[发明专利]一种楔块自锁型刹车装置及磁锚定设备

说明书

本发明公布了一种楔块自锁型刹车装置，包括锁轴部、导向部、插销部及控制部，其中锁轴部固定设置于磁锚定设备中的旋转关节处，导向部固定安装于锁轴部上部，插销部容置于锁轴部和导向部之间的空腔内沿轴向滑动，且插销部与导向部滑动连接，控制部与插销部通过刹车线连接，通过操作控制部的手柄，可使自锁型刹车装置在自锁状态和释放状态之间切换，从而控制磁锚定设备在任意位置锁定或恢复自由悬浮状态。本发明还提供一种采用自锁型刹车装置的磁锚定设备。本发明的自锁型刹车装置，利用楔形块的摩擦角自锁原理，外部施加较小的驱动力即可实现多关节同步刹车，其外形小巧简洁，刹车扭矩大，与传统的刹车装置相比有极大优势。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及到一种楔块自锁型刹车装置及磁锚定设备。

背景技术

磁锚定技术是利用磁体间的磁场吸引力，使锚定磁体对靶磁体进行非接触性空间锚定的技术，该技术在内镜手术中的应用具有减少戳卡数量、降低术后疼痛和并发症的优点，目前在手术临床应用中已日趋成熟。

磁锚定技术包含外锚定磁体和体内的靶磁体，其中的外锚定磁体通常较重，需要专用的助力设备进行辅助移动及固定，并且由于手术作业的特殊性，决定了该助力设备对外锚定磁体的移动必须足够轻便灵活；锁定时的刚性必须足够大，以防止误碰助力设备造成的手术事故；锁定、释放切换灵活快捷；手术空间占用小。

中国专利申请CN110994889A公开的电磁刹车装置及CN207935320U公开的磁粉刹车装置，其原理均为利用电磁铁通电时产生的磁力作用，使转盘与摩擦片或磁粉之间产生制动力，制动力的大小与电磁铁线圈大小及转盘外径大小正相关，因此为产生足够制动力，其体积通常较庞大，并且必须外接电源使用，结构较复杂。

中国专利申请CN211715581U公开的鼓刹结构及CN105691527B公开的液压碟刹装置，其实质均为利用省力机构将刹车驱动力放大为摩擦片间的压力，压力转换为刹车摩擦力，在体积大小受限时，鼓刹或碟刹装置所能提供的刹车扭矩很有限，当需要较大的刹车扭矩时，需相应提高驱动力、驱动行程或刹车盘外径，无法满足刹车便捷、体积小巧以及多关节锁定等要求。

中国专利申请CN209037826U和CN203497164U公开的锁轴装置，其结构较简单，锁紧力矩大，但不能实现无级刹车，且锁定操作较繁琐，不适用于需频繁切换的场合。

因此，亟待一种体积小巧，锁定强度高，刹车驱动力小，可同时无级锁定多关节的刹车装置及应用其的磁锚定设备。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出如下的解决方案：

第一方面，本发明提出一种楔块自锁型刹车装置，所述楔块自锁型刹车装置包括锁轴部、导向部、插销部及控制部，其中锁轴部固定设置于磁锚定设备中的旋转关节处，导向部固定安装于锁轴部上部，插销部容置于锁轴部和导向部之间的空腔内沿轴向滑动，且插销部与导向部滑动连接，控制部与插销部通过刹车线连接。

进一步的，所述锁轴部包括星轮、上挡板、下挡板、转轴、微型弹簧和楔形块，其中：

星轮沿圆周方向均布复数个弹簧安装槽位，星轮与楔形块的接触面沿圆周方向两两对称分布，所述接触面采用偏心圆弧面、对数曲面、阿基米德曲面的任一种；

上挡板和下挡板分别固定安装于星轮的上端和下端；

星轮与上挡板、下挡板组成的整体结构固定安装于磁锚定设备的旋转关节处，并与所述旋转关节的旋转轴同轴；

转轴与星轮同轴，且转轴与磁锚定设备的旋转轴刚性连接；

楔形块环形均布于转轴与星轮之间，并可沿转轴圆周方向移动；

微型弹簧均布于相邻两个楔形块之间，并向楔形块施加沿转轴圆周方向的推力，且微型弹簧对相邻两个楔形块所受推力大小一致，方向相反。