主操作台及其脚踏机构、连接机构的制作方法

本实用新型涉及医疗器械领域，特别是涉及一种主操作台及其脚踏机构、连接机构。

背景技术：

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。

随着科技的进步，微创手术机器人技术逐渐成熟，并被广泛应用。微创手术机器人通常包括主操作台及从操作设备，主操作台包括手柄，医生通过操作手柄向从操作设备发送控制命令，从操作设备包括多个操作臂，操作臂具有末端器械，在工作状态时，末端器械跟随手柄移动，以实现远程手术操作。

由于主操作台体积及重量均较大等原因，给其移动造成了极大困难。为了方便移动主操作台，通常会在主操作台底部装设脚轮，并将脚踏板固定设置并使其底部距离地面保持固定的离地高度。

然而，主操作台在移动时，其脚踏板还是容易受到不平坦地面上的凸起物或障碍物的磕碰或卡塞，具体在脚踏板底部与地面之间固定的离地高度低于凸起物或障碍物的高度的情况下，仍然存在难以移动的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种主操作台及其脚踏机构、连接机构，能够方便地调节脚踏板的高度以易于移动主操作台。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种连接机构，包括：固定件，其相对固定的设置有第一锁合部；连接件，其与所述固定件对向设置，其固设有与所述第一锁合部适配的第二锁合部；及磁性复位件，所述磁性复位件设置于所述固定件与所述连接件之间以为所述连接件提供复位力；所述连接件相向或相背于所述固定件从初始位置移动至目标位置时，所述第二锁合部与所述第一锁合部可分离地连接以将所述连接件锁紧在当前位置；而在所述第二锁合部与所述第一锁合部分离解锁时，所述连接件从目标位置复位至初始位置。

其中，所述磁性复位件具有一对以上的磁体，相应一对所述磁体中的磁体分别固设于所述连接件和所述固定件相互邻近的一面。

其中，同一对所述磁体中所述磁体的磁极相同以为所述连接件和所述固定件提供同向排斥力。

其中，同一对所述磁体中所述磁体的磁极相异以为所述连接件和所述固定件提供同向吸引力，其中，同一对所述磁体中任意一个所述磁体表面设置有缓冲件；所述缓冲件是磁性弹片或非磁性弹片。

其中，不同对所述磁体中的所述磁体的磁极相同或相异；同一对所述磁体中具有两个以上的所述磁体，所述磁体之间构成一对一、二对一或多对一的关系；所述磁体可选自所述环形磁体、条形磁体及u形磁体中的一种以上；

其中，所述第一锁合部和所述第二锁合部的其中之一是卡槽、另一是弹性抵接件。

其中，所述卡槽开设于所述固定件，所述弹性抵接件包括抵接部及压缩弹簧，所述连接件上相对设置有第一支架和第二支架，另一导向杆一端与所述第一支架固定连接、另一端与所述第二支架滑动连接，所述压缩弹簧套设于所述另一导向杆上，所述抵接部装设于所述第一支架邻近所述卡槽的一侧，所述第一支架远离所述抵接部的一端穿过所述连接件并与所述连接件转动连接以作为扳手使用。

其中，所述抵接部是转动连接于所述第一支架上的楔块；或者，所述抵接部是转动连接于所述第一支架上的滚轮；或者，所述抵接部是固定连接于所述第一支架上的波珠弹簧，与之相应地，所述卡槽被形成为多个，多个所述卡槽之间在相反于所述复位件的复位方向的方向上间隔排列。

其中，所述连接件与所述固定件之间设置有两个所述复位件及设置于所述复位件之间且背向设置的两个锁合件，各所述锁合件均由所述第一锁合部和所述第二锁合部构成，各所述第二锁合部是所述弹性抵接件，各所述弹性抵接件中的所述第一支架远离其所述抵接部的一端穿过所述连接件呈交叉设置并转动连接于所述连接件形成呈剪刀手柄的结构。

其中，所述连接件设置有导向杆，所述固定件设置有供所述导向杆伸入并滑动的导向孔；所述第一锁合部和所述第二锁合部的其中之一是磁体、另一是可被所述磁体吸引的金属件或另一磁体。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种脚踏机构，包括：支撑框架，其接地一侧装设有多个用于移动的脚轮；

及脚踏板，其通过如上述任意一项实施例所述的连接机构可升降地支撑于所述支撑框架上，所述脚踏板的离地面装设有多个用于脚踏产生输入指令的脚踏按钮；其中，所述连接机构的固定件与所述支撑框架固定连接，所述连接机构的连接件与所述脚踏板固定连接。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种主操作台，包括如上述任一项实施例所述的脚踏机构。

本实用新型的主操作台及其脚踏机构、连接机构，具有如下有益效果：

通过在连接件和固定件之间设置磁性复位件及第一锁合部、第二锁合部，在调节连接件相较于固定件从初始位置移动至目标位置时，第二锁合部和第一锁合部能够可分离地锁紧以保持连接件的当前位置，而在将第二锁合部从第一锁合部脱离时，连接件可以在磁性复位件的复位力下自动复位，进而有助于方便地调节脚踏板的高度以易于移动主操作台。

附图说明

图1为本实用新型手术机器人一实施例的结构示意图；

图2为图1所示手术机器人的局部示意图；

图3为图1所示手术机器人的主操作台中脚踏机构的结构示意图；

图4为图3所示脚踏机构的局部示意图；

图5为图4所示脚踏机构中连接机构的结构示意图；

图6为连接机构一实施例的结构原理图；

图7为连接机构一实施例的结构原理图；

图8至图9为连接机构中复位件是压缩弹簧的工作原理示意图；

图10至11为连接机构中复位件是拉伸弹簧的工作原理示意图；

图12至图15为连接机构中复位件是磁极相同的磁性复位件时不同实施例的原理示意图；

图16至图20为连接机构中复位件是磁极相异的磁性复位件时不同实施例的原理示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“耦合”另一个元件，它可以是直接耦合到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本文所使用的术语“远端”、“近端”作为方位词，该方位词为介入医疗器械领域惯用术语，其中“远端”表示手术过程中远离操作者的一端，“近端”表示手术过程中靠近操作者的一端。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图2所示，其分别为本实用新型手术机器人一实施例的结构示意图，及其局部示意图。

手术机器人包括主操作台1及从操作设备2。主操作台1具有手柄11及显示器12，医生通过操作手柄11向从操作设备2发送控制命令，以令从操作设备2根据医生操作手柄11的控制命令执行相应操作，并通过显示器12观察手术区域，其中，手柄11能够自由移动及旋转，令医生具有较大的操作空间，例如，手柄11通过连线与主操作台1连接。从操作设备2具有操作臂31(即外科手术器械)，操作臂31包括依次连接的连杆32、连接组件33及末端器械34，其中，连接组件33具有多个关节组件，操作臂31通过调节关节组件调节所述末端器械34的方位；末端器械34具有图像末端器械34a及操作末端器械34b。其他实施例中，手柄11也可以通过旋转的连杆与主操作台1相连接。

如图3所示，主操作台1还具有脚踏机构21。脚踏机构21包括支撑框架22，支撑框架22接地侧装设有多个用于移动整个主操作台1的脚轮23，支撑框架22离地侧装设并支撑手柄11及显示器12以供医生操作和观察。脚踏机构21还包括脚踏板24，脚踏板24可升降地装设并支撑于支撑框架22的离地侧，脚踏板24的离地面装设有多个脚踏按钮25，该多个脚踏按钮25用于被医生通过脚踏而产生输入指令从而解放医生的双手以利于令医生能够连续地操作手柄实现对操作臂31的不间断控制，进而保证了手术的连贯性。这些输入指令可被配置为用于如操作臂31的切换、操作臂31的离合、单极或双极末端器械的能量控制、rcm模式切换、操作权限的切换、紧急制动等。

请参阅图3及图4，脚踏板24与支撑框架22之间通过一个以上的连接机构26相连，并借助连接机构26相较于支撑框架22进行升降，从而实现脚踏板24离地高度的调节，以便于搬运和移动主操作台1。

一实施例中，如图5所示，该连接机构26包括固定件261、连接件262、复位件263以及锁合件264，锁合件264具有适配的第一锁合部265和第二锁合部266。其中，复位件263及锁合件264均可以为一个以上。

固定件261相对于地面固定被固定设置，具体用于与支撑框架22通过如螺接等方式固定相连。上述的第一锁合部265与固定件261相对固定的设置。例如，该第一锁合部265可以设置于固定件261上，也可以设置于与固定件261具有相对固定位置关系的其它部件上。

连接件262与固定件261对向设置，具体用于与脚踏板24通过如螺接等方式固定连接。上述的第二锁合部266与该连接件262固定设置。

复位件263设置于固定件261和连接件262之间，主要用于为连接件262提供复位力。复位件263及/或锁合件264单独及/或共同提供对于连接件261的支撑力。

其中，连接件262受外力可相向或相背于固定件261移动，并可在复位件263的复位力下相背或相向于固定件261移动。如复位件263的复位力是同向排斥力时，连接件262受外力克服复位力相向于固定件261移动，并可在复位力作用下相背于固定件261移动；又如复位件263的复位力是同向吸引力时，连接件262受外力克服复位力相背于固定件261移动，并可在复位力作用下相向于固定件261移动。这里的“同向排斥力”指使连接件262相背于固定件261移动的力，这里的“同向吸引力”指使连接件262相向于固定件261移动的力。

在相反于复位件263的复位方向的方向上，连接件262相较于固定件261的初始位置距离连接件262相较于固定件261的锁合位置(目标位置)之间具有目标距离，相应地，第二锁合部266与第一锁合部265之间也应当具有相同的目标距离。在施加外力调节连接件262从相较于固定件261的初始位置至目标位置时，第二锁合部266跟随连接件262移动目标距离进而与第一锁合部265可分离地连接，在连接状态下两者为锁紧状态以使连接件262与固定件261保持在当前位置状态。而在将第二锁合部266从第一锁合部265脱离解锁时，连接件262可以在复位件263提供的复位力的复位作用下从目标位置复位至初始位置。上述的初始位置通常指复位件的平衡位置。

一实施例中，第二锁合部266与第一锁合部265之间为卡接配合。其它实施例中，第二锁合部266与第一锁合部265之间为磁吸配合。

在一具体实施例中，继续参阅图5，第一锁合部265和第二锁合部266中的其中之一为卡槽、另一为弹性抵接件。例如，第一锁合部265是卡槽，第二锁合部266是弹性抵接件，在调节连接件262相较于固定件261之间移动目标距离时，弹性抵接件266抵紧卡槽265进而实现紧密卡接。其中，卡槽265的纵深方向(卡槽265开口至卡槽265底部)可平行或垂直于复位件263的复位方向，其也可以具有夹角，弹性抵接件266的复位方向与卡槽265的纵深方向适应以能够抵紧于卡槽265即可。例如，如图5所示实施例中，卡槽265的纵深方向垂直于复位件263的复位方向，弹性抵接件266的复位方向与卡槽265适配以能够与卡槽265抵持。

具体而言，继续参阅图5，弹性抵接件266包括抵接部2661及与抵接部2661连接的压缩弹簧2662。为安装该弹性抵接件266，可以在连接件262上如底部相对设置第一支架267和第二支架268，该第一支架267相较于第二支架268更加邻近卡槽265，抵接部2661装设在第一支架267远离第二支架268的一侧，压缩弹簧2662装设在第一支架267和第二支架268之间。

较佳的，在第一支架267和第二支架268之间装设有一导向杆2663，该导向杆2663一端与第一支架267固定连接、另一端滑动连接于第二支架268(的轴孔2681)中，该导向杆2663的设置可以较好的对压缩弹簧2662的形变进行导向。

较佳的，第一支架267可贯穿连接件262并与连接件262进行转动连接。第一支架267远离抵接部2661的一端可作为扳手使用，以通过施加相反于压缩弹簧2662的复位方向的方向(向卡槽265方向)的力转动扳手进而压缩该压缩弹簧2662，进而将抵接部2661从卡槽265中分离出来。之后，连接件262将在复位件263的复位力作用下恢复至平衡位置。

一实施例中，该抵接部2661可以是楔块。一实施例中，如图5所示，该抵接部2661也可以是转动连接于第一支架267上的滚轮，该滚轮2661可以在连接件262的移动路径上滚动，以减小接触摩擦，既有助于降噪、又有助于省力。举例而言，该卡槽265开设于固定件261的侧壁2611上，滚轮2661可以在侧壁2611上滚动。

一实施例中，连接件262与固定件261之间的目标距离可以为两个以上。与之相应的，卡槽265数量可以为两个以上，该多个卡槽265沿着相反于复位件263的复位方向的方向间隔地设置，以实现高度可选择性的调节。

其中，如图6所示，该多个卡槽265可以沿着固定件261的侧壁2611进行直线排列设置，它们可以具有均匀的或非均匀的间隔；当然，该多个卡槽265也可以不形成于固定件261，而是例如利用与该固定件261相对固定设置的齿条(图未示)的齿纹间隙所形成。其中，该多个卡槽265在相反于复位件263的复位方向的方向上间隔排列。该抵接部2661与多个卡槽265之间在相反于复位件263的复位方向的方向上形成有多个目标距离以使得高度可调。

继续参阅图6，为了方便高度可选择性的调节，抵接部2661可采用波珠弹簧。具体而言，波珠弹簧2661的侧壁2611具有螺纹，第一支架267邻近卡槽的一侧设置有螺纹孔，波珠弹簧2661螺接于该螺纹孔内，进一步地，卡槽261的内壁为与波珠弹簧2661顶部的球面适配球形表面。在合适的外部力下，可以利用该多个卡槽265与波珠弹簧2661的配合实现多个高度的调节。

一实施例中，请参阅图7，连接件262和固定件261之间具有两个以上的复位件263及一个以上的锁合件264。如图7所示，该连接件262具有两个复位件263及两个锁合件264。该两个锁合件264设置于两个复位件263之间，两个锁合件264可背向设置。这样的结构设置有助于简化安装，并且方便驱动连接件262升降。在该实施例中，固定件261可以是如图7所示的两个，也可以是一个(如将如图7所示的两个连接成一体)。

更佳的，继续参阅图7，该两个锁合件264中的第一支架267采用如剪刀手柄结构的设计，具体的，伸出连接件262以作为扳手使用的两个第一支架267交叉设置且可以通过如同一转轴与连接件262转动连接，也即两个第一支架267的底部和顶部分别邻近不同复位件263进行设置。这样的结构设计有利于可通过一次类似操作剪刀夹紧的动作而实现一次性解锁两个锁合件264。

在一具体实施例中，第一锁合部265和第二锁合部266中的其中之一为磁体、另一为可被该磁体吸引的金属件或磁体。例如，第一锁合部265为磁体，第二锁合部266为铁或与第一锁合部265磁极相异的磁体。当连接件262被调节至相较于固定件261移动目标距离时，通过第一锁合部265和第二锁合部266的磁性连接，可以将连接件262保持在当前位置状态。若施加大于磁力及重力之和的外力，可以将第一锁合部265和第二锁合部266分开，然后利用复位件263提供的复位力使连接件262复位。例如，可以将如图5所示的卡槽替换为磁体以作为第一锁合部265，并将抵接部或整个弹性抵接件替换为金属件或另一磁体以作为第二锁合部266。

在一具体实施例中，如图5所示，上述的复位件263是弹性复位件。该弹性复位件263可以是压缩弹簧。可以在连接件262上设置一个用于供压缩弹簧263套设和导向的导向杆2631。更进一步地，可以在固定件261上开设导向孔2612，导向杆2631可以伸入导向孔2612，以为连接件262提供一个较大的可调节范围。在该示意图下，复位件263在平衡状态下，弹性抵接件266的位置尤指抵接部2661的位置通常高于卡槽266的位置，以在复位件263处于适当的向下压缩状态下锁紧连接件262于目标位置。弹性复位件263为压缩弹簧的工作原理可以如图8及图9所示，向下施加压力可以降低连接件262的高度进而带动脚踏板24下降。

可替代的，该弹性复位件263也可以是拉伸弹簧。其中，同样设计导向杆及导向孔可能更加易于使用。此时，复位件263在平衡状态下，抵接件266的位置通常低于卡槽265的位置，以在复位件263处于适当的向上拉伸状态下锁紧连接件262于目标位置。弹性复位件263为拉伸弹簧的工作原理可以如图10及图11所示，向上施加拉力可以升高连接件262的高度进而带动脚踏板24上升。

在一具体实施例中，如图12至图20所示，上述的复位件263还可以是磁性复位件。该磁性复位件263包括一对以上的磁体，这里的“一对”可以定义为“一对一”、“二对一”及/或“多对一”的关系。也即所称的同一对磁体中，连接件262和固定件261中之一固设一个磁体，另一可以固设一个、二个或多个适配的磁体，一对二或一对多的单侧的这一个磁体的磁场一般能够有效覆盖另外二个或多个磁体的磁场。同时，这些磁体通常固设于连接件262和固定件261互相邻近的一面。磁体与连接件262和固定件261的固定方式多种多样，如可以用强力胶粘结，又如用卡接卡合，又如镶嵌固定，又如在磁体上设置通孔且在连接件262及固定件261上设置螺纹孔以通过螺丝自磁体一侧进行安装锁紧，等等。

一实施例中，如图12至图15所示，同一对磁体中，固设于连接件262的磁体的磁极与固设于固定件261的磁体的磁极相同，以在连接件262和固定件261之间产生类似于压缩弹簧那样的同向排斥力。具体而言，这些磁体可以是条形磁体、u形磁体、环形磁体等，它们类型的区别以及材质的区别并不会对产生排斥力的诉求造成影响，它们完全可以组合使用。

图12示意了在连接件262与固定件261之间仅有由两个磁体组成的一对磁体，该一对磁体相对的一侧的磁极相同，均为n极，其它实施例中也可以均为s极。

图13示意了在连接件262与固定件261之间仅有由三个磁体组成的一对磁体，该一对磁体相对的一侧的磁极相同，如两个磁体固设于连接件262上，另一磁体固设于固定件261上，这些磁体均为n极，其它实施例中也可以均为s极。

图14和图15示意了有由两个磁体组成的多对磁体，图14示意了在连接件262和固定件261相对的两侧的磁体可以均为n极，其他实施例中也可以均为s极，图15示意了在连接件262和固定件261相对的两侧的磁体均包括n极和s极，它们可以按如交替排列的方式或其它任意排列方式设置。

图12至图15所示的这些方式可以相互结合使用，只要能够在连接件262与固定件261产生排斥力以利于实现复位即可。

另一实施例中，如图16至图20所示，同一对磁体中，固设于连接件262的磁体的磁极与固设于固定件261的磁体的磁极相异，以在连接件262和固定件261之间产生类似于拉伸弹簧那样的同向吸引力。具体而言，这些磁体也可以是条形磁体、u形磁体、环形磁体等，它们类型的区别以及材质的区别并不会对产生吸引力的诉求造成影响，它们完全可以组合使用。

图16示意了在连接件262与固定件261之间仅有由两个磁体组成的一对磁体，该一对磁体相对的一侧的磁极相异，一个为n极，一个为s极。

图17示意了在连接件262与固定件261之间仅有由三个磁体组成的一对磁体，该一对磁体相对的一侧的磁极相异，如两个磁体固设于连接件262上，另一磁体固设于固定件261上，固设于连接件262的两个磁体均为n极，固设于固定件261的一个磁体为s极。

图18和图19示意了有由两个磁体组成的多对磁体，图18示意了在连接件262和固定件261相对的两侧的磁体中一侧均为n极，另一侧均为s极，图19示意了在连接件262和固定件261相对的两侧的磁体均包括n极和s极，它们可以按如交替排列的方式或其它任意排列方式设置。

图16至图19所示的这些方式可以相互结合使用，只要能够在连接件262与固定件261产生吸引力以利于实现复位即可。

如图20所示，在上述任意实施例中，一对磁体中磁体的磁极相异时，可以在该一对磁体中任意一个磁体表面(如在固定件262上固设的磁体的表面)设置缓冲件269以缓冲两者异性相吸时的碰撞。该缓冲件269可以是硅胶、橡胶等材质的非磁性弹片。该缓冲件269更优可以是磁性弹片，以在起到缓冲作用的同时不损耗磁力。

上述两种实施例中，以一对磁体包括两个磁体，且该两个磁体为环形磁体为例进行说明。该环形磁体通过夹持其通孔的中间件270并利用螺丝271锁紧于固定件261或连接件262上。可以进一步在连接件262上设置导向杆2631，该两个磁体均套设于导向杆2631上，导向杆2631可相对于固定件261上的磁体滑动，进而提供导向功能。更进一步地，可以在固定件261上开设导向孔2612，导向杆2631可以伸入导向孔2612，以为连接件262提供一个较大的可调节范围。

此外，在一对磁体的组成数量或类型变化时，事实上同样也可以设置不同于上述结构的导向杆2631和导向孔2612的形式，以提供相应的导向功能。例如，设置一个以上导向杆2631，该导向杆2631一端与连接件262固定连接、另一端滑动连接于固定件261上开设的导向孔2612内，该结构能够适应于一对磁体的多种组合。

上述实施例中，各磁体是永久磁体。

上述实施例中，通过连接机构26的高度调节作用，脚踏板24最低可下降至与地面相贴合，这样在使用时会更稳定，同时还能作为制动而被使用。

上述实施例中，对应于复位件263提供同向排斥力，通过按压如脚踏该脚踏板24可以实现升降功能；对应于复位件263提供同向吸引力，通过提拉脚踏板24同样可以实现升降功能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。