一种机械臂制造技术

本申请实施例提供一种机械臂，该机械臂包括升降机构、设置于升降机构上的至少两个臂体以及与其中一个臂体连接的操作机构，臂体能够绕第一轴线转动，操作机构能够相对臂体分别绕第二轴线和第三轴线转动，操作机构用于安装手术工具，能够实现操作机构沿第一方向的升降、操作机构在第一方向的垂直面上的移动及俯仰转动，从而实现操作机构的多自由度运动，并且通过设置至少两个臂体，能够改善机械臂的灵活性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂


[0001]本申请涉及医疗器械
，具体而言，涉及一种机械臂。

技术介绍

[0002]随着医疗水平的发展，医疗机器人也在不断发展。很多医疗机器人上都搭载有机械臂，通过将手术工具安装在机械臂上，能够扩大手术工具的操作空间。
[0003]目前市面上所见的机械臂，普遍都是电器件关节模组配合相应的控制程序以达到相应的多自由度运动，满足手术工具的大范围操作，结构和控制都比较复杂，且机械臂的灵活性较差，定位精度较差。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种机械臂，用以实现简化机械臂的结构和控制，改善机械臂的灵活性的技术效果。
[0005]本申请实施例提供了一种机械臂，包括：
[0006]升降机构，能够沿第一方向升降；
[0007]至少两个臂体，至少两个所述臂体中的一者的一端与所述升降机构连接，另一端与至少两个所述臂体中的另一者绕第一轴线转动连接，所述第一轴线平行于所述第一方向；
[0008]操作机构，与至少两个所述臂体中的另一者远离所述升降机构的一端绕第二轴线转动连接，所述第二轴线平行于所述第一方向，所述操作机构还能够相对所述臂体绕第三轴线转动，所述第三轴线垂直于所述第一方向，所述操作机构用于安装手术工具。
[0009]在上述实现过程中，通过设置升降机构，实现操作机构沿第一方向的升降，通过设置至少两个转动连接的臂体，并使得操作机构与一个臂体转动连接，能够实现操作机构在第一方向的垂直面上的移动及俯仰转动，从而实现操作机构的多自由度运动，并且通过设置至少两个臂体，能够改善机械臂的灵活性。
[0010]进一步地，所述臂体包括第一无源控制机构，所述第一无源控制机构用于控制所述臂体相对其他臂体或所述操作机构转动。
[0011]在上述实现过程中，臂体通过第一无源控制机构进行控制，能够使得机械臂的结构和控制都更加简单。
[0012]进一步地，所述臂体还包括基座及传动轴，所述基座通过所述传动轴与其他臂体或所述操作机构转动连接，所述第一无源控制机构包括设置于所述传动轴上的制动器，所述制动器用于在无电状态对所述传动轴制动，所述操作机构用于控制所述制动器松开或锁定所述传动轴。
[0013]在上述实现过程中，通过设置传动轴和制动器，使得臂体能够受力转动，并且能够在到达预设位置后通过制动器进行制动，从而实现对臂体的转动控制。
[0014]进一步地，所述臂体还包括传动机构，所述传动机构用于传动连接所述制动器和
所述操作机构。
[0015]在上述实现过程中，通过设置传动机构，能够便于制动器的位置设置，使得臂体内部结构的布局更加合理，整体结构更加紧凑，减小空间占用。
[0016]进一步地，所述第一无源控制机构还包括编码器，所述编码器设置于所述传动轴上，用于将所述传动轴的角位移转换为电信号，所述操作机构还用于在所述编码器读出所述传动轴转动至预定角度时，控制所述制动器锁定所述传动轴。
[0017]在上述实现过程中，通过设置编码器能够准确获取传动轴的转动角度，进而获取操作机构的位置，使得对操作机构的移动控制更加准确，进而使得手术工具的操作更加精准。
[0018]进一步地，所述臂体还包括交叉滚子轴承，所述交叉滚子轴承的内圈和外圈分别与所述基座和所述传动轴连接。
[0019]在上述实现过程中，通过设置交叉滚子轴承，能够减小基座和传动轴之间的摩擦力，延长基座和传动轴的使用寿命，并且交叉滚子轴承能够承受其轴向和径向上的压力，不易因臂体较长且较重而产生变形。
[0020]进一步地，所述升降机构包括嵌套设置的套筒和升降柱、第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述升降柱相对所述套筒沿所述第一方向升降。
[0021]在上述实现过程中，通过设置第一驱动机构，能够实现升降机构升降的自动控制，操作更加方便。
[0022]进一步地，所述机械臂还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第一连接板、驱动器以及第二连接板，所述第一连接板与远离所述升降机构的所述臂体连接，以使得所述第一连接板能够相对所述臂体绕所述第二轴线转动，所述驱动器分别连接所述第一连接板和所述第二连接板，用于驱动所述第二连接板相对所述第一连接板绕所述第三轴线转动，所述操作机构设置于所述第二连接板上。
[0023]在上述实现过程中，通过设置第二驱动机构，能够实现操作机构转动的自动控制，操作更加方便。
[0024]进一步地，所述机械臂还包括第二无源控制机构，所述第二无源控制机构用于控制所述操作机构绕所述第三轴线转动。
[0025]在上述实现过程中，通过第二无源控制机构控制操作机构，能够使得机械臂的结构和控制都更加简单。
[0026]进一步地，至少两个臂体包括第一臂体、第二臂体和第三臂体，所述第一臂体的一端与所述升降机构固定连接，所述第二臂体的一端与所述第一臂体的另一端转动连接，所述第三臂体的一端与所述第二臂体的另一端转动连接，所述操作机构与所述第三臂体的另一端转动连接。
[0027]在上述实现过程中，通过设置三个臂体，能够提高机械臂的整体臂长，使得机械臂的运动范围更大，且三个臂体能够分别各自运动，自由度更高，能够使得机械臂的灵活性更好，操作机构的定位精度更高。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使
用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1是本申请实施例提供的一种机械臂的侧视结构示意图；
[0030]图2是图1所示的机械臂的A处的局部放大结构示意图；
[0031]图3是图1所示的机械臂的B处的局部放大结构示意图；
[0032]图4是本申请实施例提供的一种机械臂的控制方法的流程示意图。
[0033]图标：10
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机械臂；100
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升降机构；110
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套筒；120
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升降柱；210
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第一臂体；211
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第一基座；212
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第一传动轴；213
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第一制动器；214
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第一编码器；215
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第一交叉滚子轴承；220
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第二臂体；221
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第二基座；222
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第二传动轴；223
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第二制动器；224
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第二编码器；225
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第二交叉滚子轴承；230
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第三臂体；231
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第三基座；232
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第三传动轴；233
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第三制动器；234
‑
第三编码器；235
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂，其特征在于，包括：升降机构，能够沿第一方向升降；至少两个臂体，至少两个所述臂体中的一者的一端与所述升降机构连接，另一端与至少两个所述臂体中的另一者绕第一轴线转动连接，所述第一轴线平行于所述第一方向；操作机构，与至少两个所述臂体中的另一者远离所述升降机构的一端绕第二轴线转动连接，所述第二轴线平行于所述第一方向，所述操作机构还能够相对所述臂体绕第三轴线转动，所述第三轴线垂直于所述第一方向，所述操作机构用于安装手术工具。2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述臂体包括第一无源控制机构，所述第一无源控制机构用于控制所述臂体相对其他臂体或所述操作机构转动。3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述臂体还包括基座及传动轴，所述基座通过所述传动轴与其他臂体或所述操作机构转动连接，所述第一无源控制机构包括设置于所述传动轴上的制动器，所述制动器用于在无电状态对所述传动轴制动，所述操作机构用于控制所述制动器松开或锁定所述传动轴。4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述臂体还包括传动机构，所述传动机构用于传动连接所述制动器和所述操作机构。5.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述第一无源控制机构还包括编码器，所述编码器设置于所述传动轴上，用于将所述传动轴的角位移转换为电信号，所述操作机构还用于在所述编码器读出所述传...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏程，吴兆刚，
申请(专利权)人：上海术之道机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：