一种机械臂的旋转机构和外科手术机器人制造技术

本说明书实施例提供一种机械臂的旋转机构和外科手术机器人。旋转机构用于实现第一机械臂和第二机械臂之间的旋转运动，包括设置在第一机械臂上的电机、第一齿轮、第二齿轮、制动轴、制动器和减速器，以及用于连接第一机械臂和第二机械臂的定位转盘。和第二机械臂的定位转盘。和第二机械臂的定位转盘。

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂的旋转机构和外科手术机器人


[0001]本说明书涉及机械结构与电气控制
，特别涉及一种机械臂的旋转机构。

技术介绍

[0002]目前，采用手术机器人进行手术，手术机器人的机械臂可以辅助医务人员夹持手术器械。采用手术机器人进行手术时，需要进行定位操作。定位包括粗定位和精细定位。手术准备前，需要快速将手术机器人机械臂粗定位到患者病灶位置，为精细定位做准备。为了快速将手术臂系统在空间内粗定位至一个有效的工作位置姿态，除了X，Y，Z方向的平移运动外，相应地也需要绕Z方向旋转达成粗定位，以便之后的操纵臂更加准确有效的到达指定工作位置。但是目前市面上的手术机器人系统普遍存在惯量大，负载大的问题，尤为不适于当前普遍进行术前准备工作的女性护士，所以需要一种能够快速、流畅地达到指定位置的用于旋转机械臂的结构。

技术实现思路

[0003]本说明书实施例之一提供一种机械臂的旋转机构，用于实现第一机械臂和第二机械臂之间的旋转运动，包括：设置在所述第一机械臂上的电机、第一齿轮、第二齿轮、制动轴、制动器和减速器，以及用于连接所述第一机械臂和所述第二机械臂的定位转盘；所述第一齿轮固定套设在所述电机的输出轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合传动连接，所述第二齿轮固定套设在所述制动轴上，所述第二齿轮与所述减速器的输入端啮合传动连接，所述减速器的输出端与所述定位转盘连接，所述定位转盘与所述第二机械臂固定连接；所述电机能够通过所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述减速器向所述定位转盘传递扭矩；所述制动轴上设置所述制动器，所述制动器能够被控制以对所述制动轴进行制动，从而限制所述制动轴转动。
[0004]在一些实施例中，所述定位转盘或所述第二机械臂上设置有控制按钮，所述控制按钮能够控制所述制动器解除制动。
[0005]在一些实施例中，还包括用于穿过线缆的走线筒，所述走线筒贯穿所述减速器，并与所述减速器固定连接。
[0006]在一些实施例中，还包括电感式编码器，所述电感式编码器包括电感式编码器上部和电感式编码器下部；所述电感式编码器下部固定设置在所述走线筒上；所述电感式编码器上部固定设置在所述第一机械臂上，并与所述电感式编码器下部上下相对。
[0007]在一些实施例中，所述制动轴上套设有制动片、制动法兰和制动卡箍，所述制动片通过所述制动法兰和所述制动卡箍与所述制动轴固定连接；所述制动器包括电磁铁，所述制动片能够与所述制动器通过磁吸连接。
[0008]在一些实施例中，还包括力传感器和控制器；所述力传感器设置于所述定位转盘或所述第二机械臂上，以接收所述定位转盘或所述第二机械臂的受力信息；所述控制器与所述力传感器和所述电机具有信号连接；所述控制器用于根据所述受力信息控制所述电机
的转向和/或功率。
[0009]在一些实施例中，所述控制器与所述制动器具有信号连接；所述控制器用于：接收解除制动信息，并根据解除制动信息控制所述制动器解除制动。
[0010]本说明书实施例之一提供一种外科手术机器人，包括上述任一项所述的旋转机构。
附图说明
[0011]本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
[0012]图1是根据本说明书一些实施例所示的旋转机构的示例性结构图；
[0013]图2是根据本说明书一些实施例所示的传动连接的示例性结构图；
[0014]图3是根据本说明书一些实施例所示的制动器的示例性结构图；
[0015]图4是根据本说明书一些实施例所示的定位转盘的示例性结构图；
[0016]图5是根据本说明书一些实施例所示的走线筒的示例性结构图；
[0017]图6是根据本说明书一些实施例所示的旋转助力方法的示例性流程图。
具体实施方式
[0018]为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
[0019]如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
[0020]近年来，医疗机器人的技术研究和产品开发持续推进，手术机器人是医疗机器人范畴中占比最大也是最重要的领域。手术机器人是集临床医学、生物力学、机械学、计算机科学、微电子学等诸多学科为一体的新型医疗器械。手术机器人通过清晰的成像系统和灵活的机械臂，以微创的手术形式，协助医生实施复杂的外科手术，完成术中定位、切断、穿刺、止血、缝合等操作。机械手术臂作为手术机器人的支撑定位定姿部件，其稳定性、可靠性和准确性将直接决定手术的成败，甚至患者的生命安全。在手术前，往往会对手术机器人的手术臂进行定位，一般情况会先快速进行粗定位，然后进行精细定位。但目前市场上的手术机器人往往质量大，惯性大，而进行医疗准备的医务人员通常为女性，操作手术机器人时往往由于力量不足，容易发生移动困难、定位不准等问题，降低手术机器人的可靠性和准确性，进而增加手术过程中的风险。
[0021]为了解决上述问题，本说明书一些实施例提供了一种整体重量较轻的用于机械臂的旋转机构，且通过由该旋转机构执行的助力方法，辅助医务人员的操作旋转结构对机械
臂进行定位，以规避手术过程存在的风险。
[0022]图1是根据本说明书一些实施例所示的旋转机构100的示例性结构图。以下将对本说明书实施例所涉及的旋转机构100进行详细说明。需要注意的是，以下实施例仅用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
[0023]如图1所示，机械臂的旋转机构100可以用于实现第一机械臂110和第二机械臂之间的旋转运动。其中，第一机械臂110可以与外科手术机器人的基座或其他机械臂进行连接，第一机械臂110可以进行伸缩或相对于基座等旋转；第二机械臂的一端可以与第一机械臂110通过旋转机构100可转动连接。第二机械臂可以为一个也可以为多个，第二机械臂还可以由其他器械代替，例如，手术器械。
[0024]在一些实施例中，旋转机构100可以包括设置在第一机械臂110上的电机111、第一齿轮112、第二齿轮117、制动轴113、制动器115和减速器1110，以及用于连接第一机械臂110和第二机械臂的定位转盘120。
[0025]图2是根据本说明书一些实施例所示的传动连接的示例性结构图。如图2 所示，第一齿轮112可以固定套设在电机111的输出轴上，用以传动电机111输出的动力，第一齿轮112与第二齿轮117啮合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂的旋转机构，用于实现第一机械臂和第二机械臂之间的旋转运动，其特征在于，包括：设置在所述第一机械臂上的电机、第一齿轮、第二齿轮、制动轴、制动器和减速器，以及用于连接所述第一机械臂和所述第二机械臂的定位转盘；所述第一齿轮固定套设在所述电机的输出轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合传动连接，所述第二齿轮固定套设在所述制动轴上，所述第二齿轮与所述减速器的输入端啮合传动连接，所述减速器的输出端与所述定位转盘连接，所述定位转盘与所述第二机械臂固定连接；所述电机能够通过所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述减速器向所述定位转盘传递扭矩；所述制动轴上设置所述制动器，所述制动器能够被控制以对所述制动轴进行制动，从而限制所述制动轴转动。2.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于，所述定位转盘或所述第二机械臂上设置有控制按钮，所述控制按钮能够控制所述制动器解除制动。3.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于，还包括用于穿过线缆的走线筒，所述走线筒贯穿所述减速器，并与所述减速器固定连接。4.根据权利要求3所述的旋转机构，其特征在于，还包括电感式编码器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌泽，王挺，郑建林，
申请(专利权)人：宁波睿达医疗器械有限公司，
类型：新型
国别省市：