1.本实用新型涉及一种手术机器人用的升降机构
背景技术：
2.由于医疗手术机器人需要调整平台底座的升降状态以实现系统的良好操作，所以常用的调整设备具有结构简单、刚度高、动力传输迅速、强度高、抗疲劳和抗冲击能力较好的特点，以保证机器人平台调整过程中具有直接有效的调整能力，使系统保持良好的运行状态和操作效果，因此升降机构广泛的应用于多自由度的手术机器人系统中；
3.但是由于医疗手术机器人平台底座中使用的升降机构缺乏同时手动和自动调整的问题，会造成医疗机器人系统状态调整过程不够灵活，调整步骤冗余的问题，同时医护人员修正控制医疗机器人平台状态时间较长，影响了手术机器人操作效果，在机器人辅助手术中会造成运动状态不稳定和控制安全性的问题。因此研发同时具有手动和自动升降模块是十分必要，对我国多自由度手术机器人发展具有重要意义。
技术实现要素：
4.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种手自一体升降机构及手术机器人。
5.一种手自一体升降机构及手术机器人，包括壳体和支脚，壳体的内腔中活动设置有升降执行部，升降执行部与壳体外的支脚相连接，壳体的外壁分别设置有与升降执行部传动连接的手动升降驱动组件和自动升降驱动组件，手动升降驱动组件和自动升降驱动组件可以分别驱动升降执行部在壳体的内腔中上升或下降，升降执行部带动支脚相对于壳体的上升或下降。
6.优选的，壳体由底端面、上端面和四块侧端面构成，手动升降驱动组件和自动升降驱动组件分别固定设置在其中两块侧端面上；
7.升降执行部从上至下依次包括承重轴承、轴承底座、上支撑轴、第一锥齿轮、中间支撑板、滑块和下支撑轴，升降执行部通过下支撑轴与支脚固定连接，第一锥齿轮与支撑轴之间还具有与滑块相配合的丝杆段；
8.手动升降驱动组件包括手柄和与手柄连接的转轴，手柄和转轴设置在侧端面上，手柄位于壳体的外端，转轴的前端进入壳体的内腔中，手动升降驱动组件还包括转轴端部的第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合；
9.自动升降驱动组件包括设置在侧端面上的电机，电机的驱动端进入壳体的内腔中，第三锥齿轮固定设置在电机的驱动端端部，第三锥齿轮与第一锥齿轮相啮合；
10.壳体位于底端面上开有供滑块穿过的配合通孔，底端面上还固定设置有与滑块相配合的导轨支撑构件。
11.优选的，承重轴承装设在轴承底座上，升降执行部通过承重轴承与上端面相接触，轴承底座和第一锥齿轮之间通过上支撑轴实现连接，第一锥齿轮与下支撑轴之间由上至下
依次具有装配段和丝杆段，中间支撑板上固定设置有与装配段相配合的向心轴承，中间支撑板的侧端连接有固定设置在底端面上的侧支撑板；
12.滑块包括丝杠螺母、固定座和至少两块导向支撑板，丝杠螺母和导向支撑板均设置在固定座上，每块导向支撑板上还固定设置有导向块；
13.导轨支撑构件包括至少两块分别与导向块相配合的导轨支撑板；
14.下支撑轴包括轴体和轴座，下支撑轴通过轴座固定设置在固定座的下方。
15.优选的，固定座上开有供丝杠螺母穿过的缺口，丝杠螺母的上端与丝杆段相配合，下端穿过缺口与轴座相接。
16.优选的，第三锥齿轮通过电机轴与电机的驱动端连接，侧支撑板上设有与电机轴相配合的第二轴承，底端面上还固定设置有第二侧支撑板，第二侧支撑板上设有与转轴相配合的第三轴承。
17.优选的，支脚包括底板和球头，底板和球头之间通过连接轴实现连接，轴体的端部具有与球头相配合的半球内凹部。
18.优选的，手动升降驱动组件还包括底座和与之相接的连接板，底座上沿圆周方向固定有若干个支座，相邻两个支座之间的空隙内安装有制动拨片一和制动拨片二，底座和连接板的中心位置配置有与转轴相配合的压紧器，连接板的内侧有整圈的锯齿状的环形凸起，制动拨片一和制动拨片二的首端均具有与相邻的两个环形凸起之间形成的卡槽匹配的制动顶杆，压紧器与制动拨片一和制动拨片二尾端接触抵接以提供使制动顶杆嵌入或脱出卡槽的力，制动拨片一和制动拨片二的首端还设置有复位机构以提供与压紧器提供的力效果相反的力；
19.制动拨片一和制动拨片二的结构相同，两者相向错位安装于相邻两个支座之间的空隙内或两者相向交替安装于相邻两个支座之间的空隙内，制动拨片一和制动拨片二均具有供支撑轴穿过的通孔，支撑轴的两端分别插入到相邻的两个支座侧壁上的支撑轴安装孔内；
20.复位机构包括弹簧，制动拨片一和制动拨片二的外侧设置有凹槽，弹簧一端安放在凹槽内，另一端与底座或连接板的内壁抵接；
21.手动升降驱动组件还包括与手柄相配合的推送段，压紧器包括粗活动轴和插入到粗活动轴内的细活动轴，粗活动轴和细活动轴的外壁上有错位的多个压块，制动拨片一和制动拨片二的尾端与压块抵接，粗活动轴和细活动轴与手柄通过推送段实现连接；
22.推送段包括贯穿在细活动轴内的活动杆，还包括活动杆侧面具有的套杆，套杆穿出细活动轴侧壁上的腰型槽，套杆上套有滑动套环，滑动套环的一端外侧通过轴铰接有第一传动连杆，第一传动连杆的末端通过轴铰接有第二传动连杆和第三传动连杆，第二传动连杆的末端通过轴与粗活动轴铰接，第三传动连杆的的末端通过轴与细活动轴铰接，滑动套环另一端与手柄的末端的凸轮结构相接触；
23.转轴与连接板的前端面固定连接，连接板通过第一轴承活动设置在侧端面上。
24.优选的，手动升降驱动组件还包括上壳体与下壳体固定连接构成的壳体，壳体设置在侧端面1-3上，且上壳体与下壳体连接时构成腔体，腔体内自下而上依次设置有调节板、下离合板和上离合板，下离合板和上离合板分别与手柄和转轴传动连接，下离合板和上离合板之间至少设置有两个锁止柱体，下离合板上至少开有两个分别供锁止柱体穿过的限
位通孔，上离合板上至少开有两个分别供锁止柱体嵌入的凹陷槽，下离合板和上离合板之间通过锁止柱体实现传动连接，调节板为磁板，锁止柱体为磁性材料制成，锁止柱体能够吸附在调节板上，调节板的侧边设置有至少两个拨杆，壳体位于每个拨杆处均开有与其相配合的导向锁止槽；
25.所述上壳体与下壳体分别开有上壳装配孔和下壳装配孔，下离合板具有下轴端，下轴端与下壳装配孔之间通过轴承实现连接，且手柄通过与下轴端的配合，实现与下离合板的传动连接，上离合板具有上轴端，上轴端与上壳装配孔之间通过轴承实现连接，转轴通过与上轴端的配合，实现与上离合板的传动连接；
26.锁止柱体沿圆周方向均匀布置，限位通孔的大小、形状与锁止柱体相匹配，凹陷槽的大小、形状与锁止柱体相匹配；
27.下离合板和上离合板之间沿周向均匀设置有六个锁止柱体，下离合板位于下轴端的外周沿周向均匀开有六个分别与锁止柱体相配合的限位通孔，上离合板位于上轴端的外周沿周向均匀开有六个分别与锁止柱体相配合的凹陷槽；
28.调节板的侧边沿周向均匀设置有三个拨杆，壳体外周沿周向均匀开有三个安装拨杆的导向锁止槽，每个导向锁止槽均具有滑移斜面，且导向锁止槽位于滑移斜面的两端均具有限位平面；
29.每个导向锁止槽分别包括位于上壳体下端沿口的上半槽和位于下壳体上端沿口的下半槽，上半槽和下半槽的大小、形状均与拨杆相匹配，当上壳体与下壳体固定连接构成壳体时，上半槽与下半槽组合构成导向锁止槽，上半槽与下半槽的结构相同。
30.优选的，锁止柱体为回转体。
31.优选的，锁止柱体为圆柱体；
32.或者锁止柱体为椭球体；
33.或者锁止柱体为前后两端为平面的椭球体。
34.优选的，调节板与下壳体之间还具有弹性构件，弹性构件的两端抵接于调节板和下壳体上为二者提供靠近或远离彼此的作用力。
35.借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
36.本技术的技术方案实现了手动和自动双模式的升降，可根据需要或在设备断电等意外情况下，灵活地选择设备平台的高度调整方式。
37.进一步的，本技术技术方案的升降执行部结构简单合理，相比于传统的电机丝杆滑块或气缸滑块的结构，占用空间体积小，可适用于对空间要求高的医疗设备领域。
38.而本技术技术方案的手动升降驱动组件结构合理，制造成本低，同时能够保证使用时的可靠性。
39.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
40.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某个实施例，因此不应被
1的上端与丝杆段3-8相配合，下端穿过缺口3-6-2-1与轴座3-7-2相接。
77.优选的，第三锥齿轮5-2通过电机轴与电机5-1的驱动端连接，侧支撑板1-5上设有与电机轴相配合的第二轴承，底端面1-1上还固定设置有第二侧支撑板1-6，第二侧支撑板1-6上设有与转轴4-2相配合的第三轴承。
78.优选的，支脚2包括底板2-1和球头2-2，底板2-1和球头2-2之间通过连接轴2-3实现连接，轴体3-7-1的端部具有与球头2-2相配合的半球内凹部3-7-3。
79.优选的，手动升降驱动组件还包括底座4-5和与之相接的连接板4-6，底座4-5上沿圆周方向固定有若干个支座4-7，相邻两个支座4-7之间的空隙内安装有制动拨片一4-8和制动拨片二4-9，底座4-5和连接板4-6的中心位置配置有与转轴4-2相配合的压紧器，连接板4-6的内侧有整圈的锯齿状的环形凸起4-6-1，制动拨片一4-8和制动拨片二4-9的首端均具有与相邻的两个环形凸起4-6-1之间形成的卡槽匹配的制动顶杆4-10，压紧器与制动拨片一4-8和制动拨片二4-9尾端接触抵接以提供使制动顶杆4-10嵌入或脱出卡槽的力，制动拨片一4-8和制动拨片二4-9的首端还设置有复位机构以提供与压紧器提供的力效果相反的力；
80.制动拨片一4-8和制动拨片二4-9的结构相同，两者相向错位安装于相邻两个支座4-7之间的空隙内或两者相向交替安装于相邻两个支座4-7之间的空隙内，制动拨片一4-8和制动拨片二4-9均具有供支撑轴4-11穿过的通孔4-12，支撑轴4-11的两端分别插入到相邻的两个支座4-7侧壁上的支撑轴安装孔4-7-1内；
81.复位机构包括弹簧4-13，制动拨片一4-8和制动拨片二4-9的外侧设置有凹槽4-14，弹簧4-13一端安放在凹槽4-14内，另一端与底座4-5或连接板4-6的内壁抵接；
82.手动升降驱动组件还包括与手柄4-1相配合的推送段，压紧器包括粗活动轴4-15和插入到粗活动轴4-15内的细活动轴4-16，粗活动轴4-15和细活动轴4-16的外壁上有错位的多个压块4-17，制动拨片一4-8和制动拨片二4-9的尾端与压块4-17抵接，粗活动轴4-15和细活动轴4-16与手柄通过推送段实现连接；
83.推送段包括贯穿在细活动轴4-16内的活动杆4-24，还包括活动杆4-24侧面具有的套杆4-18，套杆4-18穿出细活动轴4-16侧壁上的腰型槽4-19，套杆4-18上套有滑动套环4-20，滑动套环4-20的一端外侧通过轴铰接有第一传动连杆4-21，第一传动连杆4-21的末端通过轴铰接有第二传动连杆4-22和第三传动连杆4-23，第二传动连杆4-22的末端通过轴与粗活动轴4-15铰接，第三传动连杆4-23的的末端通过轴与细活动轴4-16铰接，滑动套环4-20另一端与手柄4-1的末端的凸轮结构相接触；
84.转轴4-2与连接板4-6的前端面固定连接，连接板4-6通过第一轴承4-3活动设置在侧端面1-3上。
85.手动升降驱动组件可以单独控制升降执行部的上升或者下降，而通过手柄4-1可以实现手动升降驱动组件的解锁与上锁(手柄通过安装架铰接设置在手动升降驱动组件上，且其端部具有与推送段相配合的凸轮)，手柄4-1位于不同位置的时候，其尾端凸轮接触推送段的位置也不同，推送段在不同位置的情况下，能够带动粗活动轴4-15和细活动轴4-16进行移动，从而完成对制动拨片一4-8和制动拨片二4-9外端的位置控制，最终完成对手动制动器的锁止或解锁操作；
86.具体方式为，通过拨动手柄4-1，手柄4-1尾端的凸轮可以接触滑动套环4-20，通过
滑动套环4-20移动时与第一传动连杆4-21、第二传动连杆4-22和第三传动连杆4-23的配合，就能够间接带动粗活动轴4-15和细活动轴4-16活动，即分别朝着相反的方向运动，或者朝着相同的方向运动，通过这样的运动，粗活动轴4-15和细活动轴4-16的外壁上有错位的多个压块4-17就可以按压或者远离制动拨片一4-8和制动拨片二4-9的尾端，当压块4-17挤压制动拨片一4-8和制动拨片二4-9的尾端时，制动拨片一4-8和制动拨片二4-9的前端能够克服弹簧4-13施加的力作相互远离运动，这时每根制动顶杆4-10能够插入相邻的两个环形凸起4-6-1之间形成的卡槽中，实现了锁止(底座4-5和连接板4-6锁止)，这样转动手柄4-1时，底座4-5和连接板4-6能够同时转动，连接板4-6带动转轴4-2和第二锥齿轮4-4转动，从而实现控制升降执行部的上升或者下降的目的；
87.而只要反方向拨动手柄4-1，即可实现压块4-17远离制动拨片一4-8和制动拨片二4-9的尾端，通过弹簧4-13能够使制动拨片一4-8和制动拨片二4-9的前端贴合，每根制动顶杆4-10能够脱出相邻的两个环形凸起4-6-1之间形成的卡槽，继而实现解锁动作，即底座4-5和连接板4-6不构成传动关系，即使转动手柄4-1，连接板4-6也不会转动，这样就无法控制升降执行部了。
88.本实用新型的工作原理如下：
89.通过手动升降驱动组件和自动升降驱动组件可以分别驱动驱动升降执行部3具有的第一锥齿轮3-4转动，第一锥齿轮3-4转动时能够带动丝杆段3-8转动，通过丝杆段3-8与滑块3-6的配合，就能够带动支脚2做升降运动了。
90.实施例二：
91.参见图1～7和图16～22，一种手自一体升降机构及手术机器人，包括壳体1和支脚2，壳体1的内腔中活动设置有升降执行部，升降执行部与壳体1外的支脚2相连接，壳体1的外壁分别设置有与升降执行部传动连接的手动升降驱动组件和自动升降驱动组件，手动升降驱动组件和自动升降驱动组件可以分别驱动升降执行部3在壳体1的内腔中上升或下降，升降执行部3带动支脚2相对于壳体1的上升或下降。
92.优选的，壳体1由底端面1-1、上端面1-2和四块侧端面1-3构成，手动升降驱动组件和自动升降驱动组件分别固定设置在其中两块侧端面1-3上；
93.升降执行部从上至下依次包括承重轴承3-1、轴承底座3-2、上支撑轴3-3、第一锥齿轮3-4、中间支撑板3-5、滑块3-6和下支撑轴3-7，升降执行部3通过下支撑轴3-7与支脚2固定连接，第一锥齿轮3-4与支撑轴3-7之间还具有与滑块3-6相配合的丝杆段3-8；
94.手动升降驱动组件包括手柄4-1和与手柄4-1连接的转轴4-2，手柄4-1和转轴4-2设置在侧端面1-3上，手柄4-1位于壳体1的外端，转轴4-2的前端进入壳体1的内腔中，手动升降驱动组件4还包括转轴4-2端部的第二锥齿轮4-4，第二锥齿轮4-4与第一锥齿轮3-4相啮合；
95.自动升降驱动组件包括设置在侧端面1-3上的电机5-1，电机5-1的驱动端进入壳体1的内腔中，第三锥齿轮5-2固定设置在电机5-1的驱动端端部，第三锥齿轮5-2与第一锥齿轮3-4相啮合；
96.壳体1位于底端面1-1上开有供滑块3-6穿过的配合通孔1-4，底端面1-1上还固定设置有与滑块3-6相配合的导轨支撑构件。
97.优选的，承重轴承3-1装设在轴承底座3-2上，升降执行部3通过承重轴承3-1与上
端面1-2相接触，轴承底座3-2和第一锥齿轮3-4之间通过上支撑轴3-3实现连接，第一锥齿轮3-4与下支撑轴3-7之间由上至下依次具有装配段3-9和丝杆段3-8，中间支撑板3-5上固定设置有与装配段3-9相配合的向心轴承，中间支撑板3-5的侧端连接有固定设置在底端面1-1上的侧支撑板1-5；
98.滑块3-6包括丝杠螺母3-6-1、固定座3-6-2和至少两块导向支撑板3-6-3，丝杠螺母3-6-1和导向支撑板3-6-3均设置在固定座3-6-2上，每块导向支撑板3-6-3上还固定设置有导向块3-6-4；
99.导轨支撑构件包括至少两块分别与导向块3-6-4相配合的导轨支撑板3-10；
100.下支撑轴3-7包括轴体3-7-1和轴座3-7-2，下支撑轴3-7通过轴座3-7-2固定设置在固定座3-6-2的下方。
101.优选的，固定座3-6-2上开有供丝杠螺母3-6-1穿过的缺口3-6-2-1，丝杠螺母3-6-1的上端与丝杆段3-8相配合，下端穿过缺口3-6-2-1与轴座3-7-2相接。
102.优选的，第三锥齿轮5-2通过电机轴与电机5-1的驱动端连接，侧支撑板1-5上设有与电机轴相配合的第二轴承，底端面1-1上还固定设置有第二侧支撑板1-6，第二侧支撑板1-6上设有与转轴4-2相配合的第三轴承。
103.优选的，支脚2包括底板2-1和球头2-2，底板2-1和球头2-2之间通过连接轴2-3实现连接，轴体3-7-1的端部具有与球头2-2相配合的半球内凹部3-7-3。
104.优选的，手动升降驱动组件还包括上壳体6-1与下壳体6-2固定连接构成的壳体，壳体设置在侧端面1-3上，且上壳体6-1与下壳体6-2连接时构成腔体，腔体内自下而上依次设置有调节板6-3、下离合板6-4和上离合板6-5，下离合板6-4和上离合板6-5分别与手柄4-1和转轴4-2传动连接，下离合板6-4和上离合板6-5之间至少设置有两个锁止柱体6-6，下离合板6-4上至少开有两个分别供锁止柱体6-6穿过的限位通孔6-7，上离合板6-5上至少开有两个分别供锁止柱体6-6嵌入的凹陷槽6-14，下离合板6-4和上离合板6-5之间通过锁止柱体6-6实现传动连接，调节板6-3为磁板，锁止柱体6-6为磁性材料制成，锁止柱体6-6能够吸附在调节板6-3上，调节板6-3的侧边设置有至少两个拨杆6-8，壳体位于每个拨杆6-8处均开有与其相配合的导向锁止槽6-9；
105.所述上壳体6-1与下壳体6-2分别开有上壳装配孔6-10和下壳装配孔6-11，下离合板6-4具有下轴端6-12，下轴端6-12与下壳装配孔6-11之间通过轴承实现连接，且手柄4-1通过与下轴端6-12的配合，实现与下离合板6-4的传动连接，上离合板6-5具有上轴端6-13，上轴端6-13与上壳装配孔6-10之间通过轴承实现连接，转轴4-2通过与上轴端6-13的配合，实现与上离合板6-5的传动连接；
106.锁止柱体6-6沿圆周方向均匀布置，限位通孔6-7的大小、形状与锁止柱体6-6相匹配，凹陷槽6-14的大小、形状与锁止柱体6-6相匹配；
107.下离合板6-4和上离合板6-5之间沿周向均匀设置有六个锁止柱体6-6，下离合板6-4位于下轴端6-12的外周沿周向均匀开有六个分别与锁止柱体6-6相配合的限位通孔6-7，上离合板6-5位于上轴端6-13的外周沿周向均匀开有六个分别与锁止柱体6-6相配合的凹陷槽6-14；
108.调节板6-3的侧边沿周向均匀设置有三个拨杆6-8，壳体外周沿周向均匀开有三个安装拨杆6-8的导向锁止槽6-9，每个导向锁止槽6-9均具有滑移斜面，且导向锁止槽6-9位
于滑移斜面的两端均具有限位平面；
109.每个导向锁止槽6-9分别包括位于上壳体6-1下端沿口的上半槽6-15和位于下壳体6-2上端沿口的下半槽6-16，上半槽6-15和下半槽6-16的大小、形状均与拨杆6-8相匹配，当上壳体6-1与下壳体6-2固定连接构成壳体时，上半槽6-15与下半槽6-16组合构成导向锁止槽6-9，上半槽6-15与下半槽6-16的结构相同。
110.优选的，锁止柱体6-6为回转体。
111.优选的，锁止柱体6-6为圆柱体；
112.或者锁止柱体6-6为椭球体；
113.或者锁止柱体6-6为前后两端为平面的椭球体。
114.优选的，调节板6-3与下壳体6-2之间还具有弹性构件6-17，弹性构件6-17的两端抵接于调节板6-3和下壳体6-2上为二者提供靠近或远离彼此的作用力。
115.通过上壳体6-1与下壳体6-2能够实现手动制动器的锁止或解锁操作，具体方式为：
116.当锁止柱体6-6同时位于限位通孔6-7和凹陷槽6-14内，从而将下离合板6-4的动力传递给上离合板6-5，即实现了锁止，反之即为解锁；
117.旋转拨杆6-8，通过导向锁止槽6-9与弹性构件6-17的配合，调节板6-3转动的同时还能够向下运动，此时锁止柱体6-6在调节板6-3的吸引力下向下运动，从而慢慢脱出上离合板6-5的凹陷槽6-14(仍位于下离合板6-4的限位通孔6-7内)，最终实现上下离合板的断开，即解锁状态，此时即使转动手柄4-1，转轴4-2也不会转动；
118.当需要驱动升降执行部3时，反向旋转拨杆6-8以带动下离合板6-4转动，通过导向锁止槽6-9与弹性构件6-17的配合，调节板6-3能够在转动的同时上升并带动锁止柱体6-6向上运动，从而露出限位通孔6-7，继而使锁止柱体6-6嵌入上离合板6-5的凹陷槽6-14内，完成下离合板6-4和上离合板6-5的接合动作，即为锁止状态，当转动手柄4-1时就能够带动转轴4-2转动。
119.最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
120.其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
121.最后：以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。