[实用新型]主动臂术前旋转辅助系统

说明书

本实用新型提供了一种主动臂术前旋转辅助系统，属于医疗器械技术领域。它解决了现有主动臂在术前摆位时人工拉动不方便的问题。本主动臂术前旋转辅助系统，主动臂包括固定筒、设于固定筒上的横滚电机和设于横滚电机上的由伸展电机驱动的伸展主体，横滚电机的输出轴与固定筒固连，伸展电机固定在横滚电机上，辅助系统包括用于感应横滚电机输出轴扭矩的扭矩传感器和用于控制横滚电机启停的处理器，扭矩传感器与处理器连接。本实用新型具有辅助效果好、结构设计合理等优点。

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种主动臂术前旋转辅助系统。

背景技术

从手主动臂需要体积小，重量轻，范围大。若体积大则影响多臂的布局，为避免干涉，手术开口距离就比较大；若重量大则会造成驱动困难，前端手术器械容易抖动；运动范围大才能满足手术要求。因此，申请人发明了一种手术机器人的主动臂，包括设于支座上的固定臂、铰接在固定臂一端的中段臂、铰接在中段臂远离固定臂一端的前段臂和铰接在前段臂远离中段臂一端的滑动臂，滑动臂上设有带刀杆的手术器械，中段臂与前段臂构成平行四边形的两相邻边，两者之间具有位于平行四边形顶点处的远心点，支座与滑动臂之间设有用于驱动刀杆以远心点为圆心摆动的由电机构成的驱动组件。

手术机器人在手术前，需要先将戳卡插入人体，而戳卡又需固定在滑动臂上，主动臂初始位置处于收缩状态，需要手动拉动主动臂到戳卡处定位固定，完成术前摆位。主动臂的术前摆位是机器人微创手术的前提，手动调整效果将影响到微创手术的质量和效率。然而，由于微创手术机器人各关节多由电机通过大速比减速器驱动，关节内部的摩擦较大，再加上移动过程中惯性力和重力的影响，会造成机器人的反向驱动十分困难。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种辅助效果好的主动臂术前旋转辅助系统。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

主动臂术前旋转辅助系统，主动臂包括固定筒、通过支撑结构设于固定筒上的横滚电机和设于横滚电机上的由伸展电机驱动的伸展主体，所述横滚电机的输出轴与固定筒固连，所述的伸展电机固定在横滚电机上，其特征在于，所述的辅助系统包括用于感应横滚电机输出轴扭矩的扭矩传感器和用于控制横滚电机启停的处理器，所述的扭矩传感器与处理器连接。

主动臂工作时，由于横滚电机的输出轴与固定筒固定，当横滚电机的输出轴旋转时，在反作用力下降带动横滚电机旋转，从而带动设于横滚电机上的伸展主体旋转。

手术机器人的主动臂在手术前，需要将戳卡插入人体，而戳卡需要与滑动臂卡扣固定，且主动臂初始位置处于收缩状态，需要手动拉动或旋转主动臂到戳卡处定位固定，此时横滚电机处于锁定状态，人手的拉力无法直接旋转主动臂，需要横滚电机辅助出力。人手拉动主动臂产生的力矩，会通过各臂传递到扭矩传感器上。主动臂在某一位置不动时，伸展主体本身重力会让扭矩传感器受到一定扭矩，会读取到一个基础数据，在整个伸展运动范围内，实测若干组旋转角度与扭矩传感器读取数据的对应关系的数据表。术前摆位时，拉动主动臂，此时扭矩传感器读取到的数据会与数据表中的基础数据不同，与基础数据对比大小和方向，可以对应扭矩的大小及方向。

扭矩传感器将信号传给处理器，处理器判断，与设定范围对比，如果超过设定范围值，控制横滚电机旋转，驱动伸展主体向拉动方向运动。当停止拉动主动臂时，扭矩传感器读取到的数据会与数据表中的基础数据非常接近，在设定范围内，处理器控制横滚电机停止助力。

在上述的主动臂术前旋转辅助系统中，所述的固定筒内设有谐波减速器，所述的谐波减速器上套设有由上述支撑结构支撑的外壳，谐波减速器与外壳之间设有交叉滚子轴承，所述的横滚电机与外壳固连，所述横滚电机的输出轴与谐波减速器的输入端固连，所述谐波减速器的输出端与固定筒固连，所述的扭矩传感器用于感应谐波减速器输出端的扭矩。