一种可灵活拖动的手术臂制造技术

本实用新型专利技术涉及医疗器械相关技术领域，具体涉及一种可灵活拖动的手术臂，包括依次连接的第一竖直轴、第二转轴组件、第三转轴组件、第四转轴组件、操纵臂、器械；第二转轴组件与第三转轴组件之间设置第一力矩检测结构，第三转轴组件与第四转轴组件之间设置第二力矩检测结构，第四转轴组件与操纵臂之间设置第三力矩检测结构。本实用新型专利技术通过第一力矩检测结构、第二力矩检测结构、第三力矩检测结构可以实施监测旋转关节所受力矩大小，在拖动手术臂的过程中，可以准确的得到每个关节实际受力大小，无需通过复杂的动力学参数进行辨识，进而可以更加准确的通过电机电流环控制，实现零阻力拖动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
一种可灵活拖动的手术臂


[0001]本技术涉及医疗器械相关
，具体涉及一种可灵活拖动的手术臂。

技术介绍

[0002]近年来，微创外科手术得到迅速发展，并在实践中得到非常好的手术效果。随着科技的进步，外科手术机器人技术得到迅速发展，并且已经被广泛运用。手术机器人系统通常包括：主端控制设备和从端执行设备；手术臂一般作为从端执行部件。
[0003]通常在手术过程中，会有多条手术臂同时使用，每次在手术进行前，医护人员都会对机械臂进行拖动，使戳卡不动点与患者体表打孔中心重合，拖动过程中，每个关节都处于自由状态，可以随意转动或移动，由于大部分转动关节或移动关节都包含电机、减速器等零件，在拖动过程中由于转动关节都会存在阻力(如摩擦力等)，所以人拖动起来会是比较吃力。为了使人拖动起来顺畅和轻便，目前主流做法为通过电机电流环控制，如现有技术CN216658013U公开的一种机械臂的旋转机构，包括第一机械臂和第二机械臂，还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；第一齿轮固定套设在电机的输出轴上，第一齿轮与第二齿轮啮合传动连接，第二齿轮套设在制动轴上，第二齿轮与减速器的输入端啮合传动连接，减速器的输出端与定位转盘连接，定位转盘与第二机械臂固定连接。
[0004]在上述现有技术中，在拖动手术臂时，电机尽可能的补偿系统的重力矩和摩擦力矩，但在手术臂处于静止状态时，用户需克服较大的静摩擦力，且依赖于参数辨识精度，由于很难做出精确的辨识，所以实际使用过程中效果并不是特别理想。
[0005]因此，为了精确判断手术臂中各关节的受力状态，进而实现灵活拖动手术臂，本技术提供一种可灵活拖动的手术臂。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中的上述技术问题，本技术提供一种可灵活拖动的手术臂。
[0007]为实现上述目的，本技术的技术方案如下：
[0008]一种可灵活拖动的手术臂，包括依次连接的第一竖直轴、第二转轴组件、第三转轴组件、第四转轴组件、操纵臂、器械；第二转轴组件与第三转轴组件之间设置第一力矩检测结构，第三转轴组件与第四转轴组件之间设置第二力矩检测结构，第四转轴组件与操纵臂之间设置第三力矩检测结构。
[0009]进一步地，第一力矩检测结构和/或第二力矩检测结构和/或第三力矩检测结构为力矩传感器。
[0010]进一步地，第二转轴组件与第一竖直轴旋转连接，第一竖直轴沿竖直方向设置，第二转轴组件绕第一竖直轴的轴线旋转运动。
[0011]更进一步地，第三转轴组件与第二转轴组件旋转连接，第三转轴组件绕第二转轴
组件的轴线旋转运动。
[0012]更进一步地，第三转轴组件的旋转轴线与第一竖直轴的轴线相交且垂直。
[0013]更进一步地，第四转轴组件与第三转轴组件旋转连接，第四转轴组件绕第三转轴组件的轴线旋转运动；第四转轴组件的旋转轴线与第三转轴组件的旋转轴线垂直且相交。
[0014]更进一步地，第二转轴组件包括第一转轴，第一转轴外侧套设第一力矩电机，第一力矩电机驱动第一转轴转动；第一转轴外侧还设置第一减速器，第一转轴与第一减速器的输入端连接，第一减速器的输出端连接第一力矩检测结构，第一力矩检测结构与第三转轴组件固定连接。
[0015]更进一步地，第四转轴组件包括第二转轴和第三转轴，第二转轴外侧套设第二力矩电机，第二力矩电机驱动第二转轴转动；第二转轴外侧还设置第二减速器，第二转轴与第二减速器的输入端连接，第二减速器的输出端连接第二力矩检测结构，第二力矩检测结构与第三转轴组件固定连接；
[0016]第三转轴外侧套设第三力矩电机，第三力矩电机驱动第三转轴转动，第三转轴外侧还设置第三减速器，第三转轴与第三减速器的输入端连接，第三减速器的输出端连接第三力矩检测结构；第三减速器外壳与操纵臂固定连接。第三力矩检测结构与第一传动轮固定连接
[0017]进一步地，操纵臂包括依次连接的第一臂杆、第二臂杆、第三臂杆和第四臂杆；第四转轴组件与第一臂杆的一端连接，第一臂杆的另一端与第二臂杆的一端旋转连接，第二臂杆的另一端与第三臂杆的一端旋转链接，第三臂杆的另一端与第四臂杆连接；第四臂杆上安装器械。
[0018]更进一步地，第一臂杆、第二臂杆、第三臂杆之间通过同步传动机构驱动。
[0019]更进一步地，同步传动机构为钢带传动机构，第一臂杆与第四转轴组件之间通过第三转轴连接，第一臂杆和第二臂杆之间通过第四转轴连接；第三转轴上设置第一传动轮，第四转轴上设置第二传动轮，第二传动轮与与第二臂杆固定连接，第一传动轮和第二传动轮上环绕设置第一钢带。
[0020]更进一步地，第四转轴上还设置第三传动轮，第三传动轮与第一臂杆固定连接，第二臂杆和第三臂杆之间通过第五转轴连接，第五转轴上设置第四传动轮，第四传动轮与第三臂杆固定连接，第三传动轮和第四传动轮上环绕设置第二钢带；
[0021]第五转轴上还设置第五传动轮，第五传动轮与第二臂杆固定连接，第三臂杆和第四臂杆之间通过第六转轴连接，第六转轴上设置第六传动轮，第六传动轮与第四臂杆固定连接，第五传动轮和第六传动轮上环绕设置第三钢带。
[0022]更进一步地，所述第一传动件和/或第二传动件和/或第三传动件为同步带、链条、传动丝、钢带中一种。
[0023]相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
[0024]本技术在第二转轴组件与第三转轴组件之间设置第一力矩检测结构，第三转轴组件与第四转轴组件之间设置第二力矩检测结构，第四转轴组件与操纵臂之间设置第三力矩检测结构；通过第一力矩检测结构、第二力矩检测结构、第三力矩检测结构可以实施监测旋转关节所受力矩大小，在拖动手术臂的过程中，可以准确的得到每个关节实际受力大小，无需通过复杂的动力学参数进行辨识，进而可以更加准确的通过电机电流环控制，实现
零阻力拖动。
[0025]同时也可以通过实施监测关节力矩数据，判断手术臂是否运行正常，如若检测到关节力矩数据发生突变，说明手术臂可能受到外力或者运转异常，从而可以控制手术臂立刻停止运动，避免造成更大危险。
附图说明
[0026]图1为本技术的结构示意图。
[0027]图2为所述第三转轴组件与第二转轴组件、第四转轴组件的连接结构示意图。
[0028]图3为所述第四转轴组件与操纵臂的连接结构示意图。
[0029]附图标记说明：
[0030]1‑
第一竖直轴，2
‑
第二转轴组件，201
‑
第一转轴，202
‑
第一力矩电机，203
‑
第一减速器，204
‑
第一力矩检测结构，
[0031]3‑
第三转轴组件，4
‑
第四转轴组件，401
‑
第二转轴，402
‑
第二力矩电机，403
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可灵活拖动的手术臂，其特征在于，包括依次连接的第一竖直轴、第二转轴组件、第三转轴组件、第四转轴组件、操纵臂；所述第二转轴组件与所述第三转轴组件之间设置第一力矩检测结构，所述第三转轴组件与所述第四转轴组件之间设置第二力矩检测结构，所述第四转轴组件与所述操纵臂之间设置第三力矩检测结构。2.根据权利要求1所述的可灵活拖动的手术臂，其特征在于，所述第一力矩检测结构和/或第二力矩检测结构和/或第三力矩检测结构为力矩传感器。3.根据权利要求1所述的可灵活拖动的手术臂，其特征在于，所述第二转轴组件与第一竖直轴旋转连接，所述第一竖直轴的轴线沿竖直方向设置，所述第二转轴组件绕第一竖直轴的轴线旋转运动；所述第三转轴组件与所述第二转轴组件旋转连接，所述第三转轴组件绕所述第二转轴组件的轴线旋转运动；第三转轴组件的旋转轴线与第一竖直轴的轴线相交且垂直；所述第四转轴组件与所述第三转轴组件旋转连接，所述第四转轴组件绕第三转轴组件的轴线旋转运动，第四转轴组件的旋转轴线与第三转轴组件的旋转轴线垂直且相交。4.根据权利要求3所述的可灵活拖动的手术臂，其特征在于，所述第二转轴组件包括第一转轴，所述第一转轴外侧套设第一力矩电机，所述第一力矩电机驱动第一转轴转动；所述第一转轴外侧还设置第一减速器，所述第一转轴与所述第一减速器的输入端连接，第一力矩检测结构与所述第一减速器的输出端连接，且所述第一力矩检测结构与第三转轴组件固定连接。5.根据权利要求4所述的可灵活拖动的手术臂，其特征在于，所述第四转轴组件包括第二转轴和第三转轴，所述第二转轴外侧套设第二力矩电机，所述第二力矩电机驱动第二转轴转动；所述第二转轴外侧还设置第二减速器，所述第二转轴与第二减速器的输入端连接，第二力矩检测结构与第二减速器的输出端连接，且所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：程皓，李扬，彭程，徐敏，
申请(专利权)人：敏捷医疗科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：