骨科手术机器人底座

摘要

本发明公开了一种骨科手术机器人底座，其包括底盘，底盘下方设有四个脚轮；脚轮上设有脚轮止动机构；底盘上设有电动推杆和轴接于底盘的转动轴，转动轴沿底盘的左右方向分布；电动推杆沿底盘的前后方向分布；转动轴上固接有曲柄块，电动推杆的伸缩端轴接于曲柄块；转动轴的端部固接有传动块，传动块轴接有传动杆，传动杆沿底盘的前后方向分布；传动杆的另一端与脚轮止动机构轴接；转动轴下方设有嵌设于底盘并可沿底盘上下移动的第五轮；底盘上固设有第五轮支撑架，第五轮轴接于第五轮支撑架；转动轴上固接有第五轮压板，第五轮压板抵接于第五轮支撑架。本发明具有移动方便的优点。

权利要求

1.一种骨科手术机器人底座，其包括底盘，底盘下方设有四个脚轮；底盘上设有电动推杆和轴接于底盘的转动轴，转动轴沿底盘的左右方向分布；电动推杆沿底盘的前后方向分布；其特征在于，脚轮上设有可使脚轮脱离地面的脚轮止动机构；转动轴上固接有曲柄块，电动推杆的伸缩端轴接于曲柄块；转动轴的端部固接有传动块，传动块轴接有传动杆，传动杆沿底盘的前后方向分布；传动杆的另一端与脚轮止动机构轴接；转动轴下方设有嵌设于底盘并可沿底盘上下移动的第五轮；第五轮抵接地面时可与两个脚轮配合实现所述骨科手术机器人底座的原地转动；底盘上固设有第五轮支撑架，第五轮轴接于第五轮支撑架；转动轴上固接有第五轮压板，第五轮压板抵接于第五轮支撑架。

2.如权利要求1所述的骨科手术机器人底座，其特征在于，第五轮支撑架包括第五轮上支架和第五轮下支架，第五轮轴接于第五轮上支架；第五轮下支架固设于底盘，第五轮上支架的一端轴接于第五轮下支架，第五轮上支架的另一端为自由端，第五轮上支架的自由端与第五轮下支架之间设有第一复位弹簧；第五轮压板抵接于第五轮上支架的自由端。

3.如权利要求1所述的骨科手术机器人底座，其特征在于，脚轮止动机构包括止动顶杆、顶杆套筒、转动板以及弯折压板，顶杆套筒固接于底盘；脚轮设于顶杆套筒的外部；止动顶杆穿设于顶杆套筒；转动板的第一端与顶杆套筒轴接，转动板的第二端与弯折压板连接，转动板的第三端与传动杆轴接；弯折压板设于顶杆套筒的上方，止动顶杆的顶部固接于弯折压板；顶杆套筒和弯折压板之间设有第二复位弹簧，止动顶杆穿设于第二复位弹簧。

4.如权利要求3所述的骨科手术机器人底座，其特征在于，止动顶杆和顶杆套筒之间设有直线轴承；脚轮和顶杆套筒之间设有滚珠轴承。

5.如权利要求1所述的骨科手术机器人底座，其特征在于，传动杆与底盘之间设有第三复位弹簧。

6.如权利要求1所述的骨科手术机器人底座，其特征在于，传动块为两个，两传动块分别设于转动轴的两端；每个传动块上均设有两个传动杆，两传动杆分别位于传动块的两侧，每个传动杆均与一个脚轮止动结构轴接。

7.如权利要求1所述的骨科手术机器人底座，其特征在于，电动推杆的后端设有可使电动推杆快速后退的紧急释放装置。

8.如权利要求7所述的骨科手术机器人底座，其特征在于，紧急释放装置包括圆筒、扭簧和连接杆；圆筒壁上开设有L型通槽，L型通槽包括轴向槽和环向槽，环向槽靠近圆筒的后端；圆筒的前端设有前端轴，圆筒的后端设有后端轴，前端轴和后端轴均轴接于底盘；扭簧套设于前端轴，扭簧的两端分别固接于底盘和圆筒；后端轴上固设有扳手柄；连接杆的中部轴接于底盘；连接杆的上端插设于L型通槽，连接杆的下端轴接于电动推杆的后端。

9.如权利要求8所述的骨科手术机器人底座，其特征在于，圆筒内腔的前端设有橡胶垫片。

10.如权利要求1所述的骨科手术机器人底座，其特征在于，第五轮的轮毂内设有用于驱动第五轮的电机；脚轮为万向轮。

说明书

骨科手术机器人底座

技术领域

[0001] 本发明涉及医用设备技术领域，特别涉及一种骨科手术机器人底座。

背景技术

[0002] 骨科手术机器人可以用于人机交互的方式进行骨科手术。骨科手术机器人重量较重，自重约300kg。使用时，需要将骨科手术机器人移动到指定的手术室；手术中，需要该骨科手术机器人处于制动的状态，以便能稳定地进行手术。

[0003] 常规的骨科手术机器人，主要依靠自重下压式刹车方式，进行制动。该种方式，对脚轮负荷太大，容易造成损坏，一旦失去平衡，会对手术对患者和医生造成较大的风险。此外，手术室内的空间是非常有限的，机器人周围地面上管线很多，现有的骨科手术机器人大都不能在原地旋转，导致移动不方便。一台骨科手术机器人一天通常施行4-6台手术，需要频繁变更机位，现有的骨科手术机器人大都依靠人力来移动设备，增加了医护人员的劳动强度。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种骨科手术机器人底座。

[0005] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

[0006] 一种骨科手术机器人底座，其包括底盘，底盘下方设有四个脚轮；脚轮上设有可使脚轮脱离地面的脚轮止动机构；底盘上设有电动推杆以及轴接于底盘的转动轴，转动轴沿底盘的左右方向分布；电动推杆沿底盘的前后方向分布；转动轴上固接有曲柄块，电动推杆的伸缩端轴接于曲柄块；转动轴的端部固接有传动块，传动块轴接有传动杆，传动杆沿底盘的前后方向分布；传动杆的另一端与脚轮止动机构轴接；转动轴下方设有嵌设于底盘并可沿底盘上下移动的第五轮；第五轮抵接地面时可与两个脚轮配合实现所述骨科手术机器人底座的原地转动；底盘上固设有第五轮支撑架，第五轮轴接于第五轮支撑架上；转动轴上固接有第五轮压板，第五轮压板抵接于第五轮支撑架。

[0007] 第五轮支撑架包括第五轮上支架和第五轮下支架，第五轮轴接于第五轮上支架；第五轮下支架固设于底盘，第五轮上支架的一端轴接于第五轮下支架，第五轮上支架的另一端为自由端，第五轮上支架的自由端与第五轮下支架之间设有第一复位弹簧；第五轮压板抵接于第五轮上支架的自由端。

[0008] 脚轮止动机构包括止动顶杆、顶杆套筒、转动板以及弯折压板，顶杆套筒固接于底盘；脚轮设于顶杆套筒的外部；止动顶杆穿设于顶杆套筒；转动板的第一端与顶杆套筒轴接，转动板的第二端与弯折压板连接，转动板的第三端与传动杆轴接；弯折压板设于顶杆套筒的上方，止动顶杆的顶部固接于弯折压板；顶杆套筒和弯折压板之间设有第二复位弹簧，止动顶杆穿设于第二复位弹簧。

[0009] 止动顶杆和顶杆套筒之间设有直线轴承；脚轮和顶杆套筒之间设有滚珠轴承。

[0010] 传动杆与底盘之间设有第三复位弹簧。

[0011] 传动块为两个，两传动块分别设于转动轴的两端；每个传动块上均设有两个传动杆，两传动杆分别位于传动块的两侧，每个传动杆均与一个脚轮止动结构轴接。

[0012] 电动推杆的后端设有可使电动推杆快速后退的紧急释放装置。

[0013] 紧急释放装置包括圆筒、扭簧和连接杆；圆筒壁上开设有L型通槽，L型通槽包括轴向槽和环向槽，环向槽靠近圆筒的后端；圆筒的前端设有前端轴，圆筒的后端设有后端轴，前端轴和后端轴均轴接于底盘；扭簧套设于前端轴，扭簧的两端分别固接于底盘和圆筒；后端轴上固设有扳手柄；连接杆的中部轴接于底盘；连接杆的上端插设于L型通槽，连接杆的下端轴接于电动推杆的后端。

[0014] 圆筒内腔的前端设有橡胶垫片。

[0015] 第五轮的轮毂内设有用于驱动第五轮的电机；脚轮为万向轮。

[0016] 本发明的有益效果在于：骨科手术机器人工作的场所主要为空间非常有限的手术室，地面上管线很多，本发明通过设置第五轮，可以实现骨科手术机器人的原地旋转移动，具有移动方便的优点。骨科手术机器人每天手术多，需要频繁变更机位，本发明通过转向和移动的助力，可以轻松移动骨科手术机器人，大大降低了医护人员移动骨科手术机器人的劳动强度。本发明通过设置脚轮止动机构，可以实现脚轮的快速止动，且止动后可以将骨科手术机器人的重力施加于脚轮止动机构的止动顶杆上，从而避免给脚轮造成损害。

附图说明

[0017] 图1为本发明较佳实施例的结构示意图。

[0018] 图2为本发明较佳实施例的第五轮支撑架的结构示意图。

[0019] 图3为本发明较佳实施例的位于底座后方的脚轮止动机构的结构示意图。

[0020] 图4为图3中A向视图。

[0021] 图5为本发明较佳实施例的位于底座前方的脚轮止动机构的结构示意图。

[0022] 图6为本发明较佳实施例的紧急释放装置的结构示意图。

[0023] 图7为本发明较佳实施例的紧急释放装置的内部结构示意图。

[0024] 图8为本发明较佳实施例的紧急释放装置的圆筒的结构示意图。

具体实施方式

[0025] 下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

[0026] 如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，一种骨科手术机器人底座，其包括底盘10，底盘10下方设有四个脚轮11；脚轮11上设有可使脚轮脱离地面的脚轮止动机构20。脚轮为万向轮。

[0027] 底盘10上设有电动推杆12以及轴接于底盘的转动轴13，转动轴13沿底盘的左右方向分布；电动推杆12沿底盘的前后方向分布。

[0028] 转动轴13上固接有曲柄块14，电动推杆12的伸缩端轴接于曲柄块14。

[0029] 转动轴13的端部固接有传动块15，传动块15轴接有传动杆16，传动杆16沿底盘的前后方向分布；传动杆16的另一端与脚轮止动机构20轴接。

[0030] 转动轴13下方设有嵌设于底盘并可沿底盘上下移动的第五轮17。第五轮抵接地面时可与两个脚轮配合实现所述骨科手术机器人底座的原地转动。第五轮的轮毂内设有用于驱动第五轮的电机。

[0031] 底盘10上固设有第五轮支撑架30，第五轮17轴接于第五轮支撑架30上。

[0032] 转动轴13上固接有第五轮压板18，第五轮压板18抵接于第五轮支撑架30。

[0033] 如图2所示，第五轮支撑架30包括第五轮上支架31和第五轮下支架32，第五轮17轴接于第五轮上支架31；第五轮下支架32固设于底盘10。

[0034] 第五轮上支架31的一端轴接于第五轮下支架32，第五轮上支架31的另一端为自由端。

[0035] 第五轮上支架31的自由端与第五轮下支架32之间设有第一复位弹簧33；第五轮压板18抵接于第五轮上支架31的自由端。

[0036] 如图3和图4所示，脚轮止动机构20包括止动顶杆21、顶杆套筒22、转动板23以及弯折压板24。顶杆套筒22固接于底盘10；脚轮11设于顶杆套筒22的外部；止动顶杆21穿设于顶杆套筒22。

[0037] 转动板23的第一端231与顶杆套筒22轴接，转动板23的第二端232与弯折压板24连接，转动板23的第三端233与传动杆16轴接。

[0038] 弯折压板24设于顶杆套筒22的上方，止动顶杆21的顶部固接于弯折压板24。

[0039] 顶杆套筒22和弯折压板24之间设有第二复位弹簧25，止动顶杆21穿设于第二复位弹簧25。

[0040] 止动顶杆21和顶杆套筒22之间设有直线轴承；脚轮11和顶杆套筒22之间设有滚珠轴承。

[0041] 传动杆16与底盘10之间设有第三复位弹簧19。

[0042] 传动块15为两个，两传动块15分别设于转动轴13的两端；每个传动块15上均设有两个传动杆16，两传动杆16分别位于传动块15的两侧，每个传动杆16均与一个脚轮止动结构20轴接。

[0043] 电动推杆12的后端设有可使电动推杆快速后退的紧急释放装置40。

[0044] 如图6、图7和图8所示，紧急释放装置40包括圆筒41、扭簧42和连接杆43；圆筒41壁上开设有L型通槽44，L型通槽44包括轴向槽和环向槽，环向槽靠近圆筒的后端；圆筒41的前端设有前端轴45，圆筒41的后端设有后端轴46，前端轴45和后端轴46均轴接于底盘10；扭簧42套设于前端轴45，扭簧42的两端分别固接于底盘10和圆筒41；后端轴46上固设有扳手柄
47；连接杆43的中部轴接于底盘10；连接杆43的上端插设于L型通槽，连接杆43的下端轴接于电动推杆12的后端。

[0045] 圆筒41内腔的前端设有橡胶垫片48。

[0046] 本发明的运行时有多种状态，现就不同状态时的运行原理做下阐述。

[0047] 运行状态一：脚轮脱离地面，止动顶杆支撑手术机器人。

[0048] 其运行原理为：本段描述中，脚轮为图1中标注为部件11的脚轮。紧急释放装置不动，电动推杆的底部不动。在电动推杆的外部控制部件控制下，电动推杆的伸缩端往前伸，推动曲柄块。曲柄块带动转动轴逆时针转动（图1的视角下）。转动轴带动第五轮压板向上抬起，第五轮支撑架中的第一复位弹簧将第五轮上支架向上顶起，进而将第五轮抬起并使其脱离地面。与转动轴固接的传动块逆时针转（图1的视角下），传动块推动传动杆，传动杆朝左下方移动（图1视角下），传动杆推动转动板，使转动板23绕着转动板的第一端231逆时针转动（图1及图3的视角下），转动板的第二端232使弯折压板24下压，弯折压板将止动顶杆下压。脚轮逐渐脱离地面，止动顶杆支撑手术机器人。

[0049] 上述描述中，脚轮11为图1中的位于底座后方的脚轮，即图3中的脚轮。图1中位于底座前方的脚轮与图脚轮11的结构相同，位于底座前方的脚轮上方的脚轮止动机构与脚轮11上方的脚轮止动机构的结构也相同。两者不同的是，对脚轮止动机构而言，脚轮止动机构受到传动杆施加的力是相反的。

[0050] 位于底座前方的脚轮及脚轮止动机构如图5所示，为了与图3中的脚轮11和连动杆16相区别，图5中将脚轮标注为部件110，将传动块与脚轮止动机构之间的连动杆标注为部件160。其运行状态为：在与脚轮11上方的脚轮止动机构连接的传动杆16朝左下方移动时，与位于底座前方的脚轮160上方的脚轮止动机构连接的传动杆160朝左下方移动，使转动板
23绕着转动板的第一端231逆时针转动（图1及图5的视角下），转动板的第二端232使弯折压板24下压，弯折压板将止动顶杆下压。脚轮110逐渐脱离地面，止动顶杆抵接地面。

[0051] 在本运动状态下，图3中脚轮止动机构的转动板受到的是推力，图5中脚轮止动机构的转动板受到的是拉力。

[0052] 运行状态二：止动顶杆脱离地面，脚轮支撑手术机器人。

[0053] 其运行原理为：本段描述中，脚轮为图1中标注为部件11的脚轮。紧急释放装置不动，电动推杆的底部不动。在电动推杆的外部控制部件控制下，电动推杆的伸缩端往后缩，拉动曲柄块。曲柄块带动转动轴顺时针转动（图1的视角下）。转动轴带动第五轮压板向下压，第五轮上支架顺时针旋转（图1的视角下），第五轮向下移动，逐渐抵接地面。与转动轴固接的传动块顺时针转（图1的视角下），带动传动杆往前拉，传动杆带动转动板顺时针转（图1及图3的视角下），弯折压板上抬，在第二复位弹簧作用下，止动顶杆向上运动，直到脱离地面。

[0054] 上述描述中，脚轮11为图1中的位于底座后方的脚轮。图1中位于底座前方的脚轮的运行，与运行状态一时的运行方向相反，在此就不再赘述。

[0055] 运行状态三：手术后，四个止动顶杆还抵接于地面并支撑手术机器人，或者处于断电状态时，此时需要快速将手术机器人拉走，启动紧急释放装置。

[0056] 其运行原理为：本段描述中，脚轮为图1中标注为部件11的脚轮。操作紧急释放装置前，连接杆的上端插设于L型通槽的环向槽内。启动紧急释放装置，旋转紧急释放装置的扳手柄，圆筒旋转，圆筒的环形槽脱离连接杆的上端，连接杆旋转，连接杆的上端向前移动并进入轴向槽，连接杆带动电动推杆，电动推杆整体向后移动。电动推杆向后移动，使得止动顶杆向上运动并脱离地面。其过程与运行状态二的描述相同，在此就不再赘述。止动顶杆脱离地面后，四个脚轮着地，可以迅速将手术机器人拉走。

[0057] 运行状态四：紧急释放装置需要复位时，电动推杆收缩；收缩的电动推杆带动连接杆旋转，连接杆的上端向后移动。以图6显示为例，电动推杆12收缩，即电动推杆12朝左边移动；电动推杆向左移动时带动连接杆以顺时针方向旋转，此时，连接杆的上端朝右移动。当连接杆的上端靠近环向槽时，在扭簧作用下，圆筒旋转，使得环向槽与连接杆的上端卡接。

[0058] 运行状态五：原地旋转。本发明中，第五轮的位置可以靠近两个位于前方的脚轮或靠近两个位于后方的脚轮。以靠近两个位于后方的脚轮为例，当第五轮抵接地面时，两个位于后方的脚轮离地。此时，由第五轮和两个位于前方的脚轮支撑底座，即三个轮子抵接地面。由于两个脚轮为万向轮，在第五轮内的轮毂电机的驱动下，底座可以做原地旋转运动。

[0059] 本发明中，第五轮的位置可以靠近底座左侧的两个脚轮，或者靠近底座右侧的两个脚轮。以靠近底座左侧的两个脚轮为例，当第五轮抵接地面时，位于底座左侧的两个脚轮离地。此时，由第五轮和位于底座右侧的两个脚轮支撑底座，即三个轮子抵接地面。由于两个脚轮为万向轮，在第五轮内的轮毂电机的驱动下，底座可以做原地旋转运动。

[0060] 骨科手术机器人工作的场所主要为空间非常有限的手术室，地面上管线很多，本发明通过设置第五轮，可以实现骨科手术机器人的原地旋转移动，具有移动方便的优点。

[0061] 本发明的骨科手术机器人底座，可以在仅控制一个部件后通过各个部件联动的方式实现原地旋转、脚轮脱离地面、脚轮止动机构的止动顶杆支撑手术机器人的功能。

[0062] 第五轮的驱动部件为其自带的轮毂电机，这样，既使得结构更紧凑，又便于控制。

[0063] 骨科手术机器人每天手术多，需要频繁变更机位，本发明通过转向和移动的助力，可以轻松移动骨科手术机器人，大大降低了医护人员移动骨科手术机器人的劳动强度。

[0064] 本发明通过设置脚轮止动机构，可以实现脚轮的快速止动，且止动后可以将骨科手术机器人的重力施加于脚轮止动机构的止动顶杆上，从而避免给脚轮造成损害。

[0065] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。