机械臂模组及手术机器人的制作方法

本技术涉及机械臂，尤其涉及一种机械臂模组及手术机器人。

背景技术：

1、在微创手术过程中，由于手术活动空间有限，医生主要通过手持手术器械进行微创手术，若手术时间较长，医生手臂容易产生疲惫感，导致无法精准稳定地进行手术，手术效率低，且具有安全隐患。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种机械臂模组及手术机器人，能够为手术器械提供机械支撑，并且可以精准调节手术器械的姿态，适应不同大小的手术活动空间，且具有结构轻巧、灵活性好、精度高、操作空间大、运动响应及时等特点。

2、本实用新型提供一种机械臂模组，包括：

3、第一节臂，包括：第一臂体和驱动机构，所述驱动机构设置于所述第一臂体；

4、第二节臂，包括：第二臂体、第一传动轮、第二传动轮和第二传动带，所述第二臂体的首端与所述驱动机构相连，所述第一传动轮设置于所述第二臂体的首端且与所述第一臂体固定连接，所述第二传动轮可转动地设置于所述第二臂体的末端，所述第二传动带的两端分别与所述第一传动轮和所述第二传动轮固定连接；

5、第三节臂，包括：第三臂体、第三传动轮、第四传动轮和第三传动带，所述第三臂体的首端与所述第二传动轮相连，所述第三传动轮设置于所述第三臂体的首端且与所述第二臂体固定连接，所述第四传动轮可转动地设置于所述第三臂体的末端且与手术器械模组相连，所述第三传动带的两端分别与所述第三传动轮和所述第四传动轮固定连接；

6、所述驱动机构包括：第一驱动电机、第五传动轮、第六传动轮、第一传动带和第一谐波减速机，所述第五传动轮设置于所述第一臂体的首端，所述第一驱动电机与所述第五传动轮相连，所述第六传动轮设置于所述第一臂体的末端，所述第一传动带的两端分别与所述第五传动轮和所述第六传动轮相连，所述第一谐波减速机设置于所述第一臂体的末端，且所述第一谐波减速机的输入轴与所述第六传动轮连接，所述第一谐波减速机的第一输出法兰与所述第二臂体的首端相连；

7、其中，所述驱动机构适于驱动所述第二节臂和所述第三节臂相对所述第一节臂转动。

8、根据本实用新型提供的一种机械臂模组，所述第一谐波减速机包括：输入轴、第一波发生器、第一柔轮、第一钢轮和第一输出法兰，所述输入轴的第一端连接所述第六传动轮，所述第一波发生器与所述输入轴的第二端相连，所述第一柔轮套接于所述第一波发生器的外壁，所述第一钢轮套接于所述第一柔轮的外壁，且所述第一钢轮的内圈齿与所述第一柔轮的外圈齿啮合，所述第一钢轮相对所述第一柔轮可转动，所述第一输出法兰位于所述输入轴的第二端且与所述第一钢轮连接。

9、根据本实用新型提供的一种机械臂模组，所述第一臂体的末端固定设有第一耦合轴，所述第一耦合轴经所述第一谐波减速机的输入轴的轴向通孔穿设于所述第二臂体的首端，所述第一传动轮与所述第一耦合轴固定连接。

10、根据本实用新型提供的一种机械臂模组，所述第一臂体的内部设有控制电路板和散热器，所述控制电路板与所述第一驱动电机电连接，所述散热器连接于所述控制电路板上。

11、根据本实用新型提供的一种机械臂模组，所述第二臂体的首端内壁设有第一编码器，用于检测所述第二节臂的转动角度。

12、根据本实用新型提供的一种机械臂模组，所述第二臂体的末端固定设有第二耦合轴，所述第二耦合轴穿设于所述第三臂体的首端，所述第二传动轮与所述第二耦合轴可转动连接，所述第三传动轮与所述第二耦合轴固定连接。

13、根据本实用新型提供的一种机械臂模组，所述第二传动带和所述第三传动带均包括：

14、带体部；

15、第一连接部和第二连接部，分别与所述带体部的两端相连；

16、所述第一连接部的末端设有固定块，且与所述第一连接部对应连接的传动轮设有固定槽，所述固定槽与所述固定块卡接；

17、所述第二连接部的末端设有张紧块，且与所述第二连接部对应连接的传动轮设有限位槽，所述张紧块可滑动地设置于所述限位槽内，用于调节对应传动带的张紧。

18、根据本实用新型提供的一种机械臂模组，所述第二臂体和所述第三臂体的首末两端分别设有与所述固定块和所述张紧块对应设置的安装窗口，且所述安装窗口可拆卸连接密封罩壳。

19、根据本实用新型提供的一种机械臂模组，所述第一传动带为同步带，所述第二传动带和所述第三传动带为刚性带；

20、且所述第二节臂和所述第三节臂分别设有两条所述刚性带，两条所述刚性带的第一连接部和第二连接部呈c型，所述第二节臂和所述第三节臂中的两条所述刚性带沿对应传动轮的轴向错位且上下反向分布。

21、本实用新型还提供一种手术机器人，包括：上述的机械臂模组。

22、本实用新型提供的机械臂模组及手术机器人，通过三个节臂巧妙的传动连接方式，只需一套驱动机构即可同步驱动多个节臂转动，从而达到优化控制、简化结构、降低成本等目的；并且可以根据手术活动空间以及手术伤口位置等信息，控制驱动机构驱动第二节臂和第三节臂的转动角度，从而精准调节手术器械的姿态；此外，通过采用第一谐波减速机可以有效提高动力传递的精度，实现节臂转动角度的微调，从而有效提高手术的精度、稳定性以及安全性。

技术特征：

1.一种机械臂模组，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机械臂模组，其特征在于，所述第一谐波减速机包括：输入轴、第一波发生器、第一柔轮、第一钢轮和第一输出法兰，所述输入轴的第一端连接所述第六传动轮，所述第一波发生器与所述输入轴的第二端相连，所述第一柔轮套接于所述第一波发生器的外壁，所述第一钢轮套接于所述第一柔轮的外壁，且所述第一钢轮的内圈齿与所述第一柔轮的外圈齿啮合，所述第一钢轮相对所述第一柔轮可转动，所述第一输出法兰位于所述输入轴的第二端且与所述第一钢轮连接。

3.根据权利要求2所述的机械臂模组，其特征在于，所述第一臂体的末端固定设有第一耦合轴，所述第一耦合轴经所述第一谐波减速机的输入轴的轴向通孔穿设于所述第二臂体的首端，所述第一传动轮与所述第一耦合轴固定连接。

4.根据权利要求1所述的机械臂模组，其特征在于，所述第一臂体的内部设有控制电路板和散热器，所述控制电路板与所述第一驱动电机电连接，所述散热器连接于所述控制电路板上。

5.根据权利要求1所述的机械臂模组，其特征在于，所述第二臂体的首端内壁设有第一编码器，用于检测所述第二节臂的转动角度。

6.根据权利要求1所述的机械臂模组，其特征在于，所述第二臂体的末端固定设有第二耦合轴，所述第二耦合轴穿设于所述第三臂体的首端，所述第二传动轮与所述第二耦合轴可转动连接，所述第三传动轮与所述第二耦合轴固定连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的机械臂模组，其特征在于，所述第二传动带和所述第三传动带均包括：

8.根据权利要求7所述的机械臂模组，其特征在于，所述第二臂体和所述第三臂体的首末两端分别设有与所述固定块和所述张紧块对应设置的安装窗口，且所述安装窗口可拆卸连接密封罩壳。

9.根据权利要求7所述的机械臂模组，其特征在于，所述第一传动带为同步带，所述第二传动带和所述第三传动带为刚性带；

10.一种手术机器人，其特征在于，包括：权利要求1-9中任一项所述的机械臂模组。

技术总结
本技术涉及机械臂技术领域，提供一种机械臂模组及手术机器人，机械臂模组主要包括：第一节臂、第二节臂和第三节臂，第二节臂和第三节臂可以相对第一节臂转动，实现展开或折叠。本技术机械臂模组能够为手术器械提供机械支撑，并且可以精准调节手术器械的姿态，适应不同大小的手术活动空间，且具有结构轻巧、灵活性好、精度高、操作空间大、运动响应及时等特点。

技术研发人员：朱光辉,田坤淼,袁家恒,陈智,叶建华,谭乐以
受保护的技术使用者：长沙英迈医工研究院有限公司
技术研发日：20230828
技术公布日：2024/9/23