一种关节臂及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种关节臂，包括第一驱动部、第二驱动部、回转部和驱动板，其中第一驱动部为中空结构，其内部设置第一电机，第一电机的转子可绕第一轴线转动，回转部固定连接于第一驱动部的第一法兰端面，并可随第一法兰绕第一轴线转动，第二驱动部设置于第一驱动部上方，第二驱动部的输出轴穿过第一驱动部的中空结构连接于回转部中的第一锥齿轮，并可驱动回转部中的永磁体组件绕垂直于第一轴线的第二轴线转动。本发明专利技术公开的关节臂，采用电机叠加安装于顶部固定位置，最大限度的减小了回转半径，同时取消了电滑环装置，因此外观简洁，体积及回转半径小，可靠性高。可靠性高。可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种关节臂及其控制方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，具体涉及一种关节臂及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前，使用胶囊式内窥镜对人体消化道进行检查，正逐渐成为一种新的趋势，相较于传统的插管式电子内镜，胶囊式内窥镜更加便捷、舒适，受检者仅需吞服胶囊药丸大小的电子摄像装置，即可对整个消化道进行全方位检查，不会对受检者造成身体上的不适，同时减小交叉感染的风险。
[0003]使用磁控胶囊式胃镜系统对人体胃部进行检查时，在吞服胶囊内窥镜后，需在人体外配合使用磁控设备，利用外部磁场对胶囊内窥镜内部的小磁体的作用力，对胶囊内窥镜的姿态和位置进行操控，以便对整个胃腔内壁进行全方位检查。
[0004]外部磁控设备中的磁控装置需满足可操控大磁铁沿两互相垂直的旋转轴任意转动的要求，同时，受检者躺在病床上进行胃镜检查时，所述磁控装置将在人体上方来回移动、运转，若磁控装置外形体积较大，将对受检者的视觉和心理上产生压迫感和不适感。
[0005]中国专利公开号CN111643039A和CN111657826A公开的磁控装置，采用的均为传统设计思路，即两个电机分别安装于固定位置和回转部，分别控制磁体绕两个互相垂直的旋转轴转动，当回转部旋转时，其中一个电机同回转部一起转动，因此回转半径较大；同时，为防止旋转时电机线缆和回零用光电传感器线缆缠绕拉断，需设有电滑环用于旋转导电及传输信号，该电滑环结构复杂、成本高、工艺要求高、寿命短，在传输敏感信号时易受干扰，导致磁控装置可靠性较差。
[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，有必要开发一种操作简便、外观简洁、体积较小且可靠性高的关节臂及其控制方法。

技术实现思路

[0007]第一方面，本专利技术提供一种关节臂，包括第一驱动部、第二驱动部、回转部及驱动板，所述第一驱动部是中空结构，第一驱动部内部设置第一电机，所述第一电机进一步包括定子和转子，第一电机的转子可绕第一轴线转动，回转部固定连接于第一驱动部的第一法兰端面，并可随第一法兰绕第一轴线转动，第二驱动部设置于第一驱动部上方，第二驱动部的输出轴穿过第一驱动部的中空结构连接于回转部中的第一锥齿轮，并可驱动回转部中的永磁体组件绕垂直于第一轴线的第二轴线转动。
[0008]进一步的，所述关节臂的驱动板固定设置于第二驱动部上方，用于驱动第一驱动部的第一电机和第二驱动部中的第二电机。
[0009]进一步的，所述第一电机定子固定设置于第一电机座和第一套筒之间，第一电机转子固定于第一转轴外侧。
[0010]进一步的，所述第一驱动部进一步包括第一转轴、第一电机座及第一轴承，所述第一转轴通过第一轴承转动连接于第一电机座内侧。
[0011]进一步的，所述第一轴承的外圈固定连接于第一盖板和第一电机座之间，第一轴承的内圈固定连接于第一转轴和第一法兰之间。
[0012]进一步的，所述第一驱动部进一步包括第一辅助轴，所述第一辅助轴固定连接于第一转轴的上端面，第一电机的转子带动第一辅助轴、第一转轴和第一法兰绕所述第一轴线转动。
[0013]进一步的，所述第二驱动部还包括谐波减速机，所述谐波减速机进一步包括谐波减速机固定端、谐波减速机输入端及谐波减速机输出端，所述谐波减速机固定端固定连接于第二法兰和第二电机座之间，第二法兰固定连接于第一驱动部的第一套筒上方，所述谐波减速机输入端固定连接于第二转轴和紧固螺母之间，所述谐波减速机输出端固定连接于输出轴，所述谐波减速机输入端及谐波减速机输出端可绕所述第一轴线转动。
[0014]进一步的，所述第二电机包括定子和转子，所述第二电机定子固定设置于第二电机座和第二套筒之间，第二电机转子固定于第二转轴外侧。
[0015]进一步的，所述第二驱动部进一步包括第二轴承，所述第二转轴通过第二轴承转动连接于第二电机座内侧。
[0016]进一步的，所述第二轴承的外圈固定连接于第二电机座和第二盖板之间，第二轴承的内圈固定连接于第二转轴和内圈压板之间。
[0017]进一步的，所述回转部还包括上支架、固定设置于上支架两侧的左支架和右支架、永磁体组件，所述永磁体组件转动连接于左支架和右支架之间，并可绕与所述第一轴线垂直的第二轴线转动。
[0018]进一步的，所述回转部还包括输出轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、换向轴、第一同步轮、同步带、张紧轮及第二同步轮，所述输出轴通过第一锥齿轮和第二锥齿轮组成的齿轮副带动换向轴旋转, 换向轴进一步通过由第一同步轮、同步带、张紧轮和第二同步轮组成的同步带传动机构，带动永磁体组件绕所述第二轴线转动。
[0019]进一步的，所述同步带传动机构设置于左支架外侧，所述第一同步轮连接于换向轴并随之转动，第二同步轮连接于永磁体组件与左支架连接的转轴末端，并带动永磁体组件转动。
[0020]进一步的，所述换向轴两端分别转动连接于左支架和右支架，所述同步带传动机构设置于右支架内侧，第二同步轮与永磁体组件外壳连接并带动永磁体组件绕所述第二轴线转动。
[0021]第二专利技术，本专利技术提供一种关节臂的控制方法，所述关节臂采用权利要求1
‑
14任一项所述的关节臂，所述第一电机转速为n1，第二电机转速为n2，谐波减速机减速比为i，所述同步带传动机构传动比为j，第一锥齿轮和第二锥齿轮的传动比为k，则：回转部绕所述第一轴线的转速m1为：；回转部绕所述第二轴线的转速m2为：。
[0022]本专利技术公开的关节臂，不同于传统磁控装置中将电机直接安装于回转部的方案，而是采用电机叠加安装于顶部固定位置，最大限度的减小了回转部的回转半径，同时，由于采用绝对式编码器的定位方案，取消了传统方案中的光电回零机构，避免了回转部线缆缠
绕问题，进而取消了昂贵的电滑环装置。因此，本专利技术公开的关节臂相较于传统方案外观简洁，体积及回转半径更小，可靠性高。
附图说明
[0023]图1：本专利技术第一实施例中关节臂的整体结构示意图。
[0024]图2：图1所示关节臂的分解结构示意图。
[0025]图3：图1所示关节臂中的第一驱动部的局部剖视结构示意图。
[0026]图4：图3所示第一驱动部的局部分解结构示意图。
[0027]图5：图1所示关节臂中的第二驱动部的局部剖视结构示意图。
[0028]图6：图5所示第二驱动部的局部分解结构示意图。
[0029]图7：图1所示关节臂中回转部的结构示意图。
[0030]图8：本专利技术第二实施例中回转部的结构示意图。
[0031]各序号及对应的名称分别为：第一驱动部10，第二驱动部20，回转部30，驱动板40，第一轴线1，第一编码器101，第一辅助轴102，第一套筒103，第一电机104，第一转轴105，第一电机座106，第一轴承107，第一法兰108，第一盖板109，第二编码器201，第二套筒202，第二辅助轴203，第二电机204，第二盖板205，第二转轴206，第二轴承207，第二电机座208，内圈压板209，谐波减速机210，紧固螺母本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关节臂，其特征在于，包括第一驱动部、第二驱动部、回转部及驱动板，所述第一驱动部是中空结构，第一驱动部内部设置第一电机，所述第一电机进一步包括定子和转子，第一电机的转子可绕第一轴线转动，回转部固定连接于第一驱动部的第一法兰端面，并可随第一法兰绕第一轴线转动，第二驱动部设置于第一驱动部上方，第二驱动部的输出轴穿过第一驱动部的中空结构连接于回转部中的第一锥齿轮，并可驱动回转部中的永磁体组件绕垂直于第一轴线的第二轴线转动。2.如权利要求1所述的关节臂，其特征在于，所述关节臂的驱动板固定设置于第二驱动部上方，用于驱动第一驱动部的第一电机和第二驱动部中的第二电机。3.如权利要求1所述的关节臂，其特征在于，所述第一电机定子固定设置于第一电机座和第一套筒之间，第一电机转子固定于第一转轴外侧。4.如权利要求1所述的关节臂，其特征在于，所述第一驱动部进一步包括第一转轴、第一电机座及第一轴承，所述第一转轴通过第一轴承转动连接于第一电机座内侧。5.如权利要求4所述的关节臂，其特征在于，所述第一轴承的外圈固定连接于第一盖板和第一电机座之间，第一轴承的内圈固定连接于第一转轴和第一法兰之间。6.如权利要求4所述的关节臂，其特征在于，所述第一驱动部进一步包括第一辅助轴，所述第一辅助轴固定连接于第一转轴的上端面，第一电机的转子带动第一辅助轴、第一转轴和第一法兰绕所述第一轴线转动。7.如权利要求2所述的关节臂，其特征在于，所述第二驱动部还包括谐波减速机，所述谐波减速机进一步包括谐波减速机固定端、谐波减速机输入端及谐波减速机输出端，所述谐波减速机固定端固定连接于第二法兰和第二电机座之间，第二法兰固定连接于第一驱动部的第一套筒上方，所述谐波减速机输入端固定连接于第二转轴和紧固螺母之间，所述谐波减速机输出端固定连接于输出轴，所述谐波减速机输入端及谐波减速机输出端可绕所述第一轴线转动。8.如权利要求7所述的关节臂，其特征在于，所述第二电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟文，彭国会，
申请(专利权)人：深圳市资福医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：