一種直線推進機構、機械臂及血管介入手術機器人的制作方法
1.本實用新型涉及醫療器械技術領域，尤其涉及一種直線推進機構、機械臂及血管介入手術機器人。
背景技術：
2.血管介入手術需要在x射線環境下進行，長期暴露于x射線環境下會對醫務工作者的身體造成損害。目前，可通過血管介入機器人來輔助進行手術。血管介入手術機器人將機器人技術與微創手術相結合，手術醫生可在無輻射的安全環境中控制導絲、導管等介入器械快速準確地到達靶血管，完成血管介入手術。
3.然而，現有技術中血管介入手術機器人的機械臂大多由轉動關節和連接臂組成，只能進行旋轉運動和俯仰運動，自由度較低，存在不靈活的問題。
技術實現要素：
4.有鑒于此，本實用新型的目的是為了克服現有技術中的不足，本技術提供了一種直線推進機構，以解決現有技術中血管介入手術機器人的機械臂大多由轉動關節和連接臂組成，只能進行旋轉運動和俯仰運動，導致其自由度較低、不靈活的技術問題。
5.本實用新型提供如下技術方案：
6.一種直線推進機構，包括：
7.機殼，所述機殼上設置有滑軌；
8.滑動件，所述滑動件與所述滑軌滑動連接；
9.傳動裝置，所述傳動裝置活動地設置于所述機殼內，且與所述滑動件連接；
10.驅動裝置，所述驅動裝置與所述傳動裝置連接，用于驅動所述傳動裝置在所述機殼內活動，以帶動所述滑動件沿所述滑軌滑動。
11.在本技術的一些實施例中，所述驅動裝置包括驅動件、行星齒輪減速器和聯軸器，所述行星齒輪減速器分別與所述聯軸器和所述驅動件的輸出軸連接，所述聯軸器與所述傳動裝置連接。
12.在本技術的一些實施例中，所述驅動裝置還包括制動器，所述制動器與所述驅動件的輸出軸連接。
13.在本技術的一些實施例中，所述傳動裝置包括絲桿和絲扣，所述絲桿與所述聯軸器固定連接，所述絲扣套設于所述絲桿上，且與所述滑動件固定連接。
14.在本技術的一些實施例中，所述直線推進機構還包括檢測裝置，所述檢測裝置包括傳感器和觸發件，所述傳感器固設于所述機殼上，所述觸發件固設于所述滑動件上，所述傳感器開設有與所述觸發件相對應的感應槽。
15.在本技術的一些實施例中，所述傳感器至少設置有兩個，兩個所述傳感器沿所述滑動件的滑動方向相間隔設置。
16.在本技術的第二方面還提供了一種機械臂，包括連接臂、轉動關節、從端機構及上
固定座；7011-第一限位件；702-轉動座；7021-第二限位件；703-電磁制動器；704-諧波減速器；80-從端機構。
具體實施方式
34.下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
35.需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。相反，當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
36.在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
37.此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
38.除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本技術的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在模板的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本實用新型。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
39.如圖1和圖2所示，本技術的實施例提供了一種直線推進機構100，該直線推進機構100設置在機械臂600上，主要應用于血管介入手術機器人。該直線推進機構100包括機殼10、滑動件20、傳動裝置30和驅動裝置40。
40.其中，所述機殼10上設置有滑軌101。所述滑動件20與所述滑軌101滑動連接。所述傳動裝置30活動地設置于所述機殼10內，且與所述滑動件20連接。
41.所述驅動裝置40與所述傳動裝置30連接，用于驅動所述傳動裝置30在所述機殼10內活動，以帶動所述滑動件20沿所述滑軌101滑動。
42.本技術實施例提供的直線推進機構100，機殼10上設置有滑軌101，滑動件20與滑軌101滑動連接，并且與傳動裝置30固定連接，固定連接的方式可以為螺絲連接、焊接或一體成型制成。
43.具體的，傳動裝置30活動地設置于機殼10內與滑動件20固定連接，驅動裝置40與傳動裝置30連接，以驅動傳動裝置30在機殼10內活動，從而帶動滑動件20沿滑軌101滑動，進而實現機械臂600的直線推進功能。通過在轉動關節70和連接臂60的基礎上增加直線推
進機構100，使得機械臂600能夠進行旋轉運動、俯仰運動和直線推進運動，有效提高了自由度和靈活性。避免了現有技術中血管介入手術機器人的機械臂大多由轉動關節和連接臂組成，只能進行旋轉運動和俯仰運動，導致其自由度較低、不靈活的技術問題。
44.示例性的，滑動件20可以為與滑軌101相適配的滑塊，實現滑動連接。滑動件20還可以設置有與滑軌101相滾動接觸的滾輪，以減小摩擦力，利于滑動件20沿導軌滑動。傳動裝置30可以為滾珠絲杠機構、齒輪齒條機構或曲柄滑塊機構，以實現往復直線推進運動。驅動裝置40可以為旋轉電機，以驅動傳動裝置30轉動。
45.如圖1和圖2所示，在本技術的一個實施例中，可選的，所述驅動裝置40包括驅動件401、行星齒輪減速器402和聯軸器403，所述行星齒輪減速器402分別與所述聯軸器403和所述驅動件401的輸出軸連接，所述聯軸器403與所述傳動裝置30連接。
46.在本實施例中，驅動裝置40包括驅動件401、行星齒輪減速器402和聯軸器403。其中，行星齒輪減速器402分別與聯軸器403和驅動件401的輸出軸固定連接，且聯軸器403與傳動裝置30固定連接。這樣使得驅動件401驅動行星齒輪減速器402和聯軸器403同步轉動，從而帶動傳動裝置30的傳動軸同步轉動。
47.示例性的，傳動裝置30的傳動軸可以為絲桿301。驅動件401可以為旋轉驅動電機，以提供驅動力。行星齒輪減速器402起到減速的作用，聯軸器403起到連接聯接軸的作用。
48.如圖1和圖2所示，在本技術的上述實施例中，可選的，所述驅動裝置40還包括制動器404，所述制動器404與所述驅動件401的輸出軸連接。
49.在本實施例中，驅動裝置40還包括制動器404。其中，制動器404與驅動件401的輸出軸連接，以實現對驅動件401的輸出軸進行制動。
50.示例性的，制動器404可以為氣動止動鉗夾，采用氣壓抱軸，制動效果好，結構簡單可靠，安全性高。當然，制動器404還可以為電磁制動器703或其它類型的制動器404，在此就不一一舉例說明。
51.如圖1和圖2所示，在本技術的上述實施例中，可選的，所述傳動裝置30包括絲桿301和絲扣302，所述絲桿301與所述聯軸器403固定連接，所述絲扣302套設于所述絲桿301上，且與所述滑動件20固定連接。
52.在本實施例中，傳動裝置30包括絲桿301和絲扣302。其中，絲桿301的一端與聯軸器403固定連接，這樣使得絲桿301能夠跟隨聯軸器403同步轉動。行星齒輪減速器402分別與聯軸器403和驅動件401的輸出軸固定連接，從而實現通過驅動件401驅動絲桿301轉動。
53.具體的，絲扣302套設于絲桿301上，且與滑動件20固定連接。驅動件401驅動絲桿301轉動，以帶動絲桿301上的絲扣302沿絲桿301移動，從而帶動滑動件20跟隨絲扣302同步移動，實現帶動滑動件20沿滑軌101滑動，進而實現機械臂600的直線推進功能。
54.如圖1和圖2所示，在本技術的一個實施例中，可選的，所述直線推進機構100還包括檢測裝置50，所述檢測裝置50包括傳感器501和觸發件502，所述傳感器501固設于所述機殼10上，所述觸發件502固設于所述滑動件20上，所述傳感器501開設有與所述觸發件502相對應的感應槽5011。
55.在本實施例中，直線推進機構100還包括檢測裝置50。其中，檢測裝置50包括傳感器501和觸發件502。
56.具體的，傳感器501固設于機殼10上，觸發件502固設于滑動件20上，使得觸發件
502能夠跟隨滑動件20同步移動，固定連接的方式可以為螺絲連接、焊接或一體成型制成，實現穩固連接，提高連接的穩定性。
57.傳感器501開設有與觸發件502相對應的感應槽5011，以實現傳感器501對觸發件502的感應識別功能。這樣使得滑動件20在滑軌101上伸展或收縮到達極限位置時，傳感器501被觸發，傳感器501分別與驅動裝置40和制動器404電連接，以控制驅動裝置40停止轉動，并控制制動器404對驅動裝置40的輸出軸進行制動，從而實現對滑動件20的伸縮進行限位的功能，提高了直線推進機構100的運動控制精度和效率，有效提高了傳動的穩定性，避免發生安全事故。
58.示例性的，傳感器501可以為光電感應開關，光電感應開關開設的感應槽5011可以為光電感應槽5011，觸發件502可以為光電感應觸發片或光電感應觸發塊。
59.如圖1和圖2所示，在本技術的上述實施例中，在本技術的上述實施例中，可選的，所述傳感器501至少設置有兩個，兩個所述傳感器501沿所述滑動件20的滑動方向相間隔設置。
60.在本實施例中，傳感器501至少設置有兩個，且兩個傳感器501沿滑動件20的滑動方向相間隔設置。具體的，通過沿滑動件20的滑動方向相間隔設置至少兩個傳感器501，以實現對滑動件20的伸展和收縮進行限位的功能，從而控制滑動件20的行程范圍或控制其行程規范。
61.如圖3、圖4和圖5所示，本技術實施例還提供一種機械臂600，包括連接臂60、轉動關節70、從端機構80及以上實施例中的直線推進機構100。
62.其中，所述從端機構80與所述滑動件20固定連接，所述連接臂60與所述直線推進機構100通過所述轉動關節70轉動連接；
63.所述轉動關節70包括轉動連接的固定座701和轉動座702，所述固定座701靠近所述轉動座702的一側設置有第一限位件7011，所述轉動座702靠近所述固定座701的一側設置有第二限位件7021，所述第一限位件7011與所述第二限位件7021配合用于限制所述固定座701與所述轉動座702的相對轉動行程。
64.本技術實施例提供的機械臂600，通過設置從端機構80與滑動件20固定連接，使從端機構80跟隨滑動件20同步移動。這樣使得驅動件401驅動傳動裝置30在機殼10內活動而帶動滑動件20沿滑軌101滑動，從而帶動從端機構80同步移動，進而實現通過直線推進機構100帶動從端機構80進行直線運動。實施例中，從端機構80的具體結構不在本技術的保護范圍內，在此不再贅述。使用中，從端機構80可用于驅動導絲、導管等介入器械移動，以推送入患者體內。通過設置連接臂60與直線推進機構100通過轉動關節70轉動連接，即連接臂60與直線推進機構100可進行相對轉動，以實現直線推進機構100的俯仰擺動功能。
65.具體的，轉動關節70包括轉動連接的固定座701和轉動座702。固定座701靠近轉動座702的一側設置有第一限位件7011，轉動座702靠近固定座701的一側設置有第二限位件7021。其中，第一限位件7011可與第二限位件7021配合，以限制固定座701與轉動座702間的相對轉動行程。轉動關節70中通過機械結構進行限位，可提升機械臂600整體的穩定性，提高工作過程中的可靠性。
66.示例性的，從端機構80可通過一連接板與滑動件20固定連接，轉動座702可通過另一連接板與機殼10固定連接。連接臂60可通過連接法蘭與固定座701固定連接。固定連接的
方式可以為螺絲連接、焊接或一體成型制成，實現穩固連接，提高了連接的穩定性。
67.如圖3和圖5所示，在本技術的上述實施例中，可選的，在所述第一限位件7011和所述第二限位件7021中，其中一限位件為扇環形槽，另一限位件為限位塊，所述限位塊的一端滑動設置于所述扇環形槽中。
68.在本實施例中，在第一限位件7011和第二限位件7021中，其中一限位件可以為扇環形槽，另一限位件可以為限位塊，扇環形槽可與限位塊配合，限制轉動座702相對于固定座701的轉動角度(即轉動行程)。實施例中，扇環形槽所對應的圓心角可為45
°
。轉動座702相對于固定座701的轉動范圍為45
°
，即直線推進機構100可相對于連接臂60進行45
°
轉動。
69.在另一些實施例中，扇環形槽所對應的圓心角還可設置為25
°
、30
°
、60
°
等。
70.如圖3和圖4所示，在本技術的上述實施例中，可選的，所述轉動關節70還包括電磁制動器703和諧波減速器704；
71.其中，所述電磁制動器703相對于所述固定座701固定安裝，所述電磁制動器703與所述諧波減速器704的波發生器傳動連接，所述諧波減速器704的柔輪與所述轉動座702傳動連接。
72.在本實施例中，電磁制動器703可安裝于固定座701中并通過一連接軸與諧波減速器704的波發生器連接。諧波減速器704的鋼輪可通過螺栓固定連接于固定座701，諧波減速器704的柔輪可直接通過螺栓與轉動座702固定連接。諧波減速器704中的柔輪也可通過另一連接軸與轉動座702連接。
73.示例性的，固定座701可通過連接法蘭與連接臂60固定連接，轉動座702可通過連接板與直線推進機構100固定連接。
74.可以理解的，當電磁制動器703通電時，可解除對連接軸的限制，即連接軸可相對于固定座701轉動，相應的，諧波減速器704也可進行動作，連接軸和轉動座702可相對于固定座701進行轉動，進而，直線推進機構100可相對于連接臂60進行轉動。當電磁制動器703斷電后，可對連接軸進行限制，相應的，諧波減速器704、連接軸和轉動座702均相對于固定座701固定，進而使直線推進機構100與連接臂60保持相對固定。
75.實施例中，諧波減速器704中的柔輪作為輸出端，可為直線推進機構100提供較大的扭矩。
76.通過設置連接臂60、轉動關節70和直線推進機構100，可以使得從端機構80平穩地工作并及時地制動，避免從端機構80突然的滑動對病人造成傷害，并且操作簡易，可以使得從端機構80快速而精確到達需進行手術的人體切口處。
77.可以理解的是，在機械臂600的使用過程中，機械臂600中的各電性部件可連接至血管介入手術機器人中的控制器，可由控制器統一控制機械臂600中各電性部件的工作。
78.本技術實施例還提供一種血管介入手術機器人，包括以上實施例中的機械臂600。
79.該血管介入手術機器人具有上述任一實施例中的機械臂600，因此具有機械臂600的全部有益效果，在此就不一一贅述。
80.在這里示出和描述的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。
81.應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
82.以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
技術特征：
1.一種直線推進機構，其特征在于，包括：機殼，所述機殼上設置有滑軌；滑動件，所述滑動件與所述滑軌滑動連接；傳動裝置，所述傳動裝置活動地設置于所述機殼內，且與所述滑動件連接；驅動裝置，所述驅動裝置與所述傳動裝置連接，用于驅動所述傳動裝置在所述機殼內活動，以帶動所述滑動件沿所述滑軌滑動。2.根據權利要求1所述的直線推進機構，其特征在于，所述驅動裝置包括驅動件、行星齒輪減速器和聯軸器，所述行星齒輪減速器分別與所述聯軸器和所述驅動件的輸出軸連接，所述聯軸器與所述傳動裝置連接。3.根據權利要求2所述的直線推進機構，其特征在于，所述驅動裝置還包括制動器，所述制動器與所述驅動件的輸出軸連接。4.根據權利要求2所述的直線推進機構，其特征在于，所述傳動裝置包括絲桿和絲扣，所述絲桿與所述聯軸器固定連接，所述絲扣套設于所述絲桿上，且與所述滑動件固定連接。5.根據權利要求1所述的直線推進機構，其特征在于，所述直線推進機構還包括檢測裝置，所述檢測裝置包括傳感器和觸發件，所述傳感器固設于所述機殼上，所述觸發件固設于所述滑動件上，所述傳感器開設有與所述觸發件相對應的感應槽。6.根據權利要求5所述的直線推進機構，其特征在于，所述傳感器至少設置有兩個，兩個所述傳感器沿所述滑動件的滑動方向相間隔設置。7.一種機械臂，其特征在于，包括連接臂、轉動關節、從端機構及權利要求1至6中任一項所述的直線推進機構；所述從端機構與所述滑動件固定連接，所述連接臂與所述直線推進機構通過所述轉動關節轉動連接；所述轉動關節包括轉動連接的固定座和轉動座，所述固定座靠近所述轉動座的一側設置有第一限位件，所述轉動座靠近所述固定座的一側設置有第二限位件，所述第一限位件與所述第二限位件配合用于限制所述固定座與所述轉動座的相對轉動行程。8.根據權利要求7所述的機械臂，其特征在于，在所述第一限位件和所述第二限位件中，其中一限位件為扇環形槽，另一限位件為限位塊，所述限位塊的一端滑動設置于所述扇環形槽中。9.根據權利要求7所述的機械臂，其特征在于，所述轉動關節還包括電磁制動器和諧波減速器；其中，所述電磁制動器相對于所述固定座固定安裝，所述電磁制動器與所述諧波減速器的波發生器傳動連接，所述諧波減速器的柔輪與所述轉動座傳動連接。10.一種血管介入手術機器人，其特征在于，包括如權利要求7至9中任一項所述的機械臂。
技術總結
本實用新型提供一種直線推進機構、機械臂及血管介入手術機器人，涉及醫療器械技術領域。直線推進機構包括機殼、滑動件、傳動裝置和驅動裝置。機殼上設置有滑軌；滑動件與滑軌滑動連接；傳動裝置活動地設置于機殼內，且與滑動件連接；驅動裝置與傳動裝置連接，用于驅動傳動裝置在機殼內活動，以帶動滑動件沿滑軌滑動。本實用新型提供的直線推進機構，有效提高了機械臂的自由度和靈活性。了機械臂的自由度和靈活性。了機械臂的自由度和靈活性。
