与电机的输出轴键连接，而丝杠轴和锁紧外套筒之间还设置有轴承C，另外，电机与电机法兰通过螺钉C连接，而电机法兰则通过螺钉D与锁紧外套筒的下部法兰固定连接； 

上述的关节轴承座位于锁紧外套筒的上部，它们通过螺钉B固定在机架板上。 

上述的锁紧外套筒的内孔壁上开有圆弧槽A，而所述的梯形螺母的外圆周面上设置与圆弧槽A相配合的圆弧槽B，圆弧槽A和圆弧槽B之间插有圆柱销。 

上述的关节转轴的上部两侧设置有轴肩，其位于轴承A的上表面上。 

上述的关节轴承座下部两侧向内延伸形成台肩，其与轴承B的下表面接触。 

上述的丝杠轴上设置轴肩和轴用挡圈，轴肩位于轴承C的上部，而轴用挡圈则位于轴承C的下部。 

本发明的有益效果是： 

1、结构紧凑，在保证10Nm的锁紧力矩的情况下采用合适的材料加工制造后整个关节重量小于800g； 

2、操作和维护方便：操作者只需要按下操作开关电机就可以实现关节的锁紧与放松； 

3、锁紧与放松可靠、性能优良：通过控制电机的输出力就可以控制锁紧力的大小，通过控制电机的运动速度就可以控制锁紧与放松所需要的时间，通用性比较强； 

4、维护方便：当使用一段时间，由于摩擦磨损使得锁紧力矩有所下降时，只需要更换新的摩擦环就可以重新达到预期的锁紧力； 

本发明非常适用于神经外科、腹腔外科、胸腔外科和脊柱外科等微创手术的辅助机械臂中需要锁紧和放松的旋转关节。 

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图； 

图2为本发明所述的锁紧外套筒的结构示意图； 

图3为本发明所述的梯形螺母的结构示意图。 

图中主要附图标记含义为： 

1、关节转轴    2、关节轴承盖     3、螺钉A           4、轴承A 

5、关节轴承座  6、关节轴承外套筒 7、关节轴承内套筒 

8、关节底盘    9、摩擦环         10、轴承C          11、轴用挡圈 

12、螺钉D      13、电机法兰      14、螺钉C          15、电机 

16、丝杠轴     17、圆柱销        18、锁紧外套筒     19、螺钉B 

20、机架板     21、梯形螺母      22轴承B            23、圆弧槽A 

24、圆弧槽B