一种滑台限位装置的制作方法

本发明涉及一种滑台限位装置，属于医疗器械辅助设备技术领域。

背景技术：

微创外科手术在传统的外科手术的基础上，以具有术后恢复快、创伤小等优点，得到应用并迅速发展。随着微创外科领域的拓展，微创外科手术机械人系统针对常规腔镜技术在临床应用中的局限性，为进一步完善微创手术提供了新的途经。

然而，由于现有滑台极限位置控制的精度不高，导致滑块运动到极限位置以外的情况时有发生，在遇到外力，更容易降低滑台的执行精度，从而不能达到相对理想的自动化程度。

技术实现要素：

本发明提供一种滑台限位装置，其能够防止滑台运动到极限位置以外的情况发生，灵活性好，准确度高。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：本发明提供一种滑台限位装置，包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过传动装置连接丝杆副，所述丝杆副包括丝杆和转动连接在所述丝杆上的滑块，所述丝杆的始端与所述传动装置的输出端连接，在所述丝杆上靠近始端的位置转动支撑在支架的第一端，所述丝杆的末端转动支撑在所述支架的第二端，在所述滑块的一侧设置有限位块，在所述支架上靠近第一端的位置设置有零位开关，在所述支架上靠近第二端的位置设置有极大位置开关。

在一个具体实施例中，在所述零位开关和所述极大位置开关之间的所述支架上设置有与所述滑块相配合的滑轨。

在一个具体实施例中，所述零位开关和所述极大位置开关均包括与所述限位块相配合的挡板，所述挡板的一端连接底座，所述挡板的另一端连接定位轴，所述底座与所述驱动电机电连接，在所述底座上靠近所述挡板的一侧设置有凸起按钮，所述凸起按钮被按下，所述驱动电机停转。

在一个具体实施例中，所述零位开关和所述极大位置开关的两所述挡板呈相对倾斜布置，两所述挡板的倾斜面分别与所述限位块底部的两倾斜面相配合。

在一个具体实施例中，两所述挡板均为弹性挡板。

在一个具体实施例中，所述驱动电机启动旋转时，带动所述滑块会自动往所述丝杆始端的一侧运动直到所述限位块与所述零位开关碰撞，在所述驱动电机设置有编码器，通过所述编码器的记录和所述传动装置的传动比，计算后续所述滑块在所述滑台上运动的任意位置。

在一个具体实施例中，所述滑块所在位置超过所述控制电机限定的所述滑块的运动范围时，所述驱动电机控制所述滑块停止继续运动。

在一个具体实施例中，所述传动装置包括与所述驱动电机的输出轴紧固连接的主动轮，所述主动轮通过同步带连接从动轮，所述从动轮与所述丝杆的始端紧固连接。

在一个具体实施例中，所述滑块通过连接支座连接手术器械，所述连接支座包括与所述滑块紧固连接的第一端、与所述手术器械紧固连接的第二端，以及垂向连接在所述第一端和所述第二端的连接筋板。

在一个具体实施例中，在所述支架上远离所述丝杆的一侧紧固连接有安装板，在所述安装板的第一端的两侧间隔设置有用于固定所述驱动电机的两固定部，在所述安装板上靠近第二端的位置设置有用于安装机械臂的机械臂安装座。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明设置有零位开关和极大位置开关，能够快速、准确地限定滑块的移动位置，防止滑块运动到极限位置以外的情况发生。本发明驱动电机设置有编码器，通过编码器的记录和传动装置的传动比，能够计算后续所述滑块在所述滑台上运动的任意位置，滑块所在位置超过控制电机限定的滑块的运动范围时，驱动电机也能够控制滑块停止继续运动，稳定性好。本发明滑块位置的控制和定位精度高，以便于医护人员操作手术器械，从而能够更有利于医生通过操控台直接进行手术操作，灵活性好，准确度高。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。

图1是本发明的滑台限位装置的一个具体实施例的结构示意图；

图2是本发明的滑台限位装置另一角度的局部结构示意图；

图3是本发明零位开关的结构示意图；

图4是本发明极大位置开关接触滑块的结构示意图；

图5是本发明丝杆和支架连接的结构示意图；

图6是本发明支架的结构示意图；

图7是本发明安装板连接戳卡的结构示意图；

图8是本发明滑台局部结构的结构示意图；

图9是本发明滑台设置外壳的结构示意图；

图10是本发明滑台外壳的局部结构示意图；

图11是本发明连接支座连接滑块的结构示意图；

图12是本发明连接支座的结构示意图。

附图标记：1-驱动电机；2-传动装置；21-主动轮，22-同步带；23-从动轮；3-丝杆副；31-丝杆；32-滑块；4-支架；41-零位开关；42-极大位置开关；43-挡板；44-底座；45-定位轴；46-凸起按钮；47-滑轨；5-限位块；51-限位块底面；6-安装板；61-固定部；62-机械臂安装座；63-戳卡安装架；64-凹槽；65-紧固螺栓；7-戳卡；8-手术器械；9-预紧装置；91-滑动安装板；92-预紧部；10-外壳；101-避让槽；102-控制按钮；103-显示灯；11-连接支座；111-连接支座第一端；112-连接支座第二端；113-连接筋板；12-拖链。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明提供的滑台限位控制装置，包括驱动电机1，驱动电机1的输出轴通过传动装置2连接用于将旋转运动转化为直线运动的丝杆副3。丝杆副3包括丝杆31和转动连接在丝杆31上的滑块32。丝杆31的始端(靠近驱动电机1端)与传动装置2的输出端连接，在丝杆31上靠近始端的位置转动支撑在支架4的第一端，丝杆31的末端(远离驱动电机1端)转动支撑在支架4的第二端(如图5所示)。在丝杆副13的作用下，能够实现滑块32沿支架4两端之间区域内的丝杆31直线往复移动。在滑块32的一侧紧固连接限位块5。在支架4上靠近第一端的位置设置有与限位块5相配合的零位开关41，能够防止滑块32继续向丝杆31始端的方向移动。在支架4上靠近第二端的位置设置有与限位块5相配合的极大位置开关42，能够防止滑块32继续向丝杆31末端的方向移动。在限位块5和零位开关41和极大位置开关42的共同作用下，能够快速、准确地限定滑块32的移动位置，防止滑块32运动到极限位置以外的情况发生。

在一个优选的实施例中，如图2所示，限位块5的截面设置成舟形，限位块5的两端底面51呈相对倾斜设置。

在一个具体实施例中，如图3、图4所示，零位开关41和极大位置开关42均包括挡板43，零位开关41和极大位置开关42的两挡板43呈相对倾斜布置。两挡板43的倾斜面分别与限位块18底部的两倾斜面51相配合，能够有利于零位开关41或极大位置开关42与限位块18接触定位。其中，挡板43的一端连接底座44，挡板43的另一端连接定位轴45。底座44与驱动电机1电连接。在底座44靠近挡板43的一侧设置有凸起按钮46，在滑块32运动到一定位置时，限位块5的底面51能够与零位开关41或极大位置开关42的定位轴45接触，并驱动挡板43与凸起按钮46接触，凸起按钮46被按下，此时，零位开关41或极大位置开关42变换电平输出型号，同时将该变型后的电信号传输至驱动电机1，控制驱动电机1停止转动，从而限制滑块32的运动。具体是：如限位块5与零位开关41接触，零位开关41将变型后的电信号传输至驱动电机1，驱动电机1停止转动，此时，滑块32不再继续往靠近丝杆31的始端方向移动。限位块5与极大位置开关42接触，极大位置开关42将变型后的电信号传输至驱动电机1，驱动电机1停止转动，此时滑块32不再继续往靠近丝杆31的末端方向移动。在零位开关41和极大位置开关42的共同作用下，能够快速、准确地限定滑块32的移动位置，防止滑块32运动到极限位置以外的情况发生。进一步地，限位块5与零位开关41或极大位置开关42分离时，挡板43与凸起按钮46分离，此时，凸起按钮46能够自动复位。

在一个优选的实施例中，挡板43为弹性挡板，在滑块32直线运动时，有利于限位块5驱动挡板43与凸起按钮快速接触，同时有利于挡板43快速与凸起按钮46分离。

在一个优选的实施例中，如图6所示，位于零位开关41和极大位置开关42之间的支架4上设置有与滑块32相配合的滑轨47。在滑块32需要做轴向运动时，以便于滑块32在支架4上直线往复移动。

在一个具体实施例中，在驱动电机1上设置有编码器。

在一个具体实施例中，系统启动时，驱动电机1旋转，带动滑块32会自动往丝杆31始端的一侧运动直到限位块5与零位开关41碰撞，系统将此位置标定为滑台1零位。在驱动电机1编码器的作用下，通过编码器的记录和传动装置2的传动比，能够计算后续滑块32在滑台1上运动的任意位置。根据该数据的反馈，并与驱动电机1所限定的滑块32的运动范围进行对比分析。当计算得到滑块32所在位置超过驱动电机1限定的滑块32的运动范围时，驱动电机1控制滑块32停止继续运动。

在一个具体实施例中，如图1、图8所示，传动装置2包括与驱动电机1的输出轴紧固连接的主动轮21，主动轮21通过同步带22连接从动轮23，进而能够改变传动方向。从动轮23与丝杆31的始端紧固连接。

在一个具体实施例中，如图1所示，在支架4上远离丝杆31的一侧紧固连接有安装板6，在安装板6的第一端(靠近驱动电机1)的两侧间隔设置有用于固定驱动电机1的两固定部61，在安装板6上靠近第二端(远离驱动电机1)的位置设置有用于安装机械臂的机械臂安装座62。底座44通过固定板47连接在安装板6的一侧。

在一个优选的实施例中，如图1所示，安装板6的第二端伸出支架4的第二端，在安装板6的第二端与机械臂安装座62相对的一侧通过戳卡安装架63连接戳卡7(如图7所示)，戳卡7用于安装手术器械8，在手术器械8穿过戳卡7后能够进入患者体内进行观察和手术操作。进一步地，在戳卡7的外壁上设置有标识线，通过标识线可以对进入患者体内的戳卡7进行定位，以便于掌握戳卡7的插入位置和深度，从而达到手术的要求。

在一个具体实施例中，如图7所示，在安装板6的第一端设置有凹槽64，以便于实现固定部61与安装板15的紧固连接。

在一个具体实施例中，滑块32运动时，在驱动电机1上编码器的作用下，能够精确检测出驱动电机1的旋转角度，通过编码器记录的旋转角度和传动装置2的传动比，并由此旋转角度计算得出滑块32实际直线运动的距离，能够实时的获得滑块32此时在滑台上相对于零位的位置，从而对滑块32和安装于滑块32上的手术器械8的位置进行有效的监控。

在一个具体实施例中，在驱动电机1上靠近输出端的位置设置有用于预紧同步带22的预紧装置9，能够在同步带22安装时，进行可靠的预紧。

在一个具体实施例中，如图8所示，预紧装置9包括滑动安装板91和用于实现滑动安装板91平移的预紧部92。滑动安装板91穿过驱动电机1的输出轴且底部(靠近驱动电机1)与两固定部61滑动接触，预紧部92的末端穿过滑动安装板91的一侧与固定部61的一侧接触。通过拧紧预紧部92，带动滑动安装板91沿固定部61向远离安装板6的方向移动，能够对同步带22进行预紧，从而能够有效地减少滑块32往复运动时的回程间隙，保证传动系统的整体精度较高。

在一个具体实施例中，预紧部92设置成预紧螺栓或预紧螺钉。

在一个优选的实施例中，如图8所示，在同步带22预紧调节完成后，利用紧固螺栓65将滑动安装板91紧固连接在固定部61上。

在一个具体实施例中，如图9、图10所示，在滑台还包括外壳10，在外壳10上靠近丝杆31的一侧设置有避让槽101，能够使得滑台通往手术器械8的信号电缆能够固定在避让槽101内运动。

在一个具体实施例中，如图10所示，在外壳10上靠近驱动电机1的一端间隔设置有用于控制滑台多方向运动和滑块32沿滑台轴向往复运动的多个控制按钮102，多个控制按钮102能够分别控制滑台的前、后、左、右多个方向运动，以及能够控制滑块32沿滑台轴向往复运动，使滑台整体进行绕rcm点摆动，以及滑块32沿滑台轴向的插入和拔出运动。进而在手术在摆位过程中，医生或护士能够方便地通过移动滑台和滑台上安装的手术器械8，将手术器械8顶部移动到手术病灶位置附近，方便医生可以通过操控台直接进行手术操作。

在一个具体实施例中，如图10所示，在外壳10上靠近控制按钮102的位置设置有显示灯103。显示灯103的数目为一个或多个，可以根据实际需要进行设置。在一个优选的实施例中，显示灯103的数目为两个。两个显示灯103间隔设置在位于控制按钮102两侧外壳10上，能够通过不同颜色和不同显示状态对滑台1的运行状态进行标识。具体如下：准备过程阶段，蓝色常亮(无控制按钮102触发)或闪烁(有控制按钮102触发)；准备完成阶段，绿色常亮(无控制按钮102触发)或闪烁(有控制按钮102触发)；故障，红色常亮；急停，红色闪烁。

在一个具体实施例中，如图11、图12所示，滑块32通过连接支座11与手术器械8连接。连接支座11包括与滑块32紧固连接的第一端111、与手术器械8紧固连接的第二端112，以及垂向连接在第一端111和第二端112的连接筋板113。此时，连接支座11的第二端112沿避让槽101伸出外壳10。在连接筋板113上靠近丝杆31末端的一侧设置有用于实现信号电缆穿过的线卡114。在滑块32快速运动时，由于滑台通往手术器械8的信号电缆能够稳定的在避让槽101内运动，从而能够保持信号电缆安装的整洁以及不会发生与外壳10摩擦造成损坏的情况发生。

在一个优选的实施例中，如图2所示，在滑台上还设置有拖链12，拖链12的第一端紧固连接在安装板6的一侧(靠近安装板6中部的位置)，拖链12的第二端紧固连接在滑块32上。信号电缆的始端连接操控台，信号电缆的末端穿过拖链12和线卡114与手术器械8连接。这样，在滑块32直线运动时，带动拖链12与滑块32相连的一端运动，能够进一步保证滑台通往手术器械8的信号电缆能够在避让槽101内稳定地运动，进而能够进一步保持信号电缆安装的整洁以及不会发生与外壳10摩擦造成损坏的情况发生。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。