[发明专利]一种机械臂

说明书

本发明涉及一种机械臂，包括：上臂和前臂；第一关节结构，所述上臂和前臂通过第一关节结构铰接在一起；第二关节结构，设置在所述上臂和/或前臂的端部；第一驱动机构，设置在所述上臂内；第二驱动机构，设置在所述前臂内；其中，所述第一关节结构包括第一力放装置和第一锁紧件，所述第二关节结构包括第二力放装置和第二锁紧件，所述第一驱动机构和第二驱动机构，通过所述第一力放装置和/或第二力放装置向所述第一锁紧件和/或第二锁紧件施加作用力。本发明的机械臂，在关节结构中设置了力放装置，放大了锁紧力，使得机械臂在微型条件下能够满足大负载应用要求。

技术领域

本发明属于医疗技术领域，涉及一种手术用的机械臂。

背景技术

近几年，随着国内外医疗机器人技术的不断发展，医疗机器人已发展成为机器人领域的一个重要分支，在生物医学工程领域也是一个重要的研究方向。在医疗领域，尤其是手术机器人领域，手术机器人通过精准地控制机械臂操作，能够完成一些复杂的手术动作。此外，医疗领域也存在对肢体、手术工具等的固定把持需求，且把持力需求较高，因此现有医疗器械依据不同的把持需求设计了不同的被动臂。无论是主动式机械臂还是被动机械臂，通常具有多个关节，从而能够实现多自由度调节。

机械臂的核心技术之一在于关节锁紧机构，目前关节锁紧机构主要采用液压的、气动的、电动的、机械的等几种驱动方式。纯机械锁紧的关节锁紧机构需要手动锁紧，需要调整机械臂状态时，还需要手动解锁，增加了医生的操作强度。但是，在微型条件下，其他方式的锁紧力不高，锁紧后机械臂的负载不高，不能满足较大负载的应用需求。

发明内容

为了提高机械臂的锁紧力，满足较大负载的应用需求，本发明提供了一种机械臂包括：

上臂和前臂；

第一关节结构，所述上臂和前臂通过第一关节结构铰接在一起；

第二关节结构，设置在所述上臂和/或前臂的端部；

第一驱动机构，设置在所述上臂内；

第二驱动机构，设置在所述前臂内；

其中，所述第一关节结构包括第一力放装置和第一锁紧件，所述第二关节结构包括第二力放装置和第二锁紧件，所述第一驱动机构和第二驱动机构，通过所述第一力放装置和/或第二力放装置向所述第一锁紧件和/或第二锁紧件施加作用力。

进一步地，所述第一关节结构包括：

第一关节头和第二关节头；

铰接轴，所述第一关节头和第二关节头通过铰接轴连接；

其中，所述第一锁紧件设置在所述第一关节头和第二关节头之间，用于锁紧所述第一关节头和第二关节头；

所述第一力放装置设置在所述第一锁紧件的一侧和/或两侧，用于向所述第一锁紧件施加放大的作用力。

进一步地，所述第二关节结构包括：

关节外壳；

第三关节头，设置在所述关节外壳内；

其中所述第二锁紧件与所述第三关节头接触设置，用于锁紧所述第三关节头；

所述第二力放装置设置在所述第二锁紧件的一端，用于向所述第二锁紧件施加放大的作用力。

进一步地，所述第三关节头的一端具有至少部分球形的结构，所述第二锁紧件的一端具有部分内凹的球形结构，与所述第三关节头接触的部分配合。

进一步地，所述第一力放装置和/或第二力放装置为杠杆式结构。

进一步地，所述第一力放装置包括第一转轴和第一力放杆，所述第一力放杆设置在第一转轴上，所述第一力放杆的受力端距离第一转轴的距离大于施力端距离第一转轴的距离。