具有用于改變拉伸力的調節部件的傳動裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種傳動設備，包括：驅動部件；從動部件；和與所述驅動部件和所述從動部件耦合的至少局部撓性的傳動裝置。所述撓性的傳動裝置構造為在所述驅動部件運動時使所述從動部件隨之運動。所述撓性的傳動裝置包括第一拉伸部件，所述第一拉伸部件具有耦合所述驅動部件的第一部分、耦合所述從動部件的第二部分、和所述第一部分與所述第二部分之間的中間部分。所述傳動設備還包括接合所述第一拉伸部件的所述中間部分的調節部件。所述調節部件構造為被調節以改變施加在所述第一拉伸部件上的拉伸力。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及傳動裝置，具體涉及用于機器人臂的拉伸部件驅動系統。
技術介紹
通常在需要高精確度和/或高精密度的應用(例如外科手術或其他復雜任務)中使用機器人系統。這些系統可以包括各種機器人，例如自動機器人、遙控機器人、半主動機器人、被動機器人以及互動式機器人。例如，在關節置換外科中，外科醫生可以以被動方式使用互動的、觸覺引導的機器人臂進行雕骨以接收關節植入管(例如膝蓋植入管)。為了進行雕骨，外科醫生手動地握住并操縱機器人臂，以便使連接在機器人臂上的切削工具(例如磨石)移動。只要外科醫生在預定的有效切削邊界內操作切削工具，機器人臂就可以低摩擦、低慣性地自由移動，使得外科醫生在失重狀態下感知機器人臂并且可以根據需要移動機器人臂。然而，如果外科醫生試圖在有效切削邊界之外進行切削，機器人臂提供觸覺 (或力)反饋，從而防止或限制外科醫生將切削工具移動出有效切削邊界。按照這種方式， 機器人臂能夠實現高精度、可重復的骨切削。機器人臂以上述方式作用的能力取決于機器人臂的驅動系統(也稱為驅動聯動裝置或驅動傳動裝置)。理想的是，驅動系統特征是低摩擦、低慣性、高硬度、大帶寬、接近零的反沖、力精確性和/或向后驅動性。撓性傳動裝置(例如拉伸部件驅動系統)可以具有這些特征。然而，常規拉伸部件驅動系統的一個困難是對驅動系統故障可能危及病人的外科應用不能充分故障自動保護。例如，驅動系統中的一個拉伸部件(例如，纜繩或線)的故障可能導致機器人臂的意外移動，該意外移動可能會傷害病人。為了提高安全性，機器人臂可以包括關節制動器，以便在發生拉伸部件故障的情況下限制機器人臂的關節的移動。然而，關節制動器的加入增加了機器人臂的重量和慣性，這會不利地影響向后驅動性和觸覺反應。常規拉伸部件驅動系統的另一個困難是拉伸部件必須預拉伸以消除可能導致反沖的松弛。然而，預拉伸的加載量是拉伸部件的斷裂長度的約15%至50%，這會導致向驅動系統組件、軸承和支撐結構施加較大的力。高的加載量還增加了驅動系統組件的摩擦力并且容易使外科醫生疲勞。常規拉伸部件驅動系統的另一個困難是這種驅動系統不容易制造、維護和/或升級。例如，在驅動系統的一部分中(例如，一個關節中)的部件在某種程度上取決于或者受到驅動系統的另一部分中(例如，另一關節中)的部件影響的意義上，常規拉伸部件驅動系統可以為整體系統。因此，如果驅動系統的一部分有缺陷，則可能需要拆除驅動系統的正常工作的其他部分來修復該缺陷部分。例如，機器人臂一個關節的問題的修復可能需要去掉機器人臂多個關節的布線。不能使常規拉伸部件驅動系統的各部分分開增加了維護和升級機器人臂所需的時間和勞動，這導致昂貴的維修和漫長的停機時間，從而降低醫院優化使用機器人臂的能力。專利技術概述根據本專利技術的傳動設備的實施例包括驅動部件；從動部件；和與所述驅動部件和所述從動部件耦合的至少局部撓性的傳動裝置。所述撓性的傳動裝置構造為在所述驅動部件運動時使所述從動部件隨之運動。所述撓性的傳動裝置包括第一拉伸部件，所述第一拉伸部件具有耦合所述驅動部件的第一部分、耦合所述從動部件的第二部分、和所述第一部分與所述第二部分之間的中間部分。所述傳動設備還包括接合所述第一拉伸部件的所述中間部分的調節部件。所述調節部件構造為被調節以改變施加在所述第一拉伸部件上的拉伸力。附圖簡述并入說明書并構成說明書一部分的附圖示出了本專利技術的實施例，并且這些附圖與說明書一起用來闡釋本專利技術的各方面。附圖說明圖1是根據實施例的外科手術系統的透視圖。圖2是圖1的外科手術系統的機器人臂的一個實施例的透視圖。圖3是去掉保護蓋的圖2的機器人臂的透視圖。圖4是去掉保護蓋并示出標準結構的圖2的機器人臂的透視圖。圖5A是圖2的機器人臂的第一模塊的實施例的前透視圖。圖5B是圖5A的第一模塊的后透視圖。圖5C是圖5A的第一模塊的右側視圖。圖5D是圖5A的第一模塊的左側視5E是圖5A的第一模塊的后側視圖。圖6是圖5A的第一模塊的關節組件的實施例的透視圖。圖7A是圖6的關節組件的驅動部件的實施例的剖視圖。圖7B是圖6的關節組件的電動機軸和傳動齒輪的實施例的側面圖。圖8A是連接在圖6的關節組件的驅動部件上的撓性傳動裝置的實施例的正視圖。圖8B是連接在圖6的關節組件的連接機構上的撓性傳動裝置的實施例的正視圖。圖9A和圖9B是圖8B的連接機構的頂部透視圖。圖10是圖5A的第一模塊的關節組件的關節輸出的實施例的剖視圖。圖11是連接在圖5A的第一模塊的從動部件上的撓性傳動裝置的實施例的正視圖。圖12是根據實施例的第二模塊的透視圖。圖13是圖12的第二模塊的關節組件的實施例的透視圖。圖14A是圖12的第二模塊的第一和第二階段撓性傳動裝置的實施例的示意圖。圖14B是圖12的第二模塊的拉伸部件構造的實施例的受力圖。圖14C是常規拉伸部件構造的示意圖。圖14D是圖14C的常規拉伸部件的受力圖。圖15和圖16是圖12的第二模塊的從動部件的實施例的透視圖。圖17是圖12的第二模塊的電動機軸和傳動齒輪的透視圖。圖18是圖12的第二模塊的連接機構的實施例的頂部透視圖。圖19A是圖12的第二模塊的驅動部件的實施例的剖視圖。圖19B是連接在圖12的第二模塊的驅動部件上的撓性傳動裝置的實施例的示意圖。圖20是圖12的第二模塊的驅動部件的實施例的剖視圖。圖21是圖12的第二模塊的從動部件的實施例的剖視圖。圖22A是根據實施例的第三模塊的透視圖。圖22B是圖22k的第三模塊的剖視圖。圖22C是圖22A的第三模塊的撓性傳動裝置的實施例的透視圖。圖23是圖22A的第三模塊的驅動部件的實施例的剖視圖。圖M是圖22k的第三模塊的電動機軸和傳動齒輪的實施例的側視圖。圖25A-圖25C是圖22A的第三模塊的連接機構的實施例的透視圖。圖沈是圖22A的第三模塊的調節部件的實施例的前透視圖。圖27A是圖22k的第三模塊的調節部件的實施例的前透視圖。圖27B是圖27A的調節部件的正面視圖。圖28k是根據實施例的第四模塊的頂部透視圖。圖^B是圖28A的第四模塊的撓性傳動裝置的實施例的透視圖。圖28C是圖28A的第四模塊的底部透視圖。圖^D是圖28A的第四模塊的撓性傳動裝置的實施例的透視圖。圖28E是圖28A的第四模塊的剖視圖。圖四是圖2名k的第四模塊的驅動部件的實施例的剖視圖。圖30是連接在圖28k的第四模塊的驅動部件上的撓性傳動裝置的實施例的示意圖。圖31A是圖2名k的第四模塊的從動部件的實施例的剖視圖。圖31B是圖2名k的第四模塊的滑輪的實施例的俯視圖。圖31C是圖28A的第四模塊的滑輪的實施例的透視圖。圖31D是圖28k的第四模塊的關節編碼器的實施例的透視圖。圖32是根據實施例的機架組件的側視圖。圖33A是根據實施例的可動結構的升高組件的側視圖。圖3 是處于靜態結構的圖33A的升高組件的側視圖。圖33C是根據實施例的升高組件的腿部件的剖視圖。圖33D是根據實施例的升高組件的腿部件的剖視圖。圖34是根據實施例的雙連接器拉伸部件的示意圖。圖35是根據實施例的三連接器拉伸部件的示意圖。圖36A是連接在根據實施例的驅動部件和從動部件上的圖35的三連接器拉伸部件的示意圖。圖36B是連接在根據實施例的驅動部件和從動部件上的圖35的三連接器拉伸部件的示意圖。專利技術詳述目前，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種傳動設備，包括：驅動部件；從動部件；至少局部撓性的傳動裝置，其與所述驅動部件和所述從動部件耦合，并且構造為在所述驅動部件運動時使所述從動部件隨之運動，其中，所述撓性的傳動裝置包括第一拉伸部件，所述第一拉伸部件具有耦合所述驅動部件的第一部分、耦合所述從動部件的第二部分、和所述第一部分與所述第二部分之間的中間部分；以及接合所述第一拉伸部件的所述中間部分的調節部件，其中所述調節部件構造為被調節以改變施加在所述第一拉伸部件上的拉伸力。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·貝內特，
申請(專利權)人：馬科外科公司，
類型：發明
國別省市：US