[实用新型]被动式一键锁死七自由度机械臂

说明书

技术领域

本实用新型涉及临床外科手术，属于医疗器械技术领域，具体地，涉及一种被动式一键锁死七自由度机械臂。

背景技术

近年来，国内医疗器械设备的研究和开发力度日益增大，手术机械臂因其在外科手术中高稳定性与占空间小的特点也越来越受到人们的重视。但至目前为止，对于被动式（无电机驱动）定位的机械臂、尤其对于能够一键锁死多自由度的机械臂，能在临床应用的很少，其中一个重要原因是尚未找到手术机械臂合适的关节锁紧机构和联动锁紧机构。

经检索，中国实用新型专利“多关节机械臂快速定位锁紧机构”（申请号201020184031.4，公开号为CN201685265U）可达到一键锁死7自由度这一功能，该专利技术“主要由旋紧装置(1)和多关节机械臂(2)组成，其特征在于：旋紧装置(1)由旋钮(11)、上弹簧座(12)、压紧弹簧(13)、弹簧舱(14)、螺杆(15)和下弹簧座(16)组成，压紧弹簧(13)套装置入弹簧舱(14)，并同时置入上弹簧座(12)和制有螺杆(15)的下弹簧座(16)内，旋钮(11)通过上弹簧座(12)、弹簧舱(14)与下弹簧座(16)上的螺杆(15)螺接；多关节机械臂(2)由结构相似的两组杆件组成，每组杆件主要由上弹簧座(12)或下弹簧座(16)、与其一体的中空臂(21)、调节内杆(22)、球头舱(23)、球头(24)和球头套(25)组成，调节内杆(22)置于中空臂(21)中，球头(24)置入球头舱(23)中，球头套(25)套过球头(24)和球头舱(23)与中空臂(21)螺接，使球头(24)与球头舱(23)抱紧。”

但上述的实用新型专利设计利用弹簧和钢珠构成联动锁紧机构，稳定性尤其是长期使用后的稳定性不佳，且因为挤压钢珠时接触应力较大，导致该机构所能承受的负载较小、使用劳损较大，而且长期使用后还需调节内杆长度以抵消磨损影响，重新安装不便。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种被动式一键锁死七自由度机械臂，能够一键锁死多关节、实现快速稳定定位，并且可承受较大负载，耐用性高。

为实现上述目的，本实用新型提供一种被动式一键锁死七自由度机械臂，包括夹持装置、上臂、锁紧机构、下臂和固定装置组成；其中：

所述夹持装置通过螺纹与上球臂相连；

所述上臂由上球臂、第一钢球、上球套、上轴套、上传动轴组成，上球臂通过螺纹与第一钢球连接，上传动轴末端凹面与第一钢球接触，内置于上轴套中，另一端与锁紧机构中的卡爪外端接触，上球套和上轴套通过螺纹连接并与上球臂、第一钢球一起构成了一个球铰，该球铰通过上传动轴传递的轴向力进行摩擦锁死；

所述锁紧机构由锁把、圆柱销、主传动轴、平面螺纹盘、平键、卡爪和六角螺母组成，其中锁把通过圆柱销固接到主传动轴上；卡爪与平面螺纹盘通过螺纹连接配合，平面螺纹盘通过键连接固定于主传动轴；六角螺母通过螺纹与主传动轴相连，六角螺母固定于上轴套内；卡爪导环轴向固定于主传动轴，周向通过卡爪导环上的凸出部分内嵌于上轴套固定；

所述下臂由下球臂、第二钢球、下球套、下轴套、下传动轴组成，下球臂通过螺纹与第二钢球连接，下传动轴末端凹面与第二钢球接触，内置于下轴套中，另一端与卡爪外端接触，下球套和下轴套通过螺纹连接并与下球臂、第二钢球一起构成了一个球铰，该球铰通过下传动轴传递的轴向力进行摩擦锁死。

优选地，所述锁紧机构中设有两个平面螺纹盘及六个卡爪，其中第一、二、三卡爪与第一平面螺纹盘通过螺纹连接配合，第一平面螺纹盘通过键连接固定于主传动轴，第四、五、六卡爪与第二平面螺纹盘通过螺纹连接配合，第二平面螺纹盘通过键连接固定于主传动轴。

优选地，所述卡爪导环与第一卡爪、第四卡爪进行间隙配合。

优选地，所述第一平面螺纹盘的平面上有沿阿基米德螺线排布的矩形螺纹。

优选地，所述上传动轴通过与上轴套内部突起间隙配合来得到径向固定。

优选地，所述夹持装置由紧固螺栓和夹持爪组成，紧固螺栓通过螺纹连接到夹持爪上，夹持爪通过螺纹与上球臂相连。

优选地，所述固定装置由固定爪和固定螺栓组成，其中固定爪通过螺纹连接与下球臂相连，固定螺栓通过螺纹连接到固定爪上。

优选地，所述机械臂处于锁紧状态时，上传动轴与第一钢球抱死，下传动轴与第二钢球抱死。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1.本实用新型调节好机械臂角度后，只需旋转一个把手就可一键锁死机械臂全部共7个自由度。