專(zhuān)利名稱(chēng)：五自由度醫(yī)療機(jī)器人的走線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種五自由度醫(yī)療機(jī)器人所需導(dǎo)線的布置、走向、捆綁的走線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人的關(guān)節(jié)數(shù)目不斷增加，用于驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的電器元件也相應(yīng)地變得繁多起來(lái)，如何設(shè)計(jì)電器元件的走線成為了一個(gè)新興的課題。一個(gè)優(yōu)秀的走線設(shè)計(jì)需要滿足機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，保證系統(tǒng)的安全可靠，而且要兼顧外形的美觀大方。一般說(shuō)來(lái)，機(jī)器人是由移動(dòng)關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)組成的，而移動(dòng)關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的走線各有特點(diǎn)。目前，機(jī)器人的移動(dòng)關(guān)節(jié)一般采用外露式走線設(shè)計(jì)，即機(jī)器人的移動(dòng)關(guān)節(jié)上拖著預(yù)留的導(dǎo)線，以保證關(guān)節(jié)能夠從一個(gè)運(yùn)動(dòng)極限運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)運(yùn)動(dòng)極限。這種設(shè)計(jì)既不安全，又不美觀，而且預(yù)留的導(dǎo)線增大了機(jī)器人占用的空間。另一方面，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的走線，現(xiàn)在多數(shù)機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)走線采用增大機(jī)械結(jié)構(gòu)的體積，從而將導(dǎo)線包含于機(jī)器人機(jī)械本體之內(nèi)的做法。這種方案使機(jī)器人變得“臃腫”，增加了不必要的重量。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述機(jī)器人走線結(jié)構(gòu)上的不足，本實(shí)用新型提出一種新型的走線結(jié)構(gòu)，在機(jī)器人移動(dòng)關(guān)節(jié)走線采用拖鏈結(jié)構(gòu)以保證關(guān)節(jié)的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并且將拖鏈安置于外罩之內(nèi)，節(jié)省了機(jī)器人占用的空間，保證關(guān)節(jié)的運(yùn)轉(zhuǎn)安全，并且使外形更加緊湊、美觀，有效避免了導(dǎo)線在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的糾結(jié)和扯掛；轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的走線則通過(guò)機(jī)械本體預(yù)留的走線孔，使絕大部分走線被包含在機(jī)械結(jié)構(gòu)之內(nèi)，在沒(méi)有增加機(jī)器人機(jī)械本體體積和重量的前提下，保證了關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活和安全，同時(shí)兼顧了裝配和檢修的易操作性。
本實(shí)用新型的一種五自由度醫(yī)療機(jī)器人所需導(dǎo)線的布置、走向、捆綁的走線結(jié)構(gòu)，包括機(jī)器人本體以及在本體上預(yù)留的走線孔，其還包括緊固件、拖鏈，緊固件安裝在同走線孔相對(duì)應(yīng)的位置處，基座外設(shè)有外罩，拖鏈安裝在外罩的內(nèi)壁上，導(dǎo)線穿過(guò)拖鏈固定在基座上。
所述的走線結(jié)構(gòu)，其固緊件中間為半圓拱橋形，拱橋的兩邊有凸耳，在凸耳上設(shè)有供固定的孔。
所述的走線結(jié)構(gòu)，其拖鏈為塑料的空心管。
所述的走線結(jié)構(gòu)，其固緊件可以是銅質(zhì)或者塑料加工制作而成。
本實(shí)用新型五自由度機(jī)器人的走線結(jié)構(gòu)，該方案走線安全，在保證機(jī)器人各關(guān)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活的前提下，最大限度的將導(dǎo)線密閉在機(jī)器人機(jī)械本體內(nèi)，有利于延長(zhǎng)導(dǎo)線的使用壽命，同時(shí)兼顧外形的緊湊、美觀，因此具有很高的實(shí)用價(jià)值。


圖1是五自由度醫(yī)療機(jī)器人走線布局示意圖。
圖2是本實(shí)用新型固緊件的結(jié)構(gòu)圖。
圖中1.固緊件 2.拖鏈 3.外罩 4.基座具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
請(qǐng)參見(jiàn)圖1所示，五自由度醫(yī)療機(jī)器人是用于腦外科手術(shù)的機(jī)器人，機(jī)器人有I至V五個(gè)關(guān)節(jié)組成，其中I為移動(dòng)關(guān)節(jié)，II、III、IV和V為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)均裝有電機(jī)和碼盤(pán)。本走線設(shè)計(jì)正是為機(jī)器人關(guān)節(jié)上的此類(lèi)電氣元件的導(dǎo)線而設(shè)計(jì)的。
本實(shí)用新型采取導(dǎo)線從末端向前匯合的做法，每一個(gè)關(guān)節(jié)的走線都與上一關(guān)節(jié)的導(dǎo)線匯合。具體地，從機(jī)器人末端開(kāi)始，各關(guān)節(jié)的走線方案如下五關(guān)節(jié)是轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，該關(guān)節(jié)導(dǎo)線經(jīng)匯總捆綁后用固緊件1固定安裝在該關(guān)節(jié)本體的內(nèi)壁，并從走線孔穿出，將穿出的導(dǎo)線再穿入下一關(guān)節(jié)的走線孔內(nèi)與四關(guān)節(jié)導(dǎo)線匯合。此關(guān)節(jié)由于導(dǎo)線穿過(guò)轉(zhuǎn)軸，這樣的設(shè)計(jì)不會(huì)妨礙四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的靈活，同時(shí)導(dǎo)線隱藏在臂體之內(nèi)，也避免了因?yàn)閷?dǎo)線外露造成的糾結(jié)和扯掛，保證了關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的安全。
四關(guān)節(jié)是轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，該關(guān)節(jié)導(dǎo)線同上一關(guān)節(jié)導(dǎo)線匯合后，經(jīng)捆綁，再用固緊件將導(dǎo)線固定安裝在此關(guān)節(jié)的內(nèi)壁上，再將導(dǎo)線穿出此關(guān)節(jié)上的走線孔，再同下一關(guān)節(jié)(三關(guān)節(jié))的導(dǎo)線匯合。三關(guān)節(jié)、二關(guān)節(jié)的走線結(jié)構(gòu)同四、五關(guān)節(jié)類(lèi)似，這樣的走線設(shè)計(jì)兼顧了關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的靈活與安全。
二關(guān)節(jié)的導(dǎo)線進(jìn)入拖鏈與基座相連。這里拖鏈?zhǔn)且环N塑料質(zhì)地的可以實(shí)現(xiàn)如鏈條般彎曲的走線槽，在當(dāng)今的機(jī)電系統(tǒng)布線中比較普遍。由于一關(guān)節(jié)是移動(dòng)關(guān)節(jié)，所以二關(guān)節(jié)處匯集的導(dǎo)線將會(huì)相對(duì)于基座有平移運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)用新型中，拖鏈一端與二關(guān)節(jié)導(dǎo)線相連，另一端固定在基座上，二關(guān)節(jié)導(dǎo)線貫穿于拖鏈中。當(dāng)一關(guān)節(jié)發(fā)生移動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，二關(guān)節(jié)導(dǎo)線被束縛于拖鏈中，而拖鏈又被約束在外罩內(nèi)，這使導(dǎo)線隨拖鏈的規(guī)則的彎曲運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，這樣既保證了機(jī)器人二關(guān)節(jié)導(dǎo)線與基座相對(duì)移動(dòng)的靈活性，也有助于延長(zhǎng)導(dǎo)線的壽命。同時(shí)拖鏈被包含于基座中，有效避免了因?qū)Ь€外露而造成的空間的過(guò)多占用，使系統(tǒng)外觀緊湊、美觀。
一關(guān)節(jié)中的電機(jī)、碼盤(pán)等電器元件固連于基座上，該關(guān)節(jié)導(dǎo)線直接固定于基座。
請(qǐng)參見(jiàn)圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的走線結(jié)構(gòu)，包括機(jī)器人本體以及在本體上預(yù)留的走線孔，其還包括用于將捆綁好的導(dǎo)線固定在本體內(nèi)壁上緊固件1，緊固件1的安裝位置同本體上預(yù)留的走線孔相對(duì)應(yīng)進(jìn)行固定導(dǎo)線；其還包括用于將基座4處的導(dǎo)線穿過(guò)一塑料空心管的拖鏈2；緊固件1安裝在同走線孔相對(duì)應(yīng)的位置處，基座4外設(shè)有外罩3，拖鏈2安裝在外罩3的內(nèi)壁上，導(dǎo)線穿過(guò)拖鏈2固定在基座4上。在本實(shí)用新型中采用將拖鏈2安置于外罩3之內(nèi)，節(jié)省了機(jī)器人占用的空間，保證關(guān)節(jié)的運(yùn)轉(zhuǎn)安全，并且使外形更加緊湊、美觀，有效避免了導(dǎo)線在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的糾結(jié)和扯掛；轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的走線則通過(guò)機(jī)械本體預(yù)留的走線孔同緊固件1的配合使用，使絕大部分走線被包含在機(jī)械結(jié)構(gòu)之內(nèi)，在沒(méi)有增加機(jī)器人機(jī)械本體體積和重量的前提下，保證了關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活和安全，同時(shí)兼顧了裝配和檢修的易操作性。
權(quán)利要求1.一種五自由度醫(yī)療機(jī)器人所需導(dǎo)線的布置、走向、捆綁的走線結(jié)構(gòu)，包括機(jī)器人本體以及在本體上預(yù)留的走線孔，其特征在于還包括緊固件(1)、拖鏈(2)，緊固件(1)安裝在同走線孔相對(duì)應(yīng)的位置處，基座(4)外設(shè)有外罩(3)，拖鏈(2)安裝在外罩(3)的內(nèi)壁上，導(dǎo)線穿過(guò)拖鏈(2)固定在基座(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的走線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的固緊件1中間為半圓拱橋形(101)，拱橋(101)的兩邊有凸耳(102、103)，在凸耳(102、103)上設(shè)有供固定的孔(104、105)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的走線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的拖鏈(2)為塑料的空心管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的走線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的固緊件(1)可以是銅質(zhì)或者塑料加工制作而成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種五自由度醫(yī)療機(jī)器人所需導(dǎo)線的布置、走向、捆綁的走線結(jié)構(gòu)，包括機(jī)器人本體以及在本體上預(yù)留的走線孔，其還包括緊固件(1)、拖鏈(2)，緊固件(1)安裝在同走線孔相對(duì)應(yīng)的位置處，基座(4)外設(shè)有外罩(3)，拖鏈(2)安裝在外罩(3)的內(nèi)壁上，導(dǎo)線穿過(guò)拖鏈(2)固定在基座(4)上。在本實(shí)用新型中，機(jī)器人移動(dòng)關(guān)節(jié)走線采用拖鏈結(jié)構(gòu)以保證關(guān)節(jié)的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)，保證關(guān)節(jié)的運(yùn)轉(zhuǎn)安全，并且使外形更加緊湊、美觀，有效避免了導(dǎo)線在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的糾結(jié)和扯掛；轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的走線則通過(guò)機(jī)械本體預(yù)留的走線孔，使絕大部分走線被包含在機(jī)械結(jié)構(gòu)之內(nèi)，在沒(méi)有增加機(jī)器人機(jī)械本體體積和重量的前提下，保證了關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活和安全，同時(shí)兼顧了裝配和檢修的易操作性。
文檔編號(hào)B25J13/00GK2673584SQ20042000346
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月12日
發(fā)明者張玉茹, 郭玲, 王玉慧, 錢(qián)洪選, 郭衛(wèi)東, 劉博 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)