电动自锁臂

文档序号:160954 发布日期:2021-10-29 浏览:42次 >En<

阅读说明:本技术 电动自锁臂 (Electric self-locking arm ) 是由 刘冰 田宝龙 于 2021-08-25 设计创作,主要内容包括:本公开提供一种电动自锁臂,其包括:至少两个关节,至少两个关节依次连接,并使得两个相邻的关节之间能够产生相对运动;其中,在所述关节内部设置有电驱动结构,当所述电驱动结构处于断电状态时,所述电驱动结构的长度增加,以此限制两个相邻的关节之间的相对运动;当所述电驱动结构处于通电状态时,所述电驱动结构的长度缩短,以此允许两个相邻的关节之间产生相对运动。(The present disclosure provides an electric self-locking arm, comprising: the at least two joints are connected in sequence and enable relative motion to be generated between two adjacent joints; wherein an electric driving structure is arranged in the joints, and when the electric driving structure is in a power-off state, the length of the electric driving structure is increased, so that the relative motion between two adjacent joints is limited; when the electric driving structure is in a power-on state, the length of the electric driving structure is shortened, so that relative movement between two adjacent joints is allowed.)

电动自锁臂

技术领域

本公开涉及一种机械臂,尤其涉及一种电动自锁臂。

背景技术

在医疗检查和手术过程中,内窥镜的应用场合已经越来越多。例如,在执行手术的过程中,内窥镜硬镜会被保持在预设的位姿一定时间,然后被保持在下一个预设的位姿。

现有技术中,大部分是通过医护人员手持来保持内窥镜硬镜处于某一预设的位姿,这种情况下,医护人员需要保持同一姿势较长时间,劳动强度大。

部分医院在内窥镜辅助手术的过程中,通过机械臂夹持内窥镜的方式来实现内窥镜位姿的保持,但是这些机械臂均是通过抱闸系统来实现机械臂末端执行器的位姿的保持,并且考虑到下一个预设的位姿并不固定,因此,这些机械臂难以方便地进行控制,在医院的推广难度极大。

发明内容

为了解决上述技术问题之一,本公开提供了一种电动自锁臂。

根据本公开的一个方面,提供了一种电动自锁臂,其包括:

至少两个关节,至少两个关节依次连接,并使得两个相邻的关节之间能够产生相对运动;

其中,在所述关节内部设置有电驱动结构,当所述电驱动结构处于断电状态时,所述电驱动结构处于预设位置,以此限制两个相邻的关节之间的相对运动;当所述电驱动结构处于通电状态时,所述电驱动结构的长度缩短,以此允许两个相邻的关节之间产生相对运动。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述关节包括:

筒体,所述电驱动结构设置于所述筒体内;

第一活动部,所述第一活动部可活动的设置于所述筒体的一端;以及

第一盖体,所述第一盖体的中部形成有通孔,所述第一活动部的一端穿过所述通孔,位于所述筒体的外部;

其中,所述第一盖体用于限制所述第一活动部沿所述筒体方向的运动;当所述电驱动结构处于断电状态时,将所述第一活动部限制在所述第一盖体和电驱动结构之间。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述第一活动部伸出于所述第一盖体的一端固定于与当前的关节相邻的关节的筒体,以使得相邻的关节之间相互连接。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述关节还包括:

第二活动部,所述第二活动部设置于所述筒体的另一端,以及

第二盖体,所述第二盖体的中部形成有通孔,所述第二活动部的一端穿过所述通孔,位于所述筒体的外部;

其中,所述第二盖体用于限制所述第二活动部沿所述筒体方向的运动;当所述电驱动结构处于断电状态,并且长度增加时,将所述第二活动部限制在所述第二盖体和电驱动结构之间。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,当前关节的第一活动部与连接于所述当前关节的下一级关节的第二活动部连接,以便所述当前关节与下一级关节之间相互连接。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,当前关节的第一活动部与连接于所述当前关节的下一级关节的第二活动部形成为一体,以便所述当前关节与下一级关节之间相互连接。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述第一活动部和/或第二活动部位于所述筒体内的部分形成为球形。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述关节还包括:

刹车部,所述刹车部由所述电驱动结构所驱动,以向所述第一活动部和/或第二活动部提供摩擦力,并通过该摩擦力限制所述第一活动部和/或第二活动部相对于筒体的运动。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述刹车部呈中空的圆柱状,其中,所述刹车部的内径小于所述第一活动部和/或第二活动部的直径,以通过所述刹车部的内壁与所述第一活动部和/或第二活动部的外表面的接触,向所述第一活动部和/或第二活动部提供制动力。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述关节还包括:

推板,所述推板由所述电驱动结构所驱动,其中,所述推板和所述刹车部之间设置有弹簧,以当所述电驱动结构推动所述推板时,所述推板通过弹簧向所述刹车部提供驱动力。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述关节还包括:

压力传感器,所述压力传感器设置于所述电驱动结构和推板之间,用于检测所述电驱动结构向所述推板施加的压力。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述关节还包括:

滑环,所述滑环设置于所述刹车部或推板,以通过所述滑环向所述电驱动结构提供电能。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,还包括:

夹爪,所述夹爪设置于位于两端的关节中的一个,以通过所述夹爪夹持待夹持的物体。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述夹爪为电动夹爪,以当向所述夹爪提供电能时,所述夹爪夹持待夹持的物体;当所述夹爪处于断电状态时,松脱夹持的物体。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述夹爪固定于所述关节的第一活动部或者第二活动部。

根据本公开的至少一个实施方式的电动自锁臂,所述第一盖体的通孔的内径小于所述第一活动部的外径;和/或,第二盖体的通孔的内径小于所述第二活动部的外径。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式,并与其说明一起用于解释本公开的原理,其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解,并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的一个实施方式的电动自锁臂的结构示意图。

图2是图1的A部放大结构示意图。

图3是根据本公开的一个实施方式的关节的剖视图。

图中附图标记具体为:

100电动自锁臂

110关节

111筒体

112第一活动部

113第一盖体

114第二活动部

115第二盖体

116刹车部

117推板

118压力传感器

119滑环

120电驱动结构

130夹爪。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容,而非对本公开的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明,否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此,除非另有说明,否则在不脱离本公开的技术构思的情况下,各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此,除非说明,否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外,在附图中,为了清楚和/或描述性的目的,可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时,可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如,可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外,同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时,该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件,或者可以存在中间部件。然而,当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时,不存在中间部件。为此,术语“连接”可以指物理连接、电气连接等,并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的,本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如,如在“侧壁”中)”等的空间相对术语,从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外,空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如,如果附图中的设备被翻转,则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此,示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外,设备可被另外定位(例如,旋转90度或者在其它方位处),如此,相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的,而不意图是限制性的。如这里所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时,说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组,但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是,如这里使用的,术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语,如此,它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

图1是根据本公开的一个实施方式的电动自锁臂的结构示意图。图2是图1的A部放大结构示意图。

如图1和图2所示,本公开的电动自锁臂100,包括:

至少两个关节110,至少两个关节110依次连接,并使得两个相邻的关节110之间能够产生相对运动;

其中,在所述关节110内部设置有电驱动结构120,当所述电驱动结构120处于断电状态时,所述电驱动结构120处于预设位置,以此限制两个相邻的关节110之间的相对运动;当所述电驱动结构120处于通电状态时,所述电驱动结构120的长度缩短,以此允许两个相邻的关节110之间产生相对运动。

本公开的电动自锁臂100在使用时,按下开关向电驱动结构120供电时,电驱动结构120收缩,从而允许电动自锁臂100自由活动;当松开按钮后,电驱动结构120被断电,电驱动结构120回复至预设状态,即相对于通电状态时,所述电驱动结构120伸长,使得电动自锁臂处于锁定状态,各关节之间不允许相对运动,或者需要大于预设值的力施加至关节,才能够使得关节运动。

由此,当电动自锁臂100包括多个关节110,例如大于4个时,其自由度好,能够使得末端关节和夹爪130保持在任意的位姿。其中,如图1所示的电动自锁臂100,其包括三个关节110。

而且,本公开的电动自锁臂在使用时,仅向电动自锁臂提供电能即可,方便安装和使用。

图3是根据本公开的一个实施方式的关节的剖视图。

在本公开的一个可选实施例中,如图3所示,所述关节110包括:

筒体111,所述电驱动结构120设置于所述筒体111内;

第一活动部112,所述第一活动部112可活动的设置于所述筒体111的一端;以及

第一盖体113,所述第一盖体113的中部形成有通孔,所述第一活动部112的一端穿过所述通孔,位于所述筒体111的外部;

其中,所述第一盖体113用于限制所述第一活动部112沿所述筒体111方向的运动;当所述电驱动结构120处于断电状态,并且处于预设位置时,将所述第一活动部112限制在所述第一盖体113和电驱动结构120之间。

作为本公开的一个实现形式,如图3所示,所述第一活动部112伸出于所述第一盖体113的一端固定于与当前的关节110相邻的关节110的筒体111,以使得相邻的关节110之间相互连接。

作为本公开的另一个实现形式,如图3所示,所述关节110还包括:

第二活动部114,所述第二活动部114设置于所述筒体111的另一端,以及

第二盖体115,所述第二盖体115的中部形成有通孔,所述第二活动部114的一端穿过所述通孔,位于所述筒体111的外部;

其中,所述第二盖体115用于限制所述第二活动部114沿所述筒体111方向的运动;当所述电驱动结构120处于断电状态,并且长度增加时,将所述第二活动部114限制在所述第二盖体115和电驱动结构120之间。

当前关节110的第一活动部112与连接于所述当前关节110的下一级关节110的第二活动部114连接,以便所述当前关节110与下一级关节110之间相互连接。

更优选地,当前关节110的第一活动部112与连接于所述当前关节110的下一级关节110的第二活动部114形成为一体,以便所述当前关节110与下一级关节110之间相互连接。

在本公开的一个可选实施例中,如图3所示,所述第一活动部112和/或第二活动部114位于所述筒体111内的部分形成为球形。

本公开中,如图3所示,所述关节110还包括:

刹车部116,所述刹车部116由所述电驱动结构120所驱动,以向所述第一活动部112和/或第二活动部114提供摩擦力,并通过该摩擦力限制所述第一活动部112和/或第二活动部114相对于筒体111的运动。

例如,当所述关节110包括一个活动部,即包括第一活动部时,所述刹车部116的数量为一个,并且该刹车部116与所述第一活动部配合。

当所述关节110包括两个活动部,即包括第一活动部112和第二活动部114时,相应地,所述刹车部116的数量也为两个,即包括第一刹车部和第二刹车部,其中,所述第一刹车部与所述第一活动部配合,所述第二刹车部和第二活动部配合,以通过所述第一刹车部向第一活动部提供摩擦力,通过该摩擦力限制所述第一活动部112相对于筒体111的运动;并且通过所述第二刹车部向所述第二活动部提供摩擦力,通过该摩擦力限制所述第二活动部114相对于筒体111的运动。

本公开中,所述刹车部116呈中空的圆柱状,其中,所述刹车部116的内径小于所述第一活动部112和/或第二活动部114的直径,以通过所述刹车部116的内壁与所述第一活动部112和/或第二活动部114的外表面的接触,向所述第一活动部112和/或第二活动部114提供制动力。

在本公开的一个可选实施例中,如图3所示,所述关节110还包括:

推板117,所述推板117由所述电驱动结构120所驱动,其中,所述推板117和所述刹车部116之间设置有弹簧,以当所述电驱动结构120推动所述推板117时,所述推板117通过弹簧向所述刹车部116提供驱动力。

本公开中,所述推板117的数量与刹车部116的数量一致,例如,当所述刹车部116的数量为1个时,所述推板117的数量也为1个;当所述刹车部116的数量为两个时,所述推板117的数量也为两个。

本公开中,如图3所示,所述关节110还包括:

压力传感器118,所述压力传感器118设置于所述电驱动结构120和推板117之间,用于检测所述电驱动结构120向所述推板117施加的压力。

本公开中,如图3所示,所述关节110还包括:

滑环119,所述滑环119设置于所述刹车部116或推板117,以通过所述滑环119向所述电驱动结构120提供电能。

在本公开的一个可选实施例中,如图1所示,所述的电动自锁臂100还包括:

夹爪130,所述夹爪130设置于位于两端的关节110中的一个,以通过所述夹爪130夹持待夹持的物体。

优选地,所述夹爪130为电动夹爪130,以当向所述夹爪130提供电能时,所述夹爪130夹持待夹持的物体;当所述夹爪130处于断电状态时,松脱夹持的物体。

本公开中,所述夹爪130固定于所述关节110的第一活动部112或者第二活动部114。

根据本公开至少一个实施方式,所述第一盖体113的通孔的内径小于所述第一活动部112的外径;和/或,第二盖体115的通孔的内径小于所述第二活动部114的外径。

本公开中,所述电驱动结构120可以为电动推杆或者电缸,当所述电驱动结构120处于断电状态时,通过调整所述电驱动结构的预设位置,控制所述电驱动结构120向所述刹车部施加的压力大小,从而控制驱动两个相连接的关节发生相对运动的驱动力的阈值;并且当所述电驱动结构120处于通电状态时,通过调整所述电驱动结构的运动量,控制所述电驱动结构120向所述刹车部施加的压力大小,从而控制驱动两个相连接的关节发生相对运动的驱动力的阈值;防止关节110之间散落。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解,上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开,而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言,在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型,并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

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