[发明专利]一种机械臂的旋转机构及旋转助力方法

说明书

本说明书实施例提供一种机械臂的旋转机构及旋转助力方法。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。旋转助力方法，包括：获取由力传感器接收的定位转盘或第二机械臂的受力信息；基于受力信息，控制电机进行助力。

技术领域

本说明书涉及机械结构与电气控制技术领域，特别涉及一种机械臂的旋转机构及旋转助力方法。

背景技术

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。

发明内容

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本说明书实施例之一提供一种旋转助力方法，应用于上述任一项所述的旋转机构，包括：获取由所述力传感器接收的所述定位转盘或所述第二机械臂的受力信息；基于所述受力信息，控制所述电机进行助力。

在一些实施例中，所述受力信息包括受力方向和/或受力大小；所述基于所述受力信息，控制所述电机进行助力包括：基于所述受力方向，控制所述电机的转向；和/或基于所述受力大小，控制所述电机的功率。

附图说明