1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202111373449.9(22)申请日 2021.11.19(71)申请人 复旦大学地址 200433 上海市杨浦区邯郸路220号(72)发明人 欧阳春甘中学牛福永张宏达管宇翔(74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限公司 31225专利代理师 丁云(51)Int.Cl.B25J 9/00(2006.01)B25J 9/04(2006.01)B25J 9/10(2006.01)B25J 9/08(2006.01)A61B 17/34(2006.01)A61B 34/35(2016.01)A
2、61B 34/00(2016.01)(54)发明名称一种耐辐射型穿刺针机械臂(57)摘要本发明涉及一种耐辐射型穿刺针机械臂，包括升降底座、底座定位关节、灵活关节、穿刺关节、穿刺针组件、第一耐辐射防护臂和第二耐辐射防护臂，所述的底座定位关节设于升降底座上，所述的第一耐辐射防护臂的一端与底座定位关节连接，另一端与灵活关节连接，所述第二耐辐射防护臂的一端与灵活关节连接，另一端与穿刺关节连接，所述的穿刺关节的末端设置所述穿刺针组件。与现有技术相比，本发明具有结构灵活度、可靠性高，耐辐射能力强等优点。权利要求书2页 说明书4页 附图3页CN 116141286 A2023.05.23CN 1161412
3、86 A1.一种耐辐射型穿刺针机械臂，其特征在于，包括升降底座(1)、底座定位关节、灵活关节、穿刺关节、穿刺针组件(9)、第一耐辐射防护臂(4)和第二耐辐射防护臂(7)，所述的底座定位关节设于升降底座(1)上，所述的第一耐辐射防护臂(4)的一端与底座定位关节连接，另一端与灵活关节连接，所述第二耐辐射防护臂(7)的一端与灵活关节连接，另一端与穿刺关节连接，所述的穿刺关节的末端设置所述穿刺针组件(9)。2.根据权利要求1所述的一种耐辐射型穿刺针机械臂，其特征在于，所述的升降底座(1)包括定位底板(101)、安装底座(102)、安装板(104)、升降轴(103)、摇杆(105)、摇杆(105)传动件
4、，所述的安装底座(102)固定设于定位底板(101)上，所述的摇杆(105)设于安装底座(102)的侧面所述的安装底座(102)上设有升降槽，所述的升降轴(103)设于升降槽内，所述的摇杆(105)传动件设于安装底座(102)内，所述的摇杆(105)传动件的一端与摇杆(105)连接，另一端与升降轴(103)的底部连接，所述的升降轴(103)的顶部与安装板(104)的底部固定连接。3.根据权利要求2所述的一种耐辐射型穿刺针机械臂，其特征在于，所述的定位底板(101)上开设有多个底座安装孔(106)。4.根据权利要求1所述的一种耐辐射型穿刺针机械臂，其特征在于，所述的底座定位关节包括底座转动关节(
5、2)和底座摆臂关节(3)，所述的底座转动关节(2)的底部与升降底座(1)的顶部固定连接，所述的底座摆臂关节(3)的侧面与所述底座转动关节(2)的侧面固定连接，所述底座摆臂关节(3)的末端与第一耐辐射防护臂(4)的底端固定连接。5.根据权利要求1所述的一种耐辐射型穿刺针机械臂，其特征在于，所述的灵活关节包括灵活连接关节(5)和灵活摆动关节(6)，所述的灵活连接关节(5)的侧面与第一耐辐射防护臂(4)的顶端固定连接，所述的灵活连接关节(5)的末端与灵活摆动关节(6)的侧面固定连接，所述的灵活摆动关节(6)的输出端与第二耐辐射防护臂(7)的底端固定连接。6.根据权利要求5所述的一种耐辐射型穿刺针机械
6、臂，其特征在于，所述的灵活摆动关节(6)包括关节壳体(602)、固定盖(601)、壳体连接件(603)、电机、谐波减速器(604)，所述的固定盖(601)固定设于关节壳体(602)的一端，所述的关节壳体(602)的另一端开设设备孔，所述的壳体连接件(603)设于关节壳体(602)的侧面，所述的电机设于关节壳体(602)内，所述的电机的输出端与谐波减速器(604)的输入端连接，所述的谐波减速器(604)的输出端沿设备孔伸出所述关节壳体(602)。7.根据权利要求6所述的一种耐辐射型穿刺针机械臂，其特征在于，所述的谐波减速器(604)的侧面设有定位盘(605)，所述的定位盘(605)上开设有输入孔
7、(606)，所述的电机的输出端通过平键与输入孔(606)传动连接。8.根据权利要求1所述的一种耐辐射型穿刺针机械臂，其特征在于，所述的穿刺关节包括穿刺摆动关节(8)、连接块(905)和穿刺针组件(9)，所述的穿刺摆动关节(8)的侧面与所述第二耐辐射防护臂(7)的顶端固定连接，所述的穿刺摆动关节(8)的输出端通过连接块(905)与穿刺针组件(9)固定连接。9.根据权利要求8所述的一种耐辐射型穿刺针机械臂，其特征在于，所述的穿刺针组件(9)包括穿刺转动关节(901)、穿刺针转轴(902)、穿刺针安装件(903)和穿刺针主体(904)，所述的穿侧转动关节的侧面通过连接块(905)与穿刺摆动关节(8)
8、的输出端连接，所述的穿刺转动关节(901)的输出端与穿刺针转轴(902)的侧面连接，所述穿刺针转轴(902)的输出权利要求书1/2 页2CN 116141286 A2端与穿刺针连接件连接，所述的穿刺针主体(904)可拆卸安装于所述穿刺针安装件(903)上。10.根据权利要求1所述的一种耐辐射型穿刺针机械臂，其特征在于，所述的第一耐辐射防护臂(4)和第二耐辐射防护臂(7)均为耐辐射机械摆臂，所述的耐辐射机械摆臂包括第一定位法兰(402)、防护外壳(401)、第二定位法兰(403)，所述的第一定位法兰(402)、第二定位法兰(403)分别固定于防护外壳(401)的两端，所述的防护外壳(401)的两
9、端开设有安装槽(404)，所述的第一定位法兰(402)、第二定位法兰(403)的侧面开设有定位孔(405)。权利要求书2/2 页3CN 116141286 A3一种耐辐射型穿刺针机械臂技术领域0001本发明涉及机械臂领域，尤其是涉及一种耐辐射型穿刺针机械臂。背景技术0002耐X射线辐射机械臂防护结构是一种进行耐X射线辐射机械臂防护的支撑设备，现如今，互联网远程控制机械臂的应用越来越广泛，对机械臂的防护也越来越重视，随着科技的不断发展，人们对于耐X射线辐射机械臂防护结构的制造工艺要求也越来越高。0003现有的耐X射线辐射机械臂防护结构在使用时存在一定的弊端，首先，传统机械臂设计关节结构过于外露，
10、不便于对机械臂进行防护，不利于人们的使用，还有，传统机械臂不能有效的对机械臂高度进行调节，在进行核磁环境工作时不能有效避免核磁辐射，给人们的使用过程带来了一定的不利影响。发明内容0004本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耐辐射型穿刺针机械臂。0005本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：0006一种耐辐射型穿刺针机械臂，包括升降底座、底座定位关节、灵活关节、穿刺关节、穿刺针组件、第一耐辐射防护臂和第二耐辐射防护臂，所述的底座定位关节设于升降底座上，所述的第一耐辐射防护臂的一端与底座定位关节连接，另一端与灵活关节连接，所述第二耐辐射防护臂的一端与灵活关节连接，另一端与穿刺
11、关节连接，所述的穿刺关节的末端设置所述穿刺针组件。0007优选地，所述的升降底座包括定位底板、安装底座、安装板、升降轴、摇杆、摇杆传动件，所述的安装底座固定设于定位底板上，所述的摇杆设于安装底座的侧面所述的安装底座上设有升降槽，所述的升降轴设于升降槽内，所述的摇杆传动件设于安装底座内，所述的摇杆传动件的一端与摇杆连接，另一端与升降轴的底部连接，所述的升降轴的顶部与安装板的底部固定连接。0008优选地，所述的定位底板上开设有多个底座安装孔。0009优选地，所述的底座定位关节包括底座转动关节和底座摆臂关节，所述的底座转动关节的底部与升降底座的顶部固定连接，所述的底座摆臂关节的侧面与所述底座转动关节
12、的侧面固定连接，所述底座摆臂关节的末端与第一耐辐射防护臂的底端固定连接，0010所述的底座转动关节沿水平方向转动带动机械臂转动，所述的底座摆臂关节沿竖直方向转动带动所述第一耐辐射防护臂沿竖直方向摆动。0011优选地，所述的灵活关节包括灵活连接关节和灵活摆动关节，所述的灵活连接关节的侧面与第一耐辐射防护臂的顶端固定连接，所述的灵活连接关节的末端与灵活摆动关节的侧面固定连接，所述的灵活摆动关节的输出端与第二耐辐射防护臂的底端固定连接，0012所述的灵活摆动关节转动带动所述第二耐辐射防护臂摆动。说明书1/4 页4CN 116141286 A40013优选地，所述的灵活摆动关节包括关节壳体、固定盖、壳
13、体连接件、电机、谐波减速器，所述的固定盖固定设于关节壳体的一端，所述的关节壳体的另一端开设设备孔，所述的壳体连接件设于关节壳体的侧面，所述的电机设于关节壳体内，所述的电机的输出端与谐波减速器的输入端连接，所述的谐波减速器的输出端沿设备孔伸出所述关节壳体。0014优选地，所述的谐波减速器的侧面设有定位盘，所述的定位盘上开设有输入孔，所述的电机的输出端通过平键与输入孔传动连接。0015优选地，所述的穿刺关节包括穿刺摆动关节、连接块和穿刺针组件，所述的穿刺摆动关节的侧面与所述第二耐辐射防护臂的顶端固定连接，所述的穿刺摆动关节的输出端通过连接块与穿刺针组件固定连接，0016所述的穿刺摆动关节转动带动所
14、述连接块及穿刺针组件摆动。0017优选地，所述的穿刺针组件包括穿刺转动关节、穿刺针转轴、穿刺针安装件和穿刺针主体，所述的穿侧转动关节的侧面通过连接块与穿刺摆动关节的输出端连接，所述的穿刺转动关节的输出端与穿刺针转轴的侧面连接，所述穿刺针转轴的输出端与穿刺针连接件连接，所述的穿刺针主体可拆卸安装于所述穿刺针安装件上。0018优选地，所述的第一耐辐射防护臂和第二耐辐射防护臂均为耐辐射机械摆臂，所述的耐辐射机械摆臂包括第一定位法兰、防护外壳、第二定位法兰，所述的第一定位法兰、第二定位法兰分别固定于防护外壳的两端，所述的防护外壳的两端开设有安装槽，所述的第一定位法兰、第二定位法兰的侧面开设有定位孔。0
15、019与现有技术相比，本发明具有如下优点：00201)本发明通过增加灵活关节机构，使关节能够低转速、大扭矩、高精度转动，加装谐波减速器便于提高机械臂综合性能，大大提高机械的集成化程度和系统的可靠性，通过增加摇杆式升降底座，便于调节机械臂整体的高度，根据需要调节机械臂的高度；00212)本发明采用模块化关节设计方案，关节结构相似甚至相同，从而提高设计加工效率，互换性也大大提高，方便今后的调试和维修；00223)本发明通过增加耐辐射防护壁，能够大幅度提高机械臂耐X射线辐射能力，有效避免核磁辐射，整个耐X射线辐射机械臂防护设计结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好；00234)本发明机械臂
16、本体多自由度能够调节穿刺针的位姿，实现更好的穿刺针控制和使用效果。附图说明0024图1为本发明的结构示意图；0025图2为本发明的升降底座的结构示意图；0026图3为本发明的灵活摆动关节的结构示意图；0027图4为本发明的谐波减速器的结构示意图；0028图5为本发明的耐辐射机械摆臂的结构示意图；0029图6为本发明的穿刺针组件的结构示意。0030其中，1、升降底座，101、定位底板，102、安装底座，103、升降轴，104、安装板，105、摇杆，106、底座安装孔，2、底座转动关节，3、底座摆臂关节，4、第一耐辐射防护臂，401、防护说明书2/4 页5CN 116141286 A5外壳，402
17、、第一定位法兰，403、第二定位法兰，404、安装槽，405、定位孔，5、灵活连接关节，6、灵活摆动关节，601、固定盖，602、关节壳体，603、壳体连接件，604、谐波减速器，605、定位盘，606、输入孔，7、第二耐辐射防护臂，8、穿刺摆动关节，9、穿刺针组件，901、穿刺转动关节，902、穿刺针转轴，903、穿刺针安装件，904、穿刺针主体，905、连接块。具体实施方式0031下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。0032实施例0033一种耐辐射型穿刺针机械臂
18、，如图16所示，包括升降底座1、底座定位关节、灵活关节、穿刺关节、穿刺针组件9、第一耐辐射防护臂4和第二耐辐射防护臂7，底座定位关节设于升降底座1上，第一耐辐射防护臂4的一端与底座定位关节连接，另一端与灵活关节连接，所述第二耐辐射防护臂7的一端与灵活关节连接，另一端与穿刺关节连接，穿刺关节的末端设置所述穿刺针组件9。0034本发明的一种实施方式中，升降底座1包括定位底板101、安装底座102、安装板104、升降轴103、摇杆105、摇杆105传动件，定位底板101上开设有多个底座安装孔106，安装底座102固定设于定位底板101上，摇杆105设于安装底座102的侧面安装底座102上设有升降槽，
19、升降轴103设于升降槽内，摇杆105传动件设于安装底座102内，摇杆105传动件的一端与摇杆105连接，另一端与升降轴103的底部连接，升降轴103的顶部与安装板104的底部固定连接。摇杆105传动件采用常见的丝杆传动升降形式。0035本实施例中，对于各关节的具体结构，底座定位关节包括底座转动关节2和底座摆臂关节3，底座转动关节2的底部与升降底座1的顶部固定连接，底座摆臂关节3的侧面与所述底座转动关节2的侧面固定连接，所述底座摆臂关节3的末端与第一耐辐射防护臂4的底端固定连接，底座转动关节2沿水平方向转动带动机械臂转动，底座摆臂关节3沿竖直方向转动带动所述第一耐辐射防护臂4沿竖直方向摆动；00
20、36灵活关节包括灵活连接关节5和灵活摆动关节6，灵活连接关节5的侧面与第一耐辐射防护臂4的顶端固定连接，灵活连接关节5的末端与灵活摆动关节6的侧面固定连接，灵活摆动关节6的输出端与第二耐辐射防护臂7的底端固定连接，灵活摆动关节6转动带动所述第二耐辐射防护臂7摆动；0037穿刺关节包括穿刺摆动关节8、连接块905和穿刺针组件9，穿刺摆动关节8的侧面与所述第二耐辐射防护臂7的顶端固定连接，穿刺摆动关节8的输出端通过连接块905与穿刺针组件9固定连接，穿刺摆动关节8转动带动所述连接块905及穿刺针组件9摆动；0038穿刺针组件9包括穿刺转动关节901、穿刺针转轴902、穿刺针安装件903和穿刺针主体
21、904，穿侧转动关节的侧面通过连接块905与穿刺摆动关节8的输出端连接，穿刺转动关节901的输出端与穿刺针转轴902的侧面连接，所述穿刺针转轴902的输出端与穿刺针连接件连接，穿刺针主体904可拆卸安装于所述穿刺针安装件903上；0039第一耐辐射防护臂4和第二耐辐射防护臂7均为耐辐射机械摆臂，耐辐射机械摆臂包括第一定位法兰402、防护外壳401、第二定位法兰403，第一定位法兰402、第二定位法兰说明书3/4 页6CN 116141286 A6403分别固定于防护外壳401的两端，防护外壳401的两端开设有安装槽404，第一定位法兰402、第二定位法兰403的侧面开设有定位孔405，本实施例
22、中，耐辐射机械摆臂整体采用耐辐射材料铅制成，本发明的另一种实施方式中，耐辐射机械摆臂为主体结构和设于主体结构上的耐辐射层，耐辐射层为有机铅玻璃、硫酸钡版等防辐射层。0040本实施例中，灵活摆动关节6包括关节壳体602、固定盖601、壳体连接件603、电机、谐波减速器604，固定盖601固定设于关节壳体602的一端，关节壳体602的另一端开设设备孔，壳体连接件603设于关节壳体602的侧面，电机设于关节壳体602内，电机的输出端与谐波减速器604的输入端连接，谐波减速器604的输出端沿设备孔伸出所述关节壳体602。谐波减速器604的侧面设有定位盘605，定位盘605上开设有输入孔606，电机的输出端通过平键与输入孔606传动连接。与灵活摆动关节6的结构相同，本实施例底座摆臂关节3、穿刺摆动关节8都可以采用灵活摆动关节6的结构实现。0041上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。说明书4/4 页7CN 116141286 A7图1图2说明书附图1/3 页8CN 116141286 A8图3图4说明书附图2/3 页9CN 116141286 A9图5图6说明书附图3/3 页10CN 116141286 A10
