[实用新型]一种球形关节锁紧装置及控制单元

说明书

本实用新型涉及智能机器人领域，具体涉及一种球形关节锁紧装置及控制单元。一种球形关节锁紧装置，所述球形关节包括相互配合的球形套和球头件，所述锁紧装置包括：载体，所述球形套固定设置在所述载体上；动力机构，包括驱动装置和两个连杆，两个所述连杆铰接设置在所述载体上，两个所述连杆在驱动装置的作用下同步靠近或远离所述球头件；锁紧件，所述锁紧件设置在所述连杆的自由端，两个锁紧件在所述连杆的带动下同步夹紧或远离所述球头件。解决了现有技术中存在的控制单元的锁紧装置结构复杂、稳定性差的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及智能机器人领域，具体涉及一种球形关节锁紧装置及控制单元。

背景技术

1987年，全球第一例腹腔镜胆囊切除术成功完成，揭开了微创技术发展的新篇章。随之涌现出了大量先进的手术器械，推动了微创技术的发展进程并慢慢走向成熟。和传统的手术相比，创伤小、疼痛轻、恢复快的微创手术治疗在临床广泛使用，微创手术技术已成为代表医学发展的新方向。

现有技术中，传统的微创内窥镜手术器械均为细长杆结构，通过病人组织壁(例如腹腔、胸腔等)上的小切口将手术器械(例如，持针器、分离钳、手术刀、剪刀等)送入体内，医生通过操作长杆近端的把手控制长杆远端的手术器械。由于传统手术器械仅有单自由度，加上杠杆作用，医生很难实现复杂、精准的操作。还有一种是以“Da Vinci”为代表的主从分离式微创手术系统，整体结构复杂、单台成本高、使用成本高；体积庞大，需要专用的大型手术室；操作复杂，医生需经过专业的培训才可掌握操作，到精通仍需很长的学习曲线。

如专利号为CN201480053589.X的申请公开了一种用于医学装置的控制单元，其中公开了：控制单元包括使用者接口，使用者接口包含手掌接口，内球形主体被固定到底座并含有操纵杆传感器，两个半球形零件彼此连接并含有内球形主体，因此形成球窝接头/万向接头，圆柱形物将棒与零件的顶表面连接。当装配时，两个半球形零件形成的整体可以绕零件旋转，从而使操纵杆传感器的棒旋转，球窝接头内具有制动机构，制动机构可以由使用者激活以将关节“冻结”于所要定向，电机驱动球形制动件向上运动，以接合零件以将摩擦力施加到其并防止其相对于零件旋转，电机使制动件移向半球形零件，当控制单元检测到足够制动力被施加在半球形零件上时，自动停用电机以便停止手掌接口的枢转调动。通过上述结构可实现对手掌接口的两个相对旋转的零件的相对位置的锁定，但其采用电机驱动制动件上升的方式以施加摩擦力到两个半球形零件构成的整体，制动件与两个半球型零件构成的整体的接触面积是变化的，半球型零件的制动受力不均匀；此外，还需设置控制器和传感结构来判断制动力的大小，部件多，结构复杂，且电控方式易出现不稳定情况。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的控制单元的锁紧装置结构复杂、稳定性差的技术问题，本实用新型提出一种球形关节锁紧装置及控制单元，解决了上述技术问题。本实用新型的技术方案如下：

一种球形关节锁紧装置，所述球形关节包括相互配合的球形套和球头件，所述锁紧装置包括：载体，所述球形套固定设置在所述载体上；动力机构，包括驱动装置和两个连杆，两个所述连杆铰接设置在所述载体上，两个所述连杆在驱动装置的作用下同步靠近或远离所述球头件；锁紧件，所述锁紧件设置在所述连杆的自由端，两个锁紧件在所述连杆的带动下同步夹紧或远离所述球头件。

通过设置锁紧装置与球形套均设置在载体上，锁紧装置摆动锁紧球形件，可实现球形套和球形件之间的锁止，使球形套和球形件之间保持在某一状态而不发生改变；此外，相较于现有技术中，球形套和球形件之间位于不同的偏转位置，锁紧装置和球形套之间的接触面积会发生变化，因此两者之间的作用力会发生变化，故需要设置传感结构和控制结构来保证锁紧力；本申请的锁紧装置采用的是锁紧球形件的方式进行锁紧，而不管球形套和球形件之间怎么偏转，锁紧装置与球形件之间的接触面的形状和面积大小保持恒定，故锁紧装置在相同状态下对球形件的锁紧力相同，因此可省去传感结构和控制结构，简化结构；更进一步地，在省去传感结构和控制结构的情况下，本申请的锁紧装置采用的是连杆机械驱动结构，相较于电控结构，稳定性好，使用寿命长。