一种骨科手术钢丝导引钩的自动加工机器人的制作方法

[0001][0002]
本发明涉及医疗机械加工领域，具体是涉及一种骨科手术钢丝导引钩的自动加工机器人。


背景技术：

[0003][0004]
在骨科手术中，对于骨裂和不安全性骨折的治疗中，用钢丝缠绕结扎是比较常用的手段，医生需要依靠其经验进行钢丝的缠绕，缠绕难度大。目前，对于骨科手术中钢丝缠绕作业通常采用钢丝引导钩进行辅助引导，钢丝引导钩为中空结构，其前端具有弯钩部，医生手持钢丝引导钩尾部将钢丝引导钩的弯钩部向前伸到需要缠绕结扎的骨头的背部，将钢丝从钢丝引导钩的中空结构中穿过并从弯钩部的前端穿出，实现钢丝从骨头背部绕过的动作。大大提高了钢丝缠绕结扎作业的效率，也降低了单凭医生经验和手感进行操作的难度。
[0005]
钢丝引导钩通常为医用级不锈钢材料制成，引导钩的钩体直径较小，钢丝引导钩的弯钩部的弯曲加工不当会导致直接断裂，或者弯曲过程中导致其内部通道堵塞。另外弯钩部的前端为缩径设置，即弯钩的末端越接近器通道出口直径越小。因此在加工钢丝引导钩时需事先对前端打磨后才进行弯曲。
[0006]
上述弯钩引导钩的制作的人工制作成本高，手工制作的产品一致性差，而且无法保证批量生产的良品率。
[0007]
基于上述情况，本技术提出一种用于批量加工制造用于骨科手术的钢丝引导钩的设备。


技术实现要素：

[0008][0009]
为解决上述技术问题，提供一种骨科手术钢丝导引钩的自动加工机器人。
[0010]
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
[0011]
一种骨科手术钢丝导引钩的自动加工机器人，包括：
[0012]
工作台；
[0013]
上料机构，设置在工作台上且位于上料工位处，用于对细直管进行上料；
[0014]
打磨机构，设置在工作台上且位于打磨工位处，用于对细直管的端部进行打磨；
[0015]
折弯机构，设置在工作台上且位于折弯工位处，用于对打磨后的细直管进行折弯；
[0016]
下料机构，设置在工作台上且位于下料工位处，用于对折弯后的细直管进行下料；以及
[0017]
移料机构，设置在工作台上，能够接收上料机构上的细直管并带动细直管依次经过打磨工位、折弯工位以及下料工位；
[0018]
控制器，所述上料机构、打磨机构、折弯机构、下料机构以及移料机构与所述控制器信号连接。
[0019]
优选地，所述移料机构包括：
[0020]
直线模组，设置在工作台上，所述直线模组的输出端的移动方向平行于所述上料工位、打磨工位、折弯工位以及下料工位的排列方向；
[0021]
平移板，设置在直线模组的输出端上；
[0022]
第一矩形箱，设置在平移板上；
[0023]
第一放置块，支撑在第一矩形箱上，在所述第一放置块的上表面设置有第一放置槽，所述第一放置槽沿着所述移动方向延伸，所述第一放置槽的截面为半圆形，并且直径与所述细直管的直径相当，所述第一放置块的上表面的位于第一放置槽两侧的部分为斜面，且两斜面随着逐渐靠近所述第一放置槽其高度逐渐降低。
[0024]
优选地，进一步，所述移料机构还包括：
[0025]
第一螺杆，可旋转地支撑在所述第一矩形箱上，所述第一螺杆的轴线平行于所述移动方向；
[0026]
第一套管，套设在第一螺杆上且与第一螺杆螺纹连接；
[0027]
第一竖板，设置在第一套管的远离第一螺杆的一端；以及
[0028]
第一推杆，设置在第一竖板的与所述第一套管相同的一侧，所述第一推杆的轴线平行于所述移动方向，并且沿着所述移动方向观察时，所述第一推杆与所述第一放置槽对齐；
[0029]
第一电机，安装在第一矩形箱上，与所述控制器电连接，用于驱动通过控制第一螺杆旋转。
[0030]
优选地，所述打磨机构包括：
[0031]
旋转辊，可上下移动且可旋转地支撑在所述工作台的打磨工位处，当所述第一放置块移动到打磨工位时，位于所述第一放置槽内的细直管位于所述旋转辊的正下方，并且在打磨时，所述旋转辊抵靠在所述细直管上并带动所述细直管旋转；
[0032]
打磨头，可上下移动且可旋转，用于对细直管的从第一放置块露出的一端进行打磨。
[0033]
优选地，所述打磨机构还包括：
[0034]
第一直线驱动器，竖向设置在工作台的打磨工位处，与所述控制器电连接；
[0035]
第一平板，设置在第一直线驱动器的输出端上；
[0036]
倒u型架，设置在第一平板的下表面上,所述倒u型架的u型的开口朝下，且u型所在的平面平行于所述移动方向，所述旋转辊可旋转地设置在所述倒u型架的u型内；
[0037]
第二电机，设置在所述倒u型架上，在第二电机的输出轴上设置有主动轮，在所述旋转辊的一端设置有从动轮，所述主动轮与从动轮采用皮带传动连接，所述第二电机与所述控制器电连接；
[0038]
第二直线驱动器，竖向设置在所述工作台上的打磨工位处，与所述控制器电连接；
[0039]
第三电机，设置在第二直线驱动器上，所述打磨头设置在所述第三电机的输出轴上，所述第三电机的输出轴平行于所述移动方向。所述第一直线驱动器和第二直线驱动器沿着所述移动方向排列，所述第三电机与所述控制器电连接。
[0040]
优选地，所述折弯机构包括：
[0041]
第三直线驱动器，竖直设置在工作台的折弯工位处，与所述控制器电连接；
[0042]
l型板，包括竖直部分和设置在竖直部分下端的水平部分，所述竖直部分设置在所述第三直线驱动器的输出端上；
[0043]
第一抵接柱，竖向设置且绕着第一旋转轴线可旋转地设置在所述水平部分上，所述第一旋转轴线与所述第一抵接柱的轴线共线；
[0044]
第二抵接柱，竖向设置在所述水平部分上，所述第二抵接柱的轴线相对于所述第一旋转轴线偏心设置，第二抵接柱绕着所述第一旋转轴线可旋转，所述细直管能够插入到第一抵接柱与第二抵接柱之间的间隙中。
[0045]
优选地，在所述水平部分的下方还设置有第一定位块，当第一放置块移动到折弯工位时，所述第一定位块位于所述第一放置块的正上方，并且在折弯时，所述第一定位块能够抵靠在所述第一放置块上的细直管上。
[0046]
优选地，还包括设置在工作台的内衬装配工位处的内衬装配机构，所述内衬装配工位位于所述打磨工位与折弯工位之间，所述内衬装配机构用于向细直管内装配内衬，所述内衬呈管状且采用弹性的橡胶材料制成，将其装配到细直管的需要折弯的位置处，并且内衬紧贴细直管的内壁，所述内衬装配机构包括：
[0047]
第三直线驱动器，竖向设置，与所述控制器电连接；
[0048]
第二延伸板，设置在所述第三直线驱动器的输出端上；
[0049]
第二放置块，设置在第二延伸板上，在所述第二放置块上设置有第二放置槽，所述第二放置槽沿着所述移动方向延伸并且所述第二放置槽与第一放置槽沿着所述移动方向对齐，所述第二放置块的上表面且位于所述第二放置槽两侧的部分为斜面，两斜面沿着靠近所述第二放置槽的方向高度逐渐降低，在所述第二放置块的上表面设置有导向套，所述导向套的轴线与所述第二放置槽的轴线共线，所述导向套设置在第二放置槽的远离第二竖板的一侧。
[0050]
优选地，在所述第二延伸板上设置有第二定位块，所述第二定位块配置成当第一放置块移动到所述内衬装配工位时，且第二放置槽与所述第一放置槽对齐时，所述第二定位块刚好压在所述细直管，并且在所述第二定位块的下表面设置有定位槽，所述定位槽沿着所述移动方向延伸，并且其横截面成半圆形，其尺寸与所述细直管的直径相当，当所述第二定位块向下移动到一定距离时，细直管的上半部分被限位在所述定位槽中。
[0051]
优选地，所述下料机构包括：
[0052]
第一伸缩气缸，设置在工作台上，所述第一伸缩气缸与所述直线模组沿着所述移动方向排列，并且所述第一伸缩气缸的气缸杆朝向所述直线模组的方向；
[0053]
第一夹爪气缸，设置在所述第一伸缩气缸的气缸杆上，所述第一夹爪气缸的两夹爪上下布置；
[0054]
第二伸缩气缸，设置在工作台上，所述第二伸缩气缸的气缸杆的伸缩方向垂直于所述移动方向；
[0055]
第二夹爪气缸，设置在第二伸缩气缸的气缸杆上，所述第二夹爪气缸的两夹爪上下设置，所述第二伸缩气缸在工作台上的位置配置为当所述第一伸缩气缸的气缸杆缩回时且当所述第二伸缩气缸的气缸杆伸出时，所述第二夹爪气缸能够夹住从导引钩露出的内衬以将内衬拔出。
[0056]
与现有相比，本发明具有以下有益效果：
[0057]
1）本发明能够实现对导引钩的全自动加工；
[0058]
2）在进行折弯时，先将内衬插入到细直管的折弯处，这样能够避免细直管在折弯的过程中由于管壁被挤压而发生内凹等。
附图说明
[0059][0060]
图1为本发明的立体图一；
[0061]
图2为本发明的立体图二；
[0062]
图3为本发明的俯视图；
[0063]
图4为本发明的细直管端部打磨机构的局部立体图一；
[0064]
图5为本发明的图4中a处放大图；
[0065]
图6为本发明的细直管端部打磨机构的局部立体图二；
[0066]
图7为本发明的细直管端部打磨机构的局部立体图三；
[0067]
图8为本发明的细直管端部打磨机构的局部立体图四
[0068]
图9为本发明的内衬装配机构的局部立体图一
[0069]
图10为本发明的图9中b处放大图；
[0070]
图11为本发明的内衬装配机构的局部立体图二；
[0071]
图12为本发明的图11中c处放大图；
[0072]
图13为本发明的折弯机构的局部立体图一；
[0073]
图14为本发明的折弯机构的局部立体图二；
[0074]
图15为本发明的折弯机构的局部立体图三；
[0075]
图16为本发明的下料机构的局部立体图；
[0076]
图17为本发明的细直管定向移料机构的局部立体图；
[0077]
图18为本发明的管状内衬导料治具的局部立体图；
[0078]
图19为本发明的导引钩主视图。
具体实施方式
[0079][0080]
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
[0081]
参照图1至图19所示，一种骨科手术钢丝导引钩的自动加工机器人，包括：工作台2、设置在工作台2上且位于上料工位处的用于对细直管进行上料的上料机构3、设置在工作台2上且位于打磨工位处的用于对细直管的端部进行打磨的打磨机构5、设置在工作台2上且位于折弯工位处的用于对打磨后的细直管进行折弯的折弯机构6、设置在工作台2上且位于下料工位处的用于对折弯后的细直管进行下料的下料机构7以及移料机构4，所述移料机构4能够接收上料机构3上的细直管并带动细直管依次经过打磨工位、折弯工位以及下料工位进而依次实现细直管的上料、端部打磨、折弯以及下料。所述上料机构3、打磨机构5、折弯机构6、下料机构7以及移料机构4均与控制器信号连接。
[0082]
所述细直管上料机构3可以采用皮带输送，所述细直管放置在所述皮带上，所述细
直管上料机构3的输送方向垂直于所述移料机构4的移动方向，并且所述细直管在皮带上的放置方向平行于所述移动方向，当细直管在皮带的带动下移动到细直管上料机构3的末端时会掉落到位于上料工位的移料机构4上。
[0083]
所述移料机构4包括设置在工作台2上的直线模组8和设置在直线模组8的输出端上的平移板9。所述直线模组8的输出端的移动方向平行于所述上料工位、打磨工位、折弯工位以及下料工位的排列方向。
[0084]
所述移料机构4还包括设置在平移板9上的第一矩形箱19和支撑在第一矩形箱19上的第一放置块10，在所述第一放置块10的上表面设置有第一放置槽12，所述第一放置槽12沿着所述移动方向延伸，所述第一放置槽12的截面为半圆形，并且直径与所述细直管的直径相当。所述第一放置块10的上表面的位于第一放置槽12两侧的部分为斜面，且两斜面随着逐渐靠近所述第一放置槽12其高度逐渐降低，进而当细直管落入到所述第一放置块10的上表面上时，会随着斜面自动地进入到第一放置槽12中。
[0085]
进一步，所述移料机构4还包括可旋转地支撑在所述第一矩形箱19上的第一螺杆21、套设在第一螺杆21上且与第一螺杆21螺纹连接的第一套管23、设置在第一套管23的远离第一螺杆21的一端的第一竖板25以及设置在第一竖板25的与所述第一套管23相同的一侧的第一推杆11，所述第一螺杆21的轴线平行于所述移动方向，所述第一推杆11的轴线也平行于所述移动方向，并且沿着所述移动方向观察时，所述第一推杆11与所述第一放置槽12对齐，通过控制第一螺杆21的旋转能够带动第一推杆11的来回移动，进而能够能够通过第一推杆11推动位于第一放置槽12内的细直管。
[0086]
优选地，在所述第一矩形箱19上且对应第一螺杆19的插入到第一套管23的一端设置有第一限位套22，在所述第一套管23上设置有第一抵接条24，所述第一抵接条24沿着所述移动方向延伸，在所述第一限位套22的内侧壁上设置有限位槽221，所述第一抵接条24能够插入到所述限位槽221中，进而避免第一套管23发生旋转。所述第一螺杆21由安装在第一矩形箱19上的第一电机20驱动。
[0087]
所述打磨机构5包括可上下移动且可旋转地支撑在所述工作台的打磨工位处的旋转辊13和打磨头14，当所述第一放置块10移动到打磨工位时，位于所述第一放置槽12内的细直管位于所述旋转辊13的正下方，此时，第一推杆11推动所述细直管移动一段距离以使所述细直管的与所述第一推杆11相反的一端从第一放置块10露出，然后，旋转辊13向下移动与所述细直管接触，接触之后旋转辊13旋转，以带动所述细直管旋转。所述打磨头14用于对细直管的从第一放置块10露出的一端进行打磨，在打磨时，所述打磨头14旋转。优选地，在所述旋转辊13上套设有橡胶套33，通过橡胶套33一方面可以增加摩擦，另一方面也可以对细直管和旋转辊13进行保护。
[0088]
具体地，所述打磨机构5还包括竖向设置在工作台2的打磨工位处的第一直线驱动器26、设置在第一直线驱动器26的输出端上的第一平板27、设置在第一平板27的下表面上的倒u型架29,所述倒u型架29的u型的开口朝下，且u型所在的平面平行于所述移动方向，所述旋转辊13可旋转地设置在所述倒u型架29的u型内。在所述倒u型架29上还设置有第二电机28，在第二电机28的输出轴上设置有主动轮30，在所述旋转辊13的一端设置有从动轮31，所述主动轮30与从动轮31采用皮带32传动连接。
[0089]
所述打磨机构5还包括竖向设置在所述工作台2上的打磨工位处的第二直线驱动
器34、设置在第二直线驱动器34上的第三电机35，所述打磨头14设置在所述第三电机35的输出轴上，所述第三电机35的输出轴平行于所述移动方向。所述第一直线驱动器26和第二直线驱动器34沿着所述移动方向排列。
[0090]
所述折弯机构6包括竖直设置在工作台2上的第三直线驱动器48、设置在所述第三直线驱动器48的输出端上的l型板50、竖向且可旋转地设置在l型板50上第一抵接柱54和第二抵接柱55，第一抵接柱54和第二抵接柱55均绕着第一旋转轴线旋转，第一抵接柱54的轴线与所述第一旋转轴线共线，所述第二抵接柱55的轴线相对于所述第一旋转轴线偏心设置，第一抵接柱54与第二抵接柱55的下端高度一致，并且第一抵接柱54与第二抵接柱55之间具有间隙，所述间隙配置为你能够使细直管从第一抵接柱54与第二抵接柱55之间穿过，这样当第一抵接柱54和第二抵接柱55绕着第一旋转轴线旋转时，能够将穿过所述间隙的细直管折弯。所述l型板50包括竖直部分和水平部分，所述竖直部分固定在所述第三直线驱动器48的输出端，所述水平部分设置在所述竖直部分的下端，且所述第一抵接柱54和第二抵接柱55可旋转地设置在所述水平部分上。
[0091]
进一步，在所述水平部分上设置有轴线竖直延伸的套筒53，所述第一抵接柱54和第二抵接柱55设置在所述套筒53上，并且所述第一抵接柱54和第二抵接柱55的下端从所述套筒53的下端穿过。在所述套筒53的底部设置有弧形口58，所述弧形口58的圆心位于所述第一旋转轴线上，并且弧形口58的长度由细直管所要折弯的角度确定。在所述第一抵接柱54的位于所述套筒53的底部的上方部分上设置有驱动块57，所述第二抵接柱55的上端穿过苏搜弧形口58与所述驱动块57连接。优选地，所述第一抵接柱54由第五电机52驱动。
[0092]
当所述细直管到达折弯工位后，所述第三驱动驱动器48的输出端向下移动，使所述间隙在所述移动方向与所述第一放置槽12对齐，第一推杆11将细直管推出一定长度，然后第一抵接柱54和第二抵接柱55旋转一定角度，实现折弯。折弯之后，第一抵接柱54和第二抵接柱55向上移动，脱离所述细直管。折弯完成的细直管就成了导引钩100.
[0093]
进一步，在所述水平部分的下方还设置有第一定位块51，当第一放置块10移动到折弯工位时，所述第一定位块51位于所述第一放置块10的正上方，并且在折弯时，所述第一定位块51能够抵靠在所述第一放置块10上的细直管上，起到定位的作用，避免在折弯的过程中，细直管脱离所述第一放置槽12。
[0094]
为了避免在折弯时，细直管发生管壁产生折痕、甚至折断，所述机器人还包括设置在工作台2的内衬装配工位处的内衬装配机构，所述内衬装配工位位于所述打磨工位与折弯工位之间，所述内衬装配机构用于向细直管内装配内衬，所述内衬呈管状且采用弹性的橡胶材料制成，将其装配到细直管的需要折弯的位置处，并且内衬紧贴细直管的内壁，这样在折弯的过程中，内衬能够减少细直管产生折痕或者折断的可能性。
[0095]
所述内衬装配机构包括竖向设置的第三直线驱动器37、设置在所述第三直线驱动器37的输出端上的第二延伸板38、设置在第二延伸板38上的第二放置块15，在所述第二放置块15上设置有第二放置槽16，所述第二放置槽16沿着所述移动方向延伸并且所述第二放置槽16与第一放置槽12沿着所述移动方向对齐。所述第二放置块15的上表面且位于所述第二放置槽16两侧的部分为斜面，两斜面沿着靠近所述第二放置槽16的方向高度逐渐降低，这样能够使落在第二放置块15的上表面上的内衬能够在自身重力的作用下滚落到所述第二放置槽16内。所述第二放置槽16的横截面为半圆形且与内衬的尺寸相当。
[0096]
进一步，所述内衬装配机构还包括设置在所述第二延伸板38上的第二矩形箱40、可旋转地设置在所述第二矩形箱40内的第二螺杆44、套在所述第二螺杆44上且与第二螺杆螺纹连接的第二套管46、设置在所述第二套管46的远离所述第二螺杆44的一端上的第二竖板48以及设置在第二竖板48上且与所述第二套管46位于同一侧的第二推杆17，所述第二推杆17沿着所述移动方向延伸，并且沿着所述移动方向观察时，所述第一推杆11与第二推杆17位于同一直线上。并且，第一推杆11和第二推杆17的推动方向配置为当细直管移动到内衬装配工位时内衬与细直管相向运动，在实际生产中，第二推杆17推着内衬向细直管移动并将内衬推入到细直管内的预定位置，第一推杆11会顶着细直管保持不动。为了便于在折弯完成后将内衬取出，可以将内衬的一端从细直管露出。
[0097]
具体地，在所述第二矩形箱40上且对应于第二螺杆44的插入到所述第二套管46的一端设置有第二限位套45，所述第二限位套45与第一限位套22的结构相同，在所述第二套管46的外侧设置有沿着所述移动方向延伸的第二抵接条47，通过第二抵接条47与所述第二限位套45的配合能够避免第二套管46发生旋转。所述第二螺杆44由设置在第二矩形箱40上的第四电机43驱动。
[0098]
进一步，在所述第二放置块15的上表面设置有导向套41，所述导向套41的轴线与所述第二放置槽16的轴线共线，所述导向套41设置在第二放置槽16的远离第二竖板48的一侧，即设置在第二放置槽16的靠近细直管的一端。通过导向套41能够放置内衬未进入到细直管的部分翘起。
[0099]
进一步，在所述第二延伸板38上设置有第二定位块39，所述第二定位块39配置成当第一放置块10移动到所述内衬装配工位时，且第二放置槽16与所述第一放置槽12对齐时，所述第二定位块39刚好压在所述细直管，起到对细直管的固定。优选地，在所述第二定位块39的下表面设置有定位槽391，所述定位槽391沿着所述移动方向延伸，并且其横截面成半圆形，其尺寸与所述细直管的直径相当，当所述第二定位块39向下移动到一定距离时，细直管的上半部分被限位在所述定位槽391中。
[00100]
所述内衬装配机构还包括内衬上料机构18，所述内衬上料机构18采用现有技术中的皮带输送，此处不再详述。
[00101]
所述下料机构7包括设置在工作台2上的第一伸缩气缸60、设置在第一伸缩气缸60上的第一夹爪气缸61，所述第一伸缩气缸60与所述直线模组8沿着所述移动方向排列，并且所述第一伸缩气缸60的气缸杆朝向所述直线模组8的方向，所述第一夹爪气缸61设置在所述第一伸缩气缸60的气缸杆上，所述第一夹爪气缸61的两夹爪上下布置，当需要将位于折弯工位处的折弯后的导引钩取出时，第一伸缩气缸60的气缸杆向前伸出，使第一夹爪气缸61夹住所述导引钩1，然后第一伸缩气缸60缩回。所述下料机构7还包括设置在工作台2上的导引钩下料滑道59，当所述第一伸缩气缸60缩回时，所述第一夹爪气缸61位于所述导引钩下料滑道59的正上方，此时将第一夹爪气缸61松开，导引钩1即可落到所述导引钩下料滑道59上。
[00102]
所述下料机构7还包括设置在工作台2上的第二伸缩气缸63和设置在第二伸缩气缸63的气缸杆上的第二夹爪气缸64，所述第二伸缩气缸63的气缸杆的伸缩方向垂直于所述移动方向，所述第二夹爪气缸64的两夹爪上下设置，所述第二伸缩气缸63在工作台2上的位置配置为当所述第一伸缩气缸60的气缸杆缩回时且当所述第二伸缩气缸63的气缸杆伸出
时，所述第二夹爪气缸64能够夹住从导引钩1露出的内衬，进而能够将内衬拔出。优选地，可以将第二伸缩气缸63设置成能够沿着所述移动方向移动一段距离，当第二夹爪气缸64将内衬夹住时，通过沿着所述移动方向移动一段距离，将内衬顺着折弯的方向拔出。进一步，在所述工作台2上还设置有内衬下料滑道66，当所述内衬被拔出时，所述第二夹爪气缸64松开，这样内衬落入到所述内衬下料滑道66上。
[00103]
进一步，在所述工作台2上对应每一个工位的位置处设置有位置传感器67，通过位置传感器67能够判断相应的结构是否到位。
[00104]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。