一种旋转机构及手术机器人的制作方法

本技术涉及医疗器械，尤其涉及一种旋转机构及手术机器人。

背景技术：

1、微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。然而，微创手术中微创器械由于受到切口大小的限制，手术操作难度大为增加，这成为制约微创手术技术发展的关键因素。随着机器人技术的发展，一种可以克服缺点、继承优点的微创医疗领域新技术——微创手术机器人技术应运而生。

2、常见的微创手术机器人由医生控制台、患者侧手推车和显示设备组成，外科医生在医生控制台操作输入装置，并将输入传给与远程操作的外科器械连接的患者手术平台。患者手术平台(从手)包括基座、立柱、悬臂和若干机械臂，悬臂的端部设有旋转关节，通过旋转关节控制机械臂的周向摆位。

3、申请号为202311007440.5的中国专利公开了一种旋转装置、旋转控制方法及手术机器人，其于外壳和旋转轴之间设置旋转角度检测件、制动器、无框电机和减速器，其中无框电机的定子固定于外壳上，通过无框电机的转子带动旋转轴旋转。在该旋转装置中，由于减速器的自身结构限制，装置内部存在间隙，在医生操作手术器械移动过程中，旋转装置内部的间隙会导致手术器械端部不稳定，易产生晃动，影响医生操作的精细度，存在手术安全隐患。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构紧凑且可靠性强的旋转机构及手术机器人。

2、为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现。

3、本申请提供了一种旋转机构，包括转动设置于一安装框架上的转轴、用于驱动转轴转动的旋转驱动组件、用于对转轴进行转动制动的制动组件；

4、其中，所述旋转驱动组件包括与转轴连接的螺旋锥齿轮组以及用于驱动螺旋锥齿轮组的动力单元；

5、其技术效果在于，通过螺旋锥齿轮组结合动力单元的传动结构取代了减速器，使得旋转机构的整体长度缩短，实现了装置的紧凑化、精细化，从而消除了结构间隙导致的手术器械异常晃动，保证了转轴转动的平稳性，在转轴停驻时定位更加稳固，进一步降低了手术的风险。

6、进一步限定，上述的一种旋转机构，其中，所述螺旋锥齿轮组包括固定套设在转轴上且与转轴同轴的从动锥齿轮、连接动力单元且与从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮；

7、其中，所述动力单元设置为与安装框架固定连接的电机。

8、进一步限定，上述的一种旋转机构，其中，还包括用于限制转轴转动角度的限位结构。

9、进一步限定，上述的一种旋转机构，其中，所述限位结构包括设置在从动锥齿轮上且与转轴同轴的限位槽，所述安装框架上固定设有与限位槽滑动连接的限位件；

10、其技术效果在于，通过限位件与限位槽配合能够实现对转轴的转动角度限制，使得转轴于预定角度范围转动，保证工作可靠性。

11、进一步限定，上述的一种旋转机构，其中，所述安装框架上固定设有第一固定板，所述转轴其中一端与第一固定板之间固定设有第一定位轴承、另一端与安装框架之间固定设有定位轴承；

12、其中，所述限位件固定设置在第一固定板靠近从动锥齿轮一侧端面；

13、其技术效果在于，转轴两端分别与第一固定板、安装框架通过轴承件转动连接，在转轴转动时，两个轴承件配合旋转，能够使转轴旋转更加顺畅稳定。

14、进一步限定，上述的一种旋转机构，其中，所述制动组件包括与转轴固定连接且同轴的磁吸件、固定设置在安装框架上且能够与磁吸件配合的衔铁；

15、其技术效果在于，由于衔铁固定设置在安装框架上，在衔铁通电情况下，衔铁无磁性，磁吸件随转轴转动，衔铁和磁吸件无吸附而相互分离，于衔铁断电后，衔铁产生磁性而与磁吸件吸附贴合，从而实现转轴的转动制动。

16、进一步限定，上述的一种旋转机构，其中，所述安装框架上固定设有位于磁吸件远离从动锥齿轮一侧的第二固定板；

17、其中，所述制动组件的磁吸件固定设置在从动锥齿轮上、衔铁固定设置在第二固定板上。

18、进一步限定，上述的一种旋转机构，其中，还包括用于对转轴转动角度进行监测的感应单元。

19、进一步限定，上述的一种旋转机构，其中，所述感应单元包括设置在安装框架、转轴之间的绝对编码器组件，和/或与电机连接的增量编码器；

20、其技术效果在于，通过绝对编码器组件与增量编码器的相互配合，不仅能够分别监测转轴的旋转角度，而且二者能够相互验证，检查转轴转动角度参数，同时在其中一个感应部件失效情况下，另一个感应部件能够继续执行对转轴的角度监测，保证数据的获取稳定性。

21、本申请还提供了一种手术机器人，其特征在于，包括立柱、悬臂以及手术执行装置，所述悬臂的其中一端与立柱连接、另一端设有上述任一项所述的旋转机构；

22、其中，所述手术执行装置与旋转机构的转轴连接，所述旋转机构能够控制手术执行装置执行转动。

技术特征：

1.一种旋转机构，其特征在于，包括转动设置于一安装框架上的转轴、用于驱动转轴转动的旋转驱动组件、用于对转轴进行转动制动的制动组件；

2.根据权利要求1所述的一种旋转机构，其特征在于，所述螺旋锥齿轮组包括固定套设在转轴上且与转轴同轴的从动锥齿轮、连接动力单元且与从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮；

3.根据权利要求1或2所述的一种旋转机构，其特征在于，还包括用于限制转轴转动角度的限位结构。

4.根据权利要求3所述的一种旋转机构，其特征在于，所述限位结构包括设置在从动锥齿轮上且与转轴同轴的限位槽，所述安装框架上固定设有与限位槽滑动连接的限位件。

5.根据权利要求4所述的一种旋转机构，其特征在于，所述安装框架上固定设有第一固定板，所述转轴其中一端与第一固定板之间固定设有第一定位轴承、另一端与安装框架之间固定设有第二定位轴承；

6.根据权利要求1或2所述的一种旋转机构，其特征在于，所述制动组件包括与转轴固定连接且同轴的磁吸件、固定设置在安装框架上且能够与磁吸件配合的衔铁。

7.根据权利要求6所述的一种旋转机构，其特征在于，所述安装框架上固定设有位于磁吸件远离从动锥齿轮一侧的第二固定板；

8.根据权利要求1或2所述的一种旋转机构，其特征在于，还包括用于对转轴转动角度进行监测的感应单元。

9.根据权利要求8所述的一种旋转机构，其特征在于，所述感应单元包括设置在安装框架、转轴之间的绝对编码器组件，和/或与电机连接的增量编码器。

10.一种手术机器人，其特征在于，包括立柱、悬臂以及手术执行装置，所述悬臂的其中一端与立柱连接、另一端设有上述权利要求1至9任一项所述的旋转机构；

技术总结本申请公开了一种旋转机构及手术机器人，其中，旋转机构包括转动设置于一安装框架上的转轴、用于驱动转轴转动的旋转驱动组件、用于对转轴进行转动制动的制动组件，本申请实施例中，采用上述的一种旋转机构及手术机器人，通过螺旋锥齿轮组结合动力单元的传动结构取代了减速器，由于从动锥齿轮固定套设在转轴上，使得旋转机构的整体长度缩短，实现了装置的紧凑化、精细化，消除了结构间隙导致的手术器械异常晃动，保证了转轴转动的平稳性，在转轴停驻时定位更加稳固，从而降低了手术的风险，同时通过绝对编码器组件与增量编码器的相互配合，不仅能够相互验证以确保转轴转动角度参数的准确性，而且能够保证数据的获取稳定性。技术研发人员：请求不公布姓名受保护的技术使用者：杭州唯精医疗机器人有限公司技术研发日：20240105技术公布日：2024/9/17