[发明专利]用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置以及手术机器人的执行臂机构

权利要求书

1.一种用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：包括两个相邻的臂杆，两个相邻的臂杆可转动的连接，臂杆上固定设置有平衡装置，平衡装置与两个相邻的臂杆之间的轴结构固定连接，当两个臂杆沿着两个臂杆间的连接轴结构发生相对转动时，平衡装置随之拉伸或收缩以此抵消或者部分抵消因臂杆自身重量和/或其上的负载重量所产生的对轴结构的扭矩。

2.根据权利要求1所述的用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：所述平衡装置包括恒力弹簧，恒力弹簧的拉伸端与绳体固定连接，所述绳体与轴结构固定连接。

3.根据权利要求1所述的用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：所述平衡装置包括装置座，装置座与臂杆内部固定连接，恒力弹簧与装置座固定连接。

4.根据权利要求1所述的用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：臂杆为中空结构，平衡装置中的恒力弹簧固定设置在臂杆内部，恒力弹簧的拉伸端自臂杆的内部伸向所述轴结构并与轴结构固定连接。

5.根据权利要求1所述的用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：两个相邻的臂杆的相邻处固定设置有能够驱动两个相邻的臂杆发生相对转动的驱动装置；

当驱动装置带动相邻的两个臂杆发生相对转动时，在此过程中平衡装置中的恒力弹簧拉伸或者收缩以此抵消或者部分抵消所述相对转动过程中驱动装置的输出轴所承载的扭矩。

6.根据权利要求2所述的用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：恒力弹簧的拉伸端通过绳体连接头与绳体固定连接。

7.根据权利要求6所述的用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：所述绳体为钢丝绳，所述钢丝绳在相邻的两个臂杆间的轴结构上缠绕一至多周。

8.根据权利要求1所述的用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：包括第一臂杆、第二臂杆以及第三臂杆，所述第一臂杆、第二臂杆以及第三臂杆依次连接，第一臂杆与第二臂杆间可转动的连接，第三臂杆与第二臂杆间可转动的连接；

第二臂杆的内部固定设置有多个恒力弹簧，恒力弹簧的拉伸端分别与对应的第一臂杆和第二臂杆间的轴结构以及第二臂杆和第三臂杆间的轴结构相连。

9.根据权利要求8所述的手术机器人的执行臂机构，其特征在于：在相对转动过程中，第一臂杆的空间位置固定，第二臂杆与第三臂杆相对于第一臂杆的位置发生变化；第一臂杆的远端与第二臂杆的近端可转动的连接，第二臂杆的远端与第三臂杆的近端可转动的连接。

10.根据权利要求9所述的用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：第一臂杆与第二臂杆间的轴结构为第一轴结构，第三臂杆与第二臂杆间的轴结构为第二轴结构；第一轴结构中的固定轴与恒力弹簧的拉伸端固定连接，第二轴结构中的活动轴与恒力弹簧的拉伸端固定连接。

11.根据权利要求1所述的用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：所述平衡装置包括弹性总成以及能够容纳所述弹性总成的装配盒，弹性总成包括中心体，中心体上固定设置有恒力弹簧；

所述中心体上设置有布力盘，布力盘与中心体固定连接，多个恒力弹簧集成在所述布力盘上；

装配盒的侧壁开设有供绳体通过的导孔；

绳体通过导孔穿入装配盒并与恒力弹簧的拉伸端固定连接。

12.根据权利要求11所述的用于旋转轴的扭矩平衡驱动装置，其特征在于：中心体上固定设置有两个布力盘，两个相邻的布力盘之间具有一定的间隔。

13.一种手术机器人的执行臂机构，其特征在于：包括权利要求1-12任意一项所述的扭矩平衡驱动装置。

14.根据权利要求11所述的手术机器人的执行臂机构，其特征在于：所述第三臂杆的远端固定设置有外科手术执行器械。