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具有精細(xì)位置調(diào)整特征的機(jī)器人臂推車及其用途

457   編輯:管理員   來(lái)源:威博外科公司  
2024-01-10 16:52:25
權(quán)利要求書: 1.一種包括具有精細(xì)位置調(diào)整特征的機(jī)器人臂推車的裝置,包括:

機(jī)器人臂,所述機(jī)器人臂被配置為可移除地聯(lián)接到手術(shù)臺(tái),所述機(jī)器人臂包括被配置為與所述手術(shù)臺(tái)的連桿配合的承窩;

臂推車,所述臂推車被配置為包含所述機(jī)器人臂并且在所述手術(shù)臺(tái)和存儲(chǔ)位置之間運(yùn)輸所述機(jī)器人臂;

連接器,所述機(jī)器人臂經(jīng)由所述連接器聯(lián)接到所述臂推車,所述連接器可滑動(dòng)地安裝到所述臂推車,使得所述連接器和所述機(jī)器人臂能夠相對(duì)于所述臂推車共同移動(dòng);

第一多個(gè)彈簧,所述第一多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧基本上是水平的,具有聯(lián)接到所述臂推車的第一端部部分,并且具有聯(lián)接到所述連接器的第二端部部分;和第二多個(gè)彈簧,所述第二多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧基本上是豎直的,具有聯(lián)接到所述臂推車的第一端部部分,并且具有聯(lián)接到所述連接器的第二端部部分;

其中,所述第一多個(gè)彈簧和所述第二多個(gè)彈簧各自被配置為提供對(duì)于使所述連接器相對(duì)于所述臂推車移動(dòng)的彈性阻力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中所述連接器安裝到所述臂推車,使得所述連接器和所述機(jī)器人臂能夠相對(duì)于所述臂推車水平和豎直地共同移動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中所述連接器安裝到所述臂推車上,使得所述連接器和所述機(jī)器人臂相對(duì)于所述臂推車的角移動(dòng)被阻礙。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述連接器包括第一塊和第二塊,其彼此可滑動(dòng)地聯(lián)接,所述第一塊包括可滑動(dòng)地聯(lián)接到所述臂推車的導(dǎo)軌的第一凹槽且所述第二塊包括可滑動(dòng)地設(shè)置在所述第一塊的第二凹槽內(nèi)的榫舌,所述第二塊聯(lián)接到所述機(jī)器人臂,其中,所述第一多個(gè)彈簧和第二多個(gè)彈簧聯(lián)接到所述第二塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述連接器包括:

第一塊,其可操作以在一個(gè)或多個(gè)柱上豎直滑動(dòng),每個(gè)柱固定地聯(lián)接到所述臂推車,所述第二多個(gè)彈簧抵抗所述第一塊沿豎直方向的移動(dòng);以及第二塊,其可操作以在一個(gè)或多個(gè)柱上水平滑動(dòng),每個(gè)柱聯(lián)接到所述第一塊,所述第二塊可操作以相對(duì)于所述臂推車豎直和水平地移動(dòng),其中,所述第二塊包括閂鎖、磁體或可操作以可移除地聯(lián)接到所述機(jī)器人臂的其他合適聯(lián)接機(jī)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中所述承窩被配置為接觸所述連桿的倒角并向所述連接器施加力,使得所述連接器和所述機(jī)器人臂相對(duì)于所述臂推車共同移動(dòng),以將所述機(jī)器人臂與所述連桿對(duì)準(zhǔn)。

7.一種包括具有精細(xì)位置調(diào)整特征的機(jī)器人臂推車的裝置,包括:

臂推車,所述臂推車被配置為在儲(chǔ)存位置和手術(shù)臺(tái)之間移動(dòng)機(jī)器人臂,所述機(jī)器人臂包括被配置為與所述手術(shù)臺(tái)的連桿配合的承窩,所述臂推車具有連接器,所述連接器被配置為支撐所述機(jī)器人臂,所述連接器可滑動(dòng)地安裝到所述臂推車以使得在所述機(jī)器人臂與所述手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分對(duì)準(zhǔn)并聯(lián)接到所述手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分時(shí),能夠相對(duì)于所述臂推車調(diào)整所述機(jī)器人臂的位置;

第一多個(gè)彈簧,所述第一多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧基本上是水平的,具有聯(lián)接到所述臂推車的第一端部部分,并且具有聯(lián)接到所述連接器的第二端部部分;

第二多個(gè)彈簧,所述第二多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧基本上是豎直的,具有聯(lián)接到所述臂推車的第一端部部分,并且具有聯(lián)接到所述連接器的第二端部部分;

所述第一多個(gè)彈簧和所述第二多個(gè)彈簧各自被配置為提供對(duì)于使所述連接器相對(duì)于所述臂推車移動(dòng)的彈性阻力。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置,其中所述機(jī)器人臂僅經(jīng)由所述連接器聯(lián)接到所述臂推車,所述連接器經(jīng)由水平棱柱形接頭和豎直棱柱形接頭聯(lián)接到所述臂推車,所述連桿具有倒角,并且所述連桿具有倒角,所述倒角被配置為接觸所述機(jī)器人臂的承窩并促使所述機(jī)器人臂和所述連接器與所述連桿對(duì)準(zhǔn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置,其中所述臂推車包括多個(gè)彈簧,所述多個(gè)彈簧被配置為將所述機(jī)器人臂的承窩維持在第一豎直位置,所述第一豎直位置大致對(duì)應(yīng)于所述手術(shù)臺(tái)的所述連桿的豎直位置,所述多個(gè)彈簧被配置為允許所述機(jī)器人臂的承窩從所述第一豎直位置移動(dòng)到第二豎直位置與所述豎直位置到所述手術(shù)臺(tái)的所述連桿的所述豎直位置精確相對(duì)應(yīng)。

10.一種用于包括具有精細(xì)位置調(diào)整特征的機(jī)器人臂推車的方法,包括:

將包含機(jī)器人臂的臂推車從第一存儲(chǔ)位置移動(dòng)到手術(shù)臺(tái),所述機(jī)器人臂的聯(lián)接部分處于與所述手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分大致對(duì)準(zhǔn)的第一位置,其中,所述機(jī)器人臂經(jīng)由連接器聯(lián)接到所述臂推車,并且所述連接器使用彈簧將所述機(jī)器人臂維持在所述第一位置;

在通過(guò)向所述彈簧施加力而將所述臂推車移動(dòng)到所述手術(shù)臺(tái)之后,將所述臂推車內(nèi)的所述機(jī)器人臂從所述第一位置移動(dòng)到第二位置,當(dāng)所述機(jī)器人臂處于所述第二位置時(shí),所述機(jī)器人臂的所述聯(lián)接部分與所述手術(shù)臺(tái)的所述聯(lián)接部分精確對(duì)準(zhǔn);以及將所述機(jī)器人臂聯(lián)接到所述手術(shù)臺(tái);以及將沒(méi)有所述機(jī)器人臂的所述臂推車從所述手術(shù)臺(tái)移動(dòng)到第二存儲(chǔ)位置。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中:

將所述臂推車移動(dòng)到所述手術(shù)臺(tái)包括將所述機(jī)器人臂的所述聯(lián)接部分放置成與所述手術(shù)臺(tái)的所述聯(lián)接部分接觸;

所述機(jī)器人臂的所述聯(lián)接部分或所述手術(shù)臺(tái)的所述聯(lián)接部分中的至少一者包括倒角;

并且

將所述機(jī)器人臂從所述第一位置移動(dòng)到所述第二位置包括繼續(xù)朝向所述手術(shù)臺(tái)移動(dòng)所述臂推車,使得所述倒角促使所述機(jī)器人臂從所述第一位置到所述第二位置。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中將所述機(jī)器人臂從所述第一位置移動(dòng)到所述第二位置包括相對(duì)于所述臂推車沿水平方向或豎直方向中的至少一者移動(dòng)所述機(jī)器人臂。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中將所述機(jī)器人臂從所述第一位置移動(dòng)到所述第二位置包括相對(duì)于所述臂推車沿水平方向或豎直方向中的至少一者移動(dòng)所述機(jī)器人臂而無(wú)角移動(dòng)。

說(shuō)明書: 具有精細(xì)位置調(diào)整特征的機(jī)器人臂推車及其用途[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用[0002] 本申請(qǐng)要求2017年6月1日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/513,798的優(yōu)先權(quán),該申請(qǐng)據(jù)此全文以引用方式并入。背景技術(shù)[0003] 本文描述的實(shí)施方案涉及用于機(jī)器人臂推車的裝置和方法,該機(jī)器人臂推車用于將機(jī)器人臂運(yùn)輸、輸送和固定至例如手術(shù)臺(tái)。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本文描述的一些實(shí)施方案涉及可操作以將機(jī)器人臂運(yùn)輸?shù)绞中g(shù)臺(tái)和/或從手術(shù)臺(tái)運(yùn)輸機(jī)器人臂的臂推車。機(jī)器人臂可以經(jīng)由連接器聯(lián)接到臂推車。連接器可以可滑動(dòng)地安裝到臂推車,使得連接器和機(jī)器人臂可以相對(duì)于臂推車共同移動(dòng)。例如,當(dāng)臂推車鄰近手術(shù)臺(tái)時(shí),連接器和機(jī)器人臂可以移動(dòng)以提供最終的精細(xì)調(diào)整,以便將機(jī)器人臂與手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分對(duì)準(zhǔn)。附圖說(shuō)明[0005] 圖1A和圖1B分別是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的手術(shù)臺(tái)的示意性側(cè)視圖和示意性頂視圖。[0006] 圖1C是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的機(jī)器人臂的示意性側(cè)視圖,其以延伸或使用構(gòu)型示出;并且圖1D是圖1C的機(jī)器人臂的示意性側(cè)視圖,其以收縮或折疊構(gòu)型示出。[0007] 圖2A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的具有聯(lián)接到其的機(jī)器人臂的手術(shù)臺(tái)的示意性頂視圖。[0008] 圖2B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的具有機(jī)器人臂和與其聯(lián)接的臂適配器的手術(shù)臺(tái)的示意性頂視圖。[0009] 圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的臂推車和手術(shù)臺(tái)的示意圖。[0010] 圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的手術(shù)臺(tái)和機(jī)器人臂的配合部分的示意圖。[0011] 圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的臂推車的連接器的示意圖。[0012] 圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的臂推車的連接器的示意圖。[0013] 圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的用于將機(jī)器人臂聯(lián)接到手術(shù)臺(tái)的方法的流程圖。具體實(shí)施方式[0014] 本文描述了用于提供臂推車的裝置和方法,該臂推車用于將機(jī)器人臂運(yùn)輸、輸送和固定到具有患者能夠被置于其上的臺(tái)面的手術(shù)臺(tái)。在一些情況下,當(dāng)將機(jī)器人臂被輸送到手術(shù)臺(tái)時(shí),機(jī)器人臂可能無(wú)法與手術(shù)臺(tái)精確對(duì)準(zhǔn)。本文所述的一些實(shí)施方案涉及適合在臂推車內(nèi)調(diào)整機(jī)器人臂的方法和裝置,其可以允許對(duì)手術(shù)臂進(jìn)行精細(xì)調(diào)整以使得機(jī)器人臂可以更緊密地對(duì)準(zhǔn)到手術(shù)臺(tái)。[0015] 手術(shù)臺(tái)和機(jī)器人臂可以被配置為配合地聯(lián)接。例如,手術(shù)臺(tái)和機(jī)器人臂可以包括互補(bǔ)聯(lián)接部分,諸如連桿和承窩配合部分。可操作以支撐和/或運(yùn)輸機(jī)器人臂的臂推車可適合于移動(dòng)機(jī)器人臂,使得機(jī)器人臂的聯(lián)接部分與手術(shù)臺(tái)的對(duì)應(yīng)聯(lián)接部分大致對(duì)準(zhǔn)。然而,在將臂推車與手術(shù)臺(tái)精確對(duì)準(zhǔn)以使得機(jī)器人臂可以與手術(shù)臺(tái)配合方面可能存在挑戰(zhàn)。例如,操作者可能難以將臂推車準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)向到精確的水平位置中。此外,地板覆蓋物、制造公差等可能導(dǎo)致機(jī)器人臂無(wú)法與手術(shù)臺(tái)精確對(duì)準(zhǔn)。本文描述的一些實(shí)施方案涉及具有連接器的臂推車,該連接器被配置為支撐機(jī)器人臂。連接器可以可滑動(dòng)地安裝到臂推車,使得可以相對(duì)于臂推車調(diào)整機(jī)器人臂的位置。以這種方式,可以在不移動(dòng)/調(diào)整整個(gè)臂推車的情況下對(duì)機(jī)器人臂的位置進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。精細(xì)調(diào)整可以有助于將機(jī)器人臂與手術(shù)臺(tái)配合。[0016] 本文描述的一些實(shí)施方案涉及一種方法,該方法包括將包含機(jī)器人臂的臂推車從存儲(chǔ)位置移動(dòng)到手術(shù)臺(tái)。臂推車可以將機(jī)器人臂支撐在第一位置,在該第一位置中,機(jī)器人臂的聯(lián)接部分可以與手術(shù)臺(tái)的對(duì)應(yīng)聯(lián)接部分大致對(duì)準(zhǔn)。類似規(guī)定,在一些實(shí)施方案中,當(dāng)臂推車移動(dòng)到手術(shù)臺(tái)的附近時(shí),機(jī)器人臂的配合部分可以在手術(shù)臺(tái)的對(duì)應(yīng)配合部分的10?20mm內(nèi)。在其他實(shí)施方案中,當(dāng)臂推車移動(dòng)到手術(shù)臺(tái)的附近時(shí),機(jī)器人臂可以在手術(shù)臺(tái)的對(duì)應(yīng)配合部分的10cm、2cm或任何其他合適的距離內(nèi)。機(jī)器人臂可以在臂推車內(nèi)和/或在仍與臂推車聯(lián)接的同時(shí)從第一位置移動(dòng)到第二位置,在該第二位置中,機(jī)器人臂的聯(lián)接部分與手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分精確對(duì)準(zhǔn)。在機(jī)器人臂與手術(shù)臺(tái)精確對(duì)準(zhǔn)之后,機(jī)器人臂可以聯(lián)接到手術(shù)臺(tái)和/或與臂推車分開。

[0017] 如圖1A至圖1B示意性地所示,手術(shù)臺(tái)100包括臺(tái)面120、臺(tái)支撐件122和臺(tái)基部124。如圖1A中示意性地示出,臺(tái)面120具有上表面,患者P在外科手術(shù)期間能夠被置于該上表面上。臺(tái)面120設(shè)置在支撐件122上,該支撐件可以是例如位于地板上方合適高度的基座。支撐件122(在本文中也被稱為基座)可以提供用于臺(tái)面120以期望數(shù)量的自由度移動(dòng),諸如沿豎直或Z軸(在地板上方的高度)、水平Y(jié)軸(沿著臺(tái)的縱向軸線)和/或水平X軸(沿著臺(tái)的橫向軸線)的平移和/或圍繞Z軸、Y軸和/或X軸的旋轉(zhuǎn)。臺(tái)面120還可包括可沿著/圍繞任何合適軸線相對(duì)彼此移動(dòng)的多個(gè)區(qū)段,例如,軀干、一個(gè)或兩個(gè)腿和/或一個(gè)或兩個(gè)臂中的每一個(gè)的單獨(dú)區(qū)段,以及頭部支撐區(qū)段。臺(tái)面120和/或其組成區(qū)段的移動(dòng)可以手動(dòng)執(zhí)行、由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、遠(yuǎn)程控制或通過(guò)任何其他合適的裝置執(zhí)行。用于臺(tái)面120的支撐件122可以安裝到基部

124,該基部可固定到手術(shù)室的地板,或者可以(例如,通過(guò)使用在基部124上的輪子)相對(duì)于地板移動(dòng)。在一些實(shí)施方案中,支撐件122的高度可以被調(diào)節(jié),其與例如臺(tái)面120的運(yùn)動(dòng)(例如,軸向(縱向)或橫向運(yùn)動(dòng))一起可以允許臺(tái)面120被定位在地板上方的特定高度(例如,以允許外科醫(yī)生接近)以及距支撐件120一定距離處的期望手術(shù)部位處。這也可以允許聯(lián)接到臺(tái)100的機(jī)器人臂(例如,下面討論的臂130)到達(dá)設(shè)置在臺(tái)面120上的患者P的期望治療目標(biāo)。

[0018] 在機(jī)器人輔助外科手術(shù)中,可以相對(duì)于設(shè)置在手術(shù)臺(tái)100(本文也被成為“臺(tái)”)的臺(tái)面120上的患者將一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂130(在圖1C和圖1D中示意性地示出)設(shè)置在期望的操作位置。一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂能夠用于為置于手術(shù)臺(tái)100上的患者執(zhí)行外科手術(shù)。具體地講,每個(gè)機(jī)器人臂的遠(yuǎn)側(cè)端部可以設(shè)置在期望的操作位置,使得聯(lián)接至機(jī)器人臂的遠(yuǎn)側(cè)端部的醫(yī)療器械可以執(zhí)行期望的功能。[0019] 如圖1C和圖1D中示意性地示出,每個(gè)機(jī)器人臂130可以包括遠(yuǎn)側(cè)端部部分137和近側(cè)端部部分136。遠(yuǎn)側(cè)端部部分137(在本文中也被稱為“操作端部”)可以包括或具有與之聯(lián)接的醫(yī)療器械或工具115。近側(cè)端部部分136(在本文中也被稱為“安裝端部部分”或“安裝端部”)可以包括聯(lián)接部分以允許機(jī)器人臂130聯(lián)接到臺(tái)100。機(jī)器人臂130可以包括在接頭處聯(lián)接在一起的兩個(gè)或更多個(gè)連桿構(gòu)件或區(qū)段110,該連桿構(gòu)件或區(qū)段可以提供沿著X軸、Y軸和/或Z軸中的一個(gè)或多個(gè)的平移和/或圍繞X軸、Y軸和/或Z軸中的一個(gè)或多個(gè)的旋轉(zhuǎn)(例如,在圖1A和圖1B中示出)。機(jī)器人臂130的聯(lián)接部分可以包括聯(lián)接機(jī)構(gòu)139。聯(lián)接機(jī)構(gòu)139可以設(shè)置在臂130的安裝端部136處,并且可以聯(lián)接到區(qū)段110或者結(jié)合在區(qū)段110內(nèi)。如圖1C所示,機(jī)器人臂130可以在各種延伸構(gòu)型之間移動(dòng),以供在外科手術(shù)期間使用,并且在不使用時(shí)處于各種折疊或收縮構(gòu)型以供存儲(chǔ),如圖1D所示。[0020] 圖2A和圖2B示出了具有聯(lián)接到其上的機(jī)器人臂的手術(shù)臺(tái)的兩個(gè)實(shí)施方案。如上所述并根據(jù)以下更詳細(xì)地公開的各種實(shí)施方案,機(jī)器人臂可以適合于用于執(zhí)行外科手術(shù)并且可以可釋放地聯(lián)接到手術(shù)臺(tái)。在一些實(shí)施方案中,機(jī)器人臂可以聯(lián)接在臺(tái)上的固定位置,或可以被聯(lián)接為使得機(jī)器人臂可相對(duì)于臺(tái)面移動(dòng)到多個(gè)位置。例如,如圖2A中示意性地示出,機(jī)器人臂230可以聯(lián)接到手術(shù)臺(tái)200的臺(tái)面220。手術(shù)臺(tái)200在結(jié)構(gòu)和功能上可以與上述手術(shù)臺(tái)100相同或類似。例如,臺(tái)面220具有上表面,患者P能夠在外科手術(shù)期間被置于該上表面上。如圖2B中示意性所示,在一些實(shí)施方案中,機(jī)器人臂230可以在固定或可移動(dòng)的位置聯(lián)接到與手術(shù)臺(tái)聯(lián)接或與手術(shù)臺(tái)分離的臂適配器246。臂適配器246可以聯(lián)接到臺(tái)面220或與該臺(tái)面分離,但該臂適配器可與該臺(tái)面接合或可聯(lián)接到該臺(tái)面。[0021] 在準(zhǔn)備機(jī)器人輔助外科手術(shù)中,如相對(duì)于圖2A和圖2B所描述的,其中一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂可釋放地聯(lián)接到手術(shù)臺(tái)和/或臂適配器,,每個(gè)機(jī)器人臂可以經(jīng)由臂推車輸送和連接到手術(shù)臺(tái)和/或臂適配器。如圖3中示意性地示出,臂推車350可以被配置為支撐一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂。臂推車350包括第一機(jī)器人臂330A,并且可以包括任選的第二機(jī)器人臂330B。盡管示出了兩個(gè)機(jī)器人臂330,但是臂推車350可以被配置為容納、運(yùn)輸和/或輸送任何合適的數(shù)量的機(jī)器人臂330,諸如一個(gè)機(jī)器人臂、三個(gè)機(jī)器人臂或四個(gè)機(jī)器人臂。

[0022] 臂推車350可以被配置用于移動(dòng)。例如,臂推車350的基部354可以包括輪子。在一些實(shí)施方案中,臂推車350可以被配置為使機(jī)器人臂330在一個(gè)或多個(gè)位置和/或一個(gè)或多個(gè)取向之間移動(dòng),包括例如在存儲(chǔ)位置和手術(shù)位置之間。手術(shù)位置(例如,手術(shù)室)可以包括手術(shù)臺(tái)300。以這種方式,可以使機(jī)器人臂330接近手術(shù)臺(tái)300(例如,與手術(shù)臺(tái)接觸和/或在小于其30cm內(nèi))。如本文中進(jìn)一步詳細(xì)描述的,機(jī)器人臂330可以然后聯(lián)接到手術(shù)臺(tái)300。[0023] 手術(shù)臺(tái)300可以包括臺(tái)面320、臺(tái)支撐件322和臺(tái)基部324。臺(tái)面320具有上表面,患者P在外科手術(shù)期間能夠被置于該上表面上。臺(tái)面320設(shè)置在支撐件322上,該支撐件可以是例如位于地板上方合適高度的基座。支撐件322可以安裝到基部324,該基部可固定到手術(shù)室的地板上,或者可以(例如,通過(guò)使用在基部324上的輪子)相對(duì)于地板移動(dòng)。[0024] 手術(shù)臺(tái)300包括聯(lián)接部分346,該聯(lián)接部分被配置為接收、聯(lián)接到機(jī)器人臂(例如,機(jī)器人臂330)和/或與該機(jī)器人臂配合。在一些實(shí)施方案中,聯(lián)接部分346可以聯(lián)接到臺(tái)面320或與該臺(tái)面分離但可與該臺(tái)面接合或可聯(lián)接到該臺(tái)面(例如,聯(lián)接部分346可以是適配器的一部分,如參考圖2B所示和所述的)。在其他實(shí)施方案中,聯(lián)接部分346可以與臺(tái)面320和/或基座322成為一體。

[0025] 臂推車350可以以各種構(gòu)型支撐第一機(jī)器人臂330A(和任選的第二機(jī)器人臂330B)。在一些實(shí)施方案中,第一機(jī)器人臂330A可以經(jīng)由連接器336聯(lián)接到臂推車350。在其中臂推車350包含(或被配置為包含)多個(gè)機(jī)器人臂的實(shí)施方案中,臂推車350可以包括多個(gè)連接器336并且/或者每個(gè)機(jī)器人臂可以與一個(gè)連接器連接和/或斷開。在一些實(shí)施方案中,連接器336可以是機(jī)器人臂330的唯一支撐件,并且如本文中進(jìn)一步詳細(xì)描述的,其可以被配置為在臂推車350內(nèi)移動(dòng)。以這種方式,連接器336可以將機(jī)器人臂330聯(lián)接到臂推車350,并且連接器336和機(jī)器人臂350可操作以在臂推車350內(nèi)移動(dòng),例如以允許對(duì)機(jī)器人臂330的位置進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。

[0026] 機(jī)器人臂330包括聯(lián)接部分339,如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的,該聯(lián)接部分被配置為連接到手術(shù)臺(tái)300的聯(lián)接部分346和/或與其配合。在一些實(shí)施方案中,使臂推車350鄰近手術(shù)臺(tái)300移動(dòng)可以適合于將機(jī)器人臂330的聯(lián)接部分339移動(dòng)到手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分346附近。機(jī)器人臂330的聯(lián)接部分339可以與手術(shù)臺(tái)300的聯(lián)接部分346大致對(duì)準(zhǔn)(例如,在2cm或任何其他合適的距離內(nèi)豎直和/或橫向地對(duì)準(zhǔn))。然而,在一些情況下,移動(dòng)臂推車350和/或手術(shù)臺(tái)300可僅提供粗略或大致對(duì)準(zhǔn)。類似規(guī)定,在一些情況下,移動(dòng)臂推車350和/或手術(shù)臺(tái)300可能不足以將機(jī)器人臂330的聯(lián)接部分339與手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分346精確對(duì)準(zhǔn),從而使得機(jī)器人臂330可以配合地聯(lián)接到手術(shù)臺(tái)300。

[0027] 如本文中進(jìn)一步詳細(xì)描述的,機(jī)器人臂330可以經(jīng)由連接器336聯(lián)接到臂推車350。連接器336可以允許機(jī)器人臂330在臂推車330內(nèi)移動(dòng),使得可以對(duì)機(jī)器人臂330的聯(lián)接部分

339的對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整(例如,使機(jī)器人臂330的聯(lián)接部分339與手術(shù)臺(tái)300的聯(lián)接部分對(duì)準(zhǔn))。

[0028] 圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的手術(shù)臺(tái)400和機(jī)器人臂430的配合部分的示意圖。手術(shù)臺(tái)400包括被配置為由機(jī)器人臂430的承窩439接收的柱446。機(jī)器人臂430經(jīng)由連接器436聯(lián)接到臂推車450。連接器436包括彈簧438,使得連接器436(并且因此機(jī)器人臂430)可以相對(duì)于臂推車450移動(dòng)。類似規(guī)定,施加到機(jī)器人臂430和/或連接器436的力可以致使彈簧438變形,從而允許機(jī)器人臂430移動(dòng)。以這種方式,可以調(diào)整對(duì)機(jī)器人臂430的位置的精細(xì)調(diào)整,例如以將承窩439對(duì)準(zhǔn)到柱446。[0029] 在一些實(shí)施方案中,柱446可以被倒角和/或斜切,使得當(dāng)柱446接觸承窩439時(shí),例如當(dāng)臂推車450被推向手術(shù)臺(tái)400時(shí),如果柱446和承窩439沒(méi)有精確對(duì)準(zhǔn),則柱446的倒角可以向承窩439施加力,從而迫使承窩439與柱446更緊密地對(duì)準(zhǔn)。彈簧438可以響應(yīng)于力而變形,并且柱446和承窩439可以配合。[0030] 圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的連接器500的示意圖。連接器500在結(jié)構(gòu)和/或功能上可以與上述連接器336和/或436類似。連接器500可操作以連接到和/或支撐在臂推車550內(nèi)的機(jī)器人臂(圖5中未示出)。連接器500可操作以使得能夠?qū)C(jī)器人臂相對(duì)于臂推車550和/或手術(shù)臺(tái)(圖5中未示出)的對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整,以使得機(jī)器人臂可以配合地聯(lián)接到手術(shù)臺(tái)。如圖5所示并且在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述,連接器500可以提供兩個(gè)自由度,從而使得機(jī)器人臂能夠相對(duì)于臂推車550沿水平和豎直方向移動(dòng)。為了在第三維度上移動(dòng),臂推車550本身可以朝向和/或遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)移動(dòng)。[0031] 連接器500包括兩個(gè)正交的棱柱形(或滑動(dòng))接頭。第一塊510可操作以在兩個(gè)豎直柱515上豎直滑動(dòng),每個(gè)豎直柱固定地聯(lián)接到臂推車550。類似規(guī)定,第一塊510可以限定對(duì)應(yīng)于每個(gè)豎直柱515的通孔。通孔和豎直柱515的尺寸可以被設(shè)置為使得限定滑動(dòng)間隙。盡管示出了兩個(gè)豎直柱515,但可以使用任何合適數(shù)量的豎直柱515。然而,應(yīng)注意,在一些實(shí)施方案中,可期望存在至少兩個(gè)豎直柱515和/或非圓形柱以約束第一塊510免于繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)。彈簧518設(shè)置在豎直柱515上,但在其他實(shí)施方案中,彈簧518可以在任何合適的位置(例如,不必與柱515同軸)聯(lián)接到臂推車550和第一塊510。如圖所示,每個(gè)豎直柱515具有兩個(gè)彈簧518,一個(gè)彈簧位于第一塊510的上方并且一個(gè)彈簧位于其下方,上彈簧可以抵抗第一塊510沿一個(gè)豎直方向的移動(dòng),而下彈簧可以抵抗第一塊510沿相反豎直方向的移動(dòng)。在其他實(shí)施方案中,可以省略抵抗第一塊510沿向上方向的移動(dòng)的彈簧,并且連接器500和/或機(jī)器人臂的抵靠在抵抗第一塊510沿向下方向移動(dòng)的彈簧上的重量可以將第一塊510維持在靜止位置。

[0032] 第二塊520可操作以在兩個(gè)水平柱525上水平滑動(dòng),每個(gè)水平柱聯(lián)接到第一塊510。以這種方式,第二塊520相對(duì)于臂推車550具有兩個(gè)自由度。再次,在一些實(shí)施方案中,可期望存在至少兩個(gè)水平柱525和/或非圓形水平柱以約束第二塊520免于繞水平柱525的軸線旋轉(zhuǎn)。因此,第二塊520可操作以相對(duì)于臂推車550水平和豎直地移動(dòng),同時(shí)被約束免于任何旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。彈簧528設(shè)置在水平柱525上,但在其他實(shí)施方案中,彈簧528可以在任何合適的位置(例如,不必與柱525同軸)聯(lián)接到第一塊510和第二塊520。如圖所示,每個(gè)水平柱具有兩個(gè)彈簧528,一個(gè)彈簧位于第二塊520的任一側(cè)上。相對(duì)彈簧可以可操作以抵抗第二塊520沿相反方向的移動(dòng)。

[0033] 第二塊520可包括閂鎖、磁體或可操作以可移除地聯(lián)接到機(jī)器人臂的其他合適聯(lián)接機(jī)構(gòu)。因此,機(jī)器人臂可以可移除地聯(lián)接到第二塊520,并且連接器500可以允許機(jī)器人臂相對(duì)于臂推車550以兩個(gè)自由度移動(dòng)。彈簧518和528可操作以將機(jī)器人臂維持在靜止位置,但允許有限的移動(dòng)(例如,豎直方向上最多2cm并且橫向方向上最多2cm,任何方向上最多10cm,和/或任何其他合適的移動(dòng)量),以用于在促使機(jī)器人臂回到靜止位置時(shí)進(jìn)行位置和/或?qū)?zhǔn)的精細(xì)調(diào)整。彈簧518和528具有作為減震器的額外好處,從而在涉及臂推車550的運(yùn)輸和/或撞擊期間緩沖機(jī)器人臂。在一些實(shí)施方案中,止擋件可以聯(lián)接到豎直柱515和/或水平柱525,使得第一塊510和/或第二塊520的運(yùn)動(dòng)可以由止擋件限制。

[0034] 圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的連接器600的示意圖。連接器600與上述連接器500類似,和/或在結(jié)構(gòu)和/或功能上可以與連接器336和/或436類似。連接器600包括第一塊610和第二塊620,其彼此可滑動(dòng)地聯(lián)接以使得連接器600具有兩個(gè)自由度。第一塊610包括可滑動(dòng)地聯(lián)接到臂推車的導(dǎo)軌615的第一凹槽612。第二塊620包括可滑動(dòng)地設(shè)置在第一塊610的第二凹槽614內(nèi)的榫舌625。第二塊620被配置為聯(lián)接到機(jī)器人臂。連接器600可操作以經(jīng)由第二塊620聯(lián)接到和/或支撐機(jī)器人臂。因此,機(jī)器人臂和第二塊620可以相對(duì)于臂推車650移動(dòng),這可以允許如上所討論的精細(xì)調(diào)整。[0035] 第一(例如,豎直)組相對(duì)彈簧618和第二(例如,橫向)組相對(duì)彈簧628聯(lián)接到第二塊620和臂推車650。彈簧618和628可以將第二塊620和/或機(jī)器人臂維持在靜止位置,同時(shí)允許有限的移動(dòng)。[0036] 圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的將機(jī)器人臂聯(lián)接到手術(shù)臺(tái)的方法的流程圖。在710處,可以將包含機(jī)器人臂的臂推車?yán)鐝拇鎯?chǔ)位置移動(dòng)到手術(shù)臺(tái)。機(jī)器人臂和臂推車中的每一個(gè)可以與上述那些類似。在710處將臂推車移動(dòng)到手術(shù)臺(tái),可以包括將手術(shù)臂的聯(lián)接部分取向成鄰近手術(shù)臺(tái)的對(duì)應(yīng)聯(lián)接部分。例如,臂推車可以放置在手術(shù)臺(tái)附近(例如,在一英尺或更少距離內(nèi)),使得手術(shù)臂的聯(lián)接部分與手術(shù)臺(tái)的對(duì)應(yīng)聯(lián)接部分大致對(duì)準(zhǔn)。例如,臂推車可以相對(duì)于手術(shù)臺(tái)定位成使得機(jī)器人臂的聯(lián)接部分在手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分的小于2cm內(nèi)對(duì)準(zhǔn)(例如,豎直和/或橫向)。類似規(guī)定,當(dāng)臂推車鄰近手術(shù)臺(tái)移動(dòng)時(shí),機(jī)器人臂可以處于第一位置,在該第一位置中,彈簧(例如,如圖4至圖6所示)以及連接器和手術(shù)臂上的重力是平衡的。在第一位置中,機(jī)器人臂可能未與手術(shù)臺(tái)精確對(duì)準(zhǔn)。[0037] 在720處,可以例如通過(guò)向機(jī)器人臂和/或聯(lián)接器施加力來(lái)對(duì)機(jī)器人臂在臂推車內(nèi)的位置進(jìn)行精細(xì)調(diào)整,機(jī)器人臂可以相對(duì)于臂推車豎直和/或橫向(水平)移動(dòng)。例如,彈簧(如圖4至圖6所示)可以變形,但允許機(jī)器人臂和聯(lián)接器移動(dòng)足夠的距離以允許進(jìn)行精細(xì)位置調(diào)整(例如,1.5?2cm的調(diào)整或任何其他合適的調(diào)整)。在一些實(shí)施方案中,聯(lián)接器可以被配置為允許機(jī)器人臂(和機(jī)器人臂的聯(lián)接部分)豎直和/或橫向平移,同時(shí)約束旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。使用例如榫舌?凹槽棱柱形接頭(例如,如圖6所示)和/或兩個(gè)或更多個(gè)桿(例如,如圖5所示)來(lái)約束旋轉(zhuǎn)移動(dòng)可以減小或消除徑向未對(duì)準(zhǔn)。[0038] 在一些實(shí)施方案中,在720處對(duì)機(jī)器人臂的位置的精細(xì)調(diào)整可以包括將臂推車推向手術(shù)臺(tái),使得機(jī)器人臂的聯(lián)接部分接觸手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分。如圖所示,例如,在圖4中,手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分可以包括被配置為向臂推車的聯(lián)接部分施加力的倒角或類似的結(jié)構(gòu)。以這種方式,當(dāng)臂推車朝向手術(shù)臺(tái)移動(dòng)時(shí),臂推車的移動(dòng)可致使手術(shù)臺(tái)和臂推車的聯(lián)接部分移動(dòng)成精確對(duì)準(zhǔn)。如本申請(qǐng)中所使用,精確對(duì)準(zhǔn)是指機(jī)器人臂和手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分具有使得機(jī)器人臂可以與手術(shù)臺(tái)配合的相對(duì)位置。[0039] 一旦對(duì)準(zhǔn),則在730處,可以將機(jī)器人臂聯(lián)接到手術(shù)臺(tái)。然后,在740處,可以將機(jī)器人臂與連接器和臂推車分開。隨后,在750處,可以將臂推車移動(dòng)遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái),例如,移動(dòng)到存儲(chǔ)位置,并且可以準(zhǔn)備將臂用于外科手術(shù)。[0040] 雖然上文已經(jīng)描述了各種實(shí)施方案,但應(yīng)當(dāng)理解,它們僅以舉例方式而非限制方式呈現(xiàn)。例如,參考圖4,手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分被示出并描述為柱,而機(jī)器人臂的聯(lián)接部分被示出并描述為承窩。應(yīng)當(dāng)理解,在其他實(shí)施方案中,機(jī)器人臂的聯(lián)接部分可以是柱,并且手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分可以是承窩。[0041] 作為另一個(gè)示例,在一些實(shí)施方案中,機(jī)器人臂和手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分可以是定向的,諸如對(duì)應(yīng)的十字形、星形或任何其他合適的聯(lián)接部分。在這種實(shí)施方案中,約束機(jī)器人臂的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)(例如,使用非圓形和/或多個(gè)棱柱形接頭)可以在維持機(jī)器人臂和手術(shù)臺(tái)的聯(lián)接部分的對(duì)準(zhǔn)中起到附加的作用。作為另一個(gè)示例,盡管一些實(shí)施方案描述了使用棱柱形接頭以允許相對(duì)于臂推車對(duì)機(jī)器人臂進(jìn)行精細(xì)調(diào)整,但可以使用任何其他合適的機(jī)構(gòu)。例如,并非嵌套的棱柱形接頭,而是由連桿分隔的兩個(gè)球形接頭可以允許以兩個(gè)自由度對(duì)機(jī)器人臂進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。作為又一個(gè)示例,盡管一些實(shí)施方案描述了豎直或水平(或橫向)結(jié)構(gòu)(例如,彈簧、桿、凹槽等),但應(yīng)當(dāng)理解,在其他實(shí)施方案中,彈簧、接頭等可以處于任何取向。例如,在一些實(shí)施方案中,棱柱形接頭和/或彈簧可以以45度和135度取向,而不是以0度和90度取向。

[0042] 作為又一個(gè)示例,一些實(shí)施方案在本文中被描述為包含彈簧。彈簧可操作以促使連接器和/或機(jī)器人臂朝向靜止位置,同時(shí)允許對(duì)連接器和/或機(jī)器人臂進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。然而,應(yīng)當(dāng)理解,在其他實(shí)施方案中,可以省略彈簧,并且連接器和/或機(jī)器人臂可以相對(duì)于臂推車移動(dòng),但可以不包括用以促使連接器和/或機(jī)器人臂朝向靜止位置的彈簧。此外,在描述彈簧的情況下,應(yīng)當(dāng)理解,可以使用可操作以允許連接器移動(dòng)和/或施加力以促使連接器和/或機(jī)器人臂朝向靜止位置的任何合適機(jī)構(gòu),諸如機(jī)械彈簧(例如,卷簧、片簧、壓縮彈簧、拉伸彈簧等)、氣體彈簧、液壓彈簧、磁體、線性致動(dòng)器等。一些實(shí)施方案還可包括與彈簧并聯(lián)或串聯(lián)的阻尼器。[0043] 在上述方法表明某些事件按某種順序發(fā)生的情況下,某些事件的排序可能會(huì)被修改。另外,如果可能,某些事件可以在并行過(guò)程中同時(shí)執(zhí)行,以及如上所述順序地執(zhí)行。[0044] 在上文所述的示意圖和/或?qū)嵤┓桨副硎疽阅承┤∠蚧蛭恢貌贾玫哪承┎考那闆r下,可以修改部件的布置。雖然已經(jīng)具體示出并描述了實(shí)施方案,但是應(yīng)當(dāng)理解,可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。本文所述的裝置和/或方法的任何部分可以除互相排斥的組合之外的任何組合進(jìn)行組合。本文所述的實(shí)施方案可包括所述的不同實(shí)施方案的功能、部件和/或特征的各種組合和/或子組合。



聲明:
“具有精細(xì)位置調(diào)整特征的機(jī)器人臂推車及其用途” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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