本发明专利技术提供了一种遥操作主手的位置调整机构，包括底盘、第一臂、第二臂、平衡弹性件、第一驱动件和第二驱动件。底盘上连接有第一安装柱和第二安装柱。第一臂的一端用于安装负载，第二臂的两端分别与第一臂和第二安装柱转动连接。第一转盘转动连接于第一安装柱。辅助臂的两端分别与第一臂和第一转盘转动连接。平衡弹性件的一端与底盘连接，另一端与连接绳的一端连接，连接绳的另一端绕过第一转盘上的绳柱后固定连接在第一转盘上。平衡弹性件处于拉绳状态，通过连接绳施加给第一转盘的扭矩方向为第一方向，辅助臂因负载重力施加给第一转盘的扭矩方向为第二方向，第一方向和第二方向相反。第一驱动件和第二驱动件均安装于底盘。反。第一驱动件和第二驱动件均安装于底盘。反。第一驱动件和第二驱动件均安装于底盘。
【技术实现步骤摘要】
一种遥操作主手的位置调整机构
[0001]本专利技术属于医疗器械领域，尤其涉及一种遥操作主手的位置调整机构。
技术介绍
[0002]外科手术有着对象小、形状复杂、部分手术时间较长等特点，长时间的精细操作导致医生很容易疲惫，由此容易造成人手的颤抖而导致精度降低。使用机器操作手能够很大程度的减轻这些安全隐患，准确地完成一些需要长时间的复杂的手术。因此，外科手术中用机器人辅助完成手术代替传统的手工手术必将是未来发展的大趋势。其中，遥操作主手是机器人辅助手术主从系统中的重要组成单元。
[0003]目前市面上出现的遥操作主手的位置调整机构，面临的主要问题是平衡问题。遥操作主手本质上是一个串联的机械臂结构，因负载累计导致越到根部的关节所需要提供的用于平衡重力扭矩的扭矩就越大，这也就导致根部关节所用的驱动电机越来越大，占用的体积也更大。
[0004]然而，由于医疗机器人对体积敏感度大，因此在设计医疗机器人时需要尽可能的减小其体积，如此留给遥操作主手的安装空间也相对较小。在有些医疗机器人中，为解决这个问题使用非主动驱动的主手，即关节上不再安装驱动电机，只安装位置检测传感器，主手的运动仅靠操作医生手动驱动，这样主手的整体质量和体积都大幅下降，而且还能在有限的空间内做一些平衡机构，代替电机平衡重力的功能，使操作医生手感轻盈。但这种被动主手缺少自主寻位功能，操作医生在使用前需要花一定的时间进行位姿预摆放，使用后也需要手动安放。也有部分医疗机器人设计了很复杂的平衡机构，用了多个弹性元件(主要是弹簧)，用于平衡主动主手的关节负载，此类设计的缺点是平衡机构占用的体积也较大，同时由于有多个弹性元件，且弹性元件提供的平衡力变化较大的情况会导致控制算法太复杂而导致效果不佳。
技术实现思路
[0005]针对上述情况，本专利技术提供一种遥操作主手的位置调整机构，包括：
[0006]底盘，所述底盘上连接有第一安装柱和第二安装柱；
[0007]第一臂和第二臂，所述第一臂的一端用于安装负载，所述第二臂的一端与所述第一臂转动连接，另一端转动连接于所述第二安装柱；
[0008]第一转盘和辅助臂，所述第一转盘转动连接于所述第一安装柱，且转动轴线与所述第二臂和所述第二安装柱的转动轴线重合或平行；所述辅助臂的一端与所述第一臂转动连接，另一端与所述第一转盘转动连接；
[0009]平衡弹性件，所述第一转盘上设有绳柱，所述绳柱设于所述第一转盘和所述第一安装柱的转动轴线上；所述平衡弹性件的一端与所述底盘连接，另一端与连接绳的一端连接，所述连接绳的另一端绕过所述绳柱后固定连接在所述第一转盘上；
[0010]所述平衡弹性件处于拉绳状态，通过所述连接绳施加给所述第一转盘的扭矩方向
为第一方向，所述辅助臂因负载重力施加给所述第一转盘的扭矩方向为第二方向，所述第一方向和所述第二方向相反；
[0011]第一驱动件和第二驱动件，均安装于所述底盘，所述第一驱动件的输出端与所述第一转盘连接，用于配合所述平衡弹性件平衡所述第一转盘和所述第一安装柱转动连接处的重力扭矩；所述第二驱动件的输出端与所述第二臂连接，用于平衡所述第二臂和所述第二安装柱转动连接处的重力扭矩。
[0012]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，所述第一转盘和所述第一安装柱的转动轴线与所述第二臂和所述第二安装柱的转动轴线重合；
[0013]所述第一臂上，用于安装负载的位置和与所述辅助臂转动连接的位置分别设于其与所述第二臂转动连接位置的两侧。
[0014]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，所述第一转盘上，与所述连接绳连接的位置和与所述辅助臂转动连接的位置中心对称；且两个位置的连线将所述第一转盘分为两侧，其中一侧为第一侧；
[0015]所述第一转盘在第一侧设有第一换向部，所述连接绳绕过所述绳柱后经所述第一换向部换向，再与所述第一转盘固定连接；所述辅助臂设于所述第一转盘的第一侧。
[0016]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，所述底盘上设有第二换向部，所述连接绳绕过所述绳柱后将所述第一换向部换向，再与所述平衡弹性件连接。
[0017]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，所述第一换向部为一个或多个定滑轮，或/和，所述第二换向部为一个或多个定滑轮。
[0018]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，所述平衡弹性件为弹簧。
[0019]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，还包括制动结构，用于第二驱动件断电后锁定所述第二臂和所述第二安装柱的相对位置。
[0020]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，所述第二臂和所述第二安装柱通过第二转盘实现转动连接，所述第二转盘转动连接于所述第二安装柱，所述第二臂与所述第二转盘固定连接，且固定连接处位于所述第二转盘和所述第二安装柱的转动轴线上；
[0021]所述制动结构设于所述第二转盘和所述底盘间。
[0022]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，所述制动结构包括：
[0023]抱闸，安装于所述底盘，所述抱闸上连接有齿轮；
[0024]齿条，安装于所述第二转盘上，且沿所述第二转盘和所述第二安装柱的转动轴线的周向设置；
[0025]所述齿轮和所述齿条啮合，当所述抱闸通电时，所述齿轮随所述齿条转动，当所述抱闸断电时，所述抱闸输出制动扭矩使所述齿轮不转动。
[0026]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，所述第一驱动件为第一电机，所述第一电机的机身至少有部分与底盘接触，且相互接触的部分之间设有导热涂层，用于将所述第一电机产生的热量传导至所述底盘；
[0027]和/或，所述第二驱动件为第二电机，所述第二电机的机身至少有部分与底盘接触，且相互接触的部分之间设有导热涂层，用于将所述第二电机产生的热量传导至所述底盘。
[0028]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，所述导热涂层为导热硅脂层。
[0029]在某一实施例提供的遥操作主手的位置调整机构中，还包括基座，所述底盘转动连接于所述基座，且转动轴线分别与所述第二臂和所述第二安装柱的转动轴线、所述第一臂和所述第二臂的转动轴线垂直。
[0030]本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比至少具有以下一个优点或积极效果：
[0031](1)本专利技术通过的第一臂、第二臂、辅助臂和第一转盘形成的类似四边形的构型，将第一臂和第二臂转动连接处需要位置调整机构提供的驱动扭矩转移至了第一转盘和第一安装柱的转动连接处，转移到第一转盘处的所需驱动扭矩大小不变，但使得第二臂和第二安装柱转动连接处需要机构(此处及下文中提到的机构均指位置调整机构)提供的驱动扭矩大大减小了，使得可以选用小尺寸的第二驱动件，从而可以减小机构的体积和重量。
[0032]同时，将第一臂和第二臂转动连接处需要的驱动扭矩转移至第一转盘和第一安装柱的转动连接处，使得平衡结构(平衡弹性件和第一驱动件等结构)更容易设计和安本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种遥操作主手的位置调整机构，其特征在于，包括：底盘，所述底盘上连接有第一安装柱和第二安装柱；第一臂和第二臂，所述第一臂的一端用于安装负载，所述第二臂的一端与所述第一臂转动连接，另一端转动连接于所述第二安装柱；第一转盘和辅助臂，所述第一转盘转动连接于所述第一安装柱，且转动轴线与所述第二臂和所述第二安装柱的转动轴线重合或平行；所述辅助臂的一端与所述第一臂转动连接，另一端与所述第一转盘转动连接；平衡弹性件，所述第一转盘上设有绳柱，所述绳柱设于所述第一转盘和所述第一安装柱的转动轴线上；所述平衡弹性件的一端与所述底盘连接，另一端与连接绳的一端连接，所述连接绳的另一端绕过所述绳柱后固定连接在所述第一转盘上；所述平衡弹性件处于拉绳状态，通过所述连接绳施加给所述第一转盘的扭矩方向为第一方向，所述辅助臂因负载重力施加给所述第一转盘的扭矩方向为第二方向，所述第一方向和所述第二方向相反；第一驱动件和第二驱动件，均安装于所述底盘，所述第一驱动件的输出端与所述第一转盘连接，用于配合所述平衡弹性件平衡所述第一转盘和所述第一安装柱转动连接处的重力扭矩；所述第二驱动件的输出端与所述第二臂连接，用于平衡所述第二臂和所述第二安装柱转动连接处的重力扭矩。2.根据权利要求1所述的遥操作主手的位置调整机构，其特征在于，所述第一转盘和所述第一安装柱的转动轴线与所述第二臂和所述第二安装柱的转动轴线重合；所述第一臂上，用于安装负载的位置和与所述辅助臂转动连接的位置分别设于其与所述第二臂转动连接位置的两侧。3.根据权利要求2所述的遥操作主手的位置调整机构，其特征在于，所述第一转盘上，与所述连接绳连接的位置和与所述辅助臂转动连接的位置中心对称；且两个位置的连线将所述第一转盘分为两侧，其中一侧为第一侧；所述第一转盘在第一侧设有第一换向部，所述连接绳绕过所述绳柱后经所述第一换向部换向，再与所述第一转盘固定连接；所述辅助臂设于所述第一转盘的第一侧。4.根据权利要求3所述的遥操作主手的位置调整机构，其特征在于，所述底盘上设有第二换向部，所述连接绳绕...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕文尔，孙祎，赵培文，王少白，华翔，
申请(专利权)人：上海卓昕医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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