一种用于手术机器人主手的平衡设备的制作方法

1.本技术涉及手术机器人领域，特别涉及一种用于手术机器人主手的平衡设备。


背景技术：

2.手术机器人主手是外科大夫使用手术机器人进行外科手术的关键输入设备。主手的操作柔顺性和轻便性对于缓解外科大夫疲劳、保证手术顺利执行有非常大的意义。目前，手术机器人主手的重力平衡方法主要以弹簧重力补偿和动力学计算补偿为主。但目前补偿模型很难精确的建立，实际操作过程中的补偿效果不是很理想。因此，需要设计一种用于手术机器人主手的平衡设备，以进行较好的重力补偿，从而达到较好操作体验感。


技术实现要素：

3.本说明书实施例之一提供一种用于手术机器人主手的平衡设备，包括：支撑架；安装板，设置于所述支撑架上；主手组件，与所述安装板连接，用于控制所述手术机器人进行操作；调节组件，安装于所述安装板，用于调节所述主手组件方向与重力方向一致。
4.在一些实施例中，所述平衡设备还包括有倾角传感器，所述倾角传感器用于获取所述安装板的水平倾角，所述调节组件基于所述水平倾角调节所述安装板。
5.在一些实施例中，所述主手组件与重力方向一致包括：所述主手组件的操作平台与重力方向垂直；所述操作平台连接在所述安装板的下方，且与所述安装板平行。
6.在一些实施例中，所述调节组件包括第一驱动构件和第二驱动构件，所述第一驱动构件驱动所述安装板沿第一转轴旋转，所述第二驱动构件驱动所述安装板沿第二转轴旋转；第一转轴和第二转轴都位于水平方向；所述第一转轴与所述第二转轴之间具有夹角。
7.在一些实施例中，所述第一驱动构件包括第一电机和第一电机连接座，所述第一电机具有第一输出轴；所述第二驱动构件包括第二电机和第二电机连接座，所述第二电机具有第二输出轴；所述第一输出轴与所述安装板连接，所述第一电机安装在所述第一电机连接座上；所述第二输出轴与所述第一电机连接座连接，所述第二电机安装在所述第二电机连接座上，所述第二电机连接座固设在所述支撑架上。
8.在一些实施例中，所述第一驱动构件包括第一手动旋转台和第一旋转台安装座；所述第二驱动构件包括第二手动旋转台和第二旋转台安装座；所述第一手动旋转台设于所述第一旋转台安装座上，且所述第一手动旋转台用于驱动所述安装板旋转；所述第二手动旋转台设于所述第二旋转台安装座上，且所述第二手动旋转台用于驱动所述第一旋转台安装座旋转；所述第二旋转台安装座固设在所述支撑架上。
9.在一些实施例中，所述第一手动旋转台包括第一旋转台面和第一微分调节头；所述第一旋转台面与所述安装板连接；所述第一微分调节头能够驱动所述第一旋转台面旋转，以带动所述安装板沿所述第一转轴旋转；所述第二手动旋转台包括第二旋转台面和第二微分调节头；所述第二旋转台面与所述第一旋转台安装座连接；所述第二微分调节头能够驱动所述第二旋转台面旋转，以带动所述安装板沿所述第二转轴旋转。
10.在一些实施例中，所述调节组件包括连接支架、第一调平架、第二调平架和连接框架；所述第一调平架通过所述连接支架与所述安装板固定连接；所述第一调平架通过第一连接转轴与所述连接框架连接，所述第二调平架通过第二连接转轴与所述连接框架连接；所述第一连接转轴与所述第二连接转轴之间具有夹角。
11.在一些实施例中，所述平衡设备还包括锁定部件，所述锁定部件用于将所述第一调平架与所述连接框架的相对转动锁定，以及将所述第二调平架与所述连接框架的相对转动锁定。
12.在一些实施例中，所述锁定部件包括至少一个磁抱闸组件；所述磁抱闸组件包括三个电磁元件，所述三个电磁元件分别设置在所述第一调平架、所述第二调平架和所述连接框架上；当所述三个电磁元件通电时，所述三个电磁元件在磁吸力的作用下吸合。
13.本实用新型的优点是：1)、通过机械调节的方法，将主手调节至与重力方向无偏置，消除地面不平造成主手与重力方向的夹角影响，从而达到在各种地面环境下，进行较好的重力补偿，从而达到较好操作体验感，避免因重力补偿效果不佳导致主手操作较重的问题；2)、通过自动调平机构的调节方法，可以快速自动的将主手调节至与重力方向无偏置，消除地面不平造成主手与重力方向的夹角影响，从而达到在各种地面环境下，进行较好的重力补偿。
附图说明
14.本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
15.图1是根据本说明书一些实施例所示的平衡设备的应用场景示意图；
16.图2是根据本说明书一些实施例所示的主手关节处弹簧重力补偿示意图；
17.图3是根据本说明书一些实施例所示的平衡设备的结构示意图(主视图)；
18.图4是根据本说明书一些实施例所示的平衡设备的结构示意图(右视图)；
19.图5是根据本说明书一些实施例所示的平衡设备的局部结构示意图一；
20.图6是根据本说明书一些实施例所示的平衡设备的局部结构示意图二；
21.图7是根据本说明书一些实施例所示的平衡设备的局部结构示意图三；
22.图8是根据本说明书一些实施例所示的平衡设备的局部结构示意图四；
23.图9是根据本说明书另一些实施例所示的平衡设备的结构示意图(主视图)；
24.图10是根据本说明书另一些实施例所示的平衡设备的结构示意图(右视图)；
25.图11是根据本说明书另一些实施例所示的平衡设备的局部结构示意图一；
26.图12是根据本说明书另一些实施例所示的平衡设备的局部结构示意图二；
27.图13是根据本说明书另一些实施例中所示的第一手动旋转台的结构示意图；
28.图14是根据本说明书又一些实施例所示的平衡设备的结构示意图；
29.图15是根据本说明书又一些实施例中所示的自动调平结构的立体结构示意图；
30.图16是根据本说明书又一些实施例中所示的自动调平结构的结构示意图(主视图)；
31.图17是根据本说明书又一些实施例中所示的自动调平结构的结构示意图(右视
图)；
32.图18是根据本说明书又一些实施例中所示的第二调平架的结构示意图。
33.其中：100/200/300、平衡设备；101/201/301、主手组件；102/202、支撑架；103/203、安装板；104/204/304、调节组件；105/205、倾角传感器；106/206/306、操作平台；111/211、第一主手；112/212、第二主手；141/241、第一驱动构件；142/242、第二驱动构件；1411、第一电机；1412、第一电机连接座；1413、第一输出轴；1421、第二电机；1422、第二电机连接座；1423、第二输出轴；1051、传感器连接座；2411、第一手动旋转台；24111、第一旋转台面；24112、第一微分调节头；2412、第一旋转台安装座；2421、第二手动旋转台；2422、第二旋转台安装座；243、连接转轴；244、法兰；3041、连接支架；3042、第一调平架；3043、第二调平架；3044、连接框架；3045、第一连接转轴；3046、述第二连接转轴；3047、主手连接板；3048、电磁元件。
具体实施方式
34.为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
35.应当理解，“安装”、“相连”、“连接”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
36.如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
37.由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力。重力的方向，是指物体受到的重力的方向，重力的方向的总是竖直向下的。水平方向一般是指与重力方向的相垂直的方向。
38.在医疗手术中，手术机器人主手是外科大夫使用手术机器人进行外科手术的关键输入设备。在理论上，现有的手术机器人主手的方向保持在重力方向时，主手的各个关节在重力补偿作用下，可以最大程度的抵消重力，使得医生操作主手进行手术时比较轻松。主手的方向可以是指与主手组件的操作平台垂直向下的方向。手术机器人主手一般安装在主控台车上，目前主控台车主要依靠人力推动行驶并放置，无法确保主控台车放置后地面是否平整，以及主手是否处于重力方向而无偏置。主手若偏置，即主手与重力方向出现夹角，会影响主手的重力补偿效果，从而影响操作。如附图1所示，当用于手术机器人主手的平衡设备放置的地面不平整时，即地面与水平面存在倾角，导致主手偏置，即主手与重力方向出现夹角。此时，影响主手的各个关节处的重力补偿作用，导致医生操作主手进行手术时会感觉主手较重，易产生疲劳感，不利于手术的进行。
39.手术机器人主手包括多个可活动的关节(例如，可以有5个、6个、7个或8个关节)，
每个关节处可以设置有重力补偿装置。现有的手术机器人主手的重力补偿装置可以包括弹簧重力补偿组件和动力学计算补偿组件。图2是根据本说明书一些实施例所示的主手关节处弹簧重力补偿示意图。关节处的弹簧重力补偿组件包括关节、钢丝绳、换向轮和弹簧。图2中，r为关节的连杆长度，该关节绕中心原点o点转动，钢丝绳的一端与关节的连杆固定连接，另一端与弹簧连接，钢丝绳的中间绕在换向轮a处，弹簧的另一端通过另一段钢丝绳与固定点b连接。附图2中的关节处于重力方向，即该关节重心无偏置，重力产生力矩与弹簧产生力矩平衡，即可得出：m＝gcosθlg-ksrcosα＝0。该公式中，g为该关节的重力，θ为负载方向与重力方向夹角，lg为该关节的质心到中心原点o的距离，s为弹簧拉伸量，k为弹簧的弹性系数，α为钢丝绳与关节的连杆垂直方向的夹角。当负载(例如，关节)与重力方向无夹角时，总体力矩m＝0；当因地面不平，负载(例如，关节)与重力方向产生夹角，假设偏置角为β；重力产生的力矩为：m
重力
＝gcosθlgcosβ。关节运行至偏置角为β位置时产生，总力矩为：m＝gcosθlgcosβ-ksrcosα≠0。偏置角β影响主手各关节的弹簧重力补偿效果，地面不平整角度越大，弹簧重力补偿效果越不明显。动力学计算补偿组件包括用于控制关节转动的小电机以及控制系统，控制系统基于偏置角β进行计算进而控制小电机对关节进行电机重力补偿。如附图1所示，当用于手术机器人主手的平衡设备放置的地面不平整时，即地面与水平面存在倾角，平衡设备整体处于倾斜状态，导致主手的重心相对于平衡设备平放置状态发生偏移，由于弹簧重力补偿及动力学计算补偿相对于主手处于重力方向时的重力矩，当主手与重力方向产生夹角后，弹簧重力补偿及动力学计算补偿的力矩会大于主手的重力矩，此时整体补偿效果变差，导致主手操作时阻力变大，容易使医生产生疲劳感。
40.因此，本说明书实施例提供的用于手术机器人主手的平衡设备，通过机械调节的方法，将主手调节至与重力方向无偏置，消除地面不平造成主手与重力方向的夹角影响，从而达到在各种地面环境下，进行较好的重力补偿，从而达到较好操作体验感，避免因重力补偿效果不佳导致主手操作较重的问题。
41.本说明书提供了一种用于手术机器人主手的平衡设备，包括支撑架、安装板、主手组件和调节组件。安装板设置于支撑架上。主手组件，安装在安装板的下方，用于控制手术机器人进行操作。调节组件，安装于安装板，用于调节主手组件方向与重力方向保持一致。当主手处于偏置状态时，通过调节组件进行调节补偿，使得主手组件保持重力方向，保证在手术过程中主手组件处于非偏置状态。
42.以下将结合图3-17对本说明书实施例所涉及的用于手术机器人主手的平衡设备进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅用以解释本技术，并不构成对本技术的限定。
43.图3是根据本说明书一些实施例所示的平衡设备的结构示意图(主视图)；图4是根据本说明书一些实施例所示的平衡设备的结构示意图(右视图)。
44.如图3、4所示，一种用于手术机器人主手的平衡设备100，包括主手组件101、支撑架102、安装板103、调节组件104和倾角传感器105。当平衡设备100放置在水平地面上时，安装板103呈水平状，与水平地面相平行。主手组件101包括至少一个主手。主手组件101安装在安装板103上，在重力作用下相对于安装板103垂直向下，此时主手组件101与重力方向无偏置。倾角传感器105用于感应安装板103的水平度，进而可以获得主手与重力方向产生夹角大小。例如，当平衡设备100放置在不平的地面(即与水平地面存在倾角的地面)上时，倾角传感器105可以检测安装板103相对于水平面的倾斜角度，进而可以计算获得主手组件
101与重力方向产生的夹角大小。调节组件104设于支撑架102上，调节组件104用于驱动安装板103旋转。其中，调节组件104基于倾角传感器105所感应的水平度，驱动安装板103旋转，将安装板103调整到水平面上，以实现主手组件101的主手在各种地面环境下能调整到重力方向。
45.在一些实施例中，主手组件101与重力方向一致包括：主手组件101的操作平台106与重力方向垂直。操作平台106连接在安装板103的下方，且与安装板103平行。在一些实施例中，操作平台106通过转轴与安装板103连接，转轴可以绕自身轴线转动进而带动操作平台106转动。转轴与操作平台106、安装板103相垂直，使操作平台106和安装板103始终保持平行。调节组件104驱动安装板103旋转将安装板103调整到水平面上，带动操作平台106调整到水平面上，以实现主手组件101的主手在各种地面环境下能调整到重力方向。
46.在一些实施例中，如图3、4所示，主手组件101可以包括两个主手，分别是第一主手111和第二主手112。第一主手111和第二主手112在安装板103上间隔布置。支撑架102位于第一主手111和第二主手112之间。
47.在一些实施例中，第一主手111和第二主手112对称设置在支撑架102的两侧。
48.在一些实施例中，主手组件101还可以包括三个主手。三个在安装板103周向上间隔布置。在一些实施例中，主手组件101还可以包括四个主手或更多个主手，主手的数量可以根据手术需求来设计。
49.在一些实施例中，调节组件104包括第一驱动构件141和第二驱动构件142。第一驱动构件141驱动安装板103沿第一转轴旋转。第二驱动构件142驱动安装板103沿第二转轴旋转。第一转轴和第二转轴都位于水平方向。第一转轴与第二转轴之间具有夹角，以实现多角度调整安装板103的水平度。第一转轴与第二转轴之间具有夹角，可以理解为第一转轴与第二转轴不平行。例如，第一转轴和第二转轴之间可以具有30
°
、60
°
、85
°
或90
°
等角度的夹角。
50.在一些实施例中，第二转轴与第一转轴的夹角为90
°
，以便于快速地调整安装板103的水平度。
51.在一些实施例中，如附图5-8所示，第一驱动构件141包括第一电机1411和第一电机连接座1412。第一电机1411具有第一输出轴1413。第二驱动构件142包括第二电机1421和第二电机连接座1422。第二电机1421具有第二输出轴1423。第一输出轴1413与安装板103连接，第一电机1411安装在第一电机连接座1412上。第二输出轴1423与第一电机连接座1412连接。第二电机1421安装在第二电机连接座1422上。第二电机连接座1422固设在支撑架上。
52.上述调节组件104的工作原理是，第二电机连接座1422固定连接在支撑架102上，第二电机1421运转通过第二输出轴1423驱动第一电机连接座1412旋转(旋转方向参见图4中的旋转方向b)。第一电机连接座1412旋转带动第一电机1411沿方向b旋转，同时第一电机1411还可以运转并通过第一输出轴1413驱动安装板103旋转(旋转方向参见图3中的旋转方向a)。因此，通过第一驱动构件141和第二驱动构件142，可以控制安装板103在旋转方向a和旋转方向b两个方向实现旋转，高效调节安装板103的水平度。
53.在一些实施例中，倾角传感器105安装于传感器连接座1051上。传感器连接座1051固定连接在安装板103上。第一电机1411的第一输出轴1413通过传感器连接座1051与安装板103传动连接。在一些实施例中，传感器连接座1051固定连接在安装板103的下端面中间。因此，第一电机1411在方向b旋转以及自身的运转可以通过第一输出轴1413传递给传感器
连接座1051，传感器连接座1051再带动安装板103旋转。
54.在一些实施例中，倾角传感器105固定安装在传感器连接座1051上，传感器连接座1051固定连接在安装板103上。倾角传感器105可以用于感应安装板103的水平度。水平度可以通过安装板103与水平面之间的夹角来确定。例如，当安装板103处于水平状态时，倾角传感器105可以感应到安装板103与水平面之间的夹角为0
°
。又例如，当安装板103处于倾斜状态时，倾角传感器105可以感应到安装板103与水平面之间的夹角为x。在一些实施例中，平衡设备还包括控制系统，控制系统基于倾角传感器105获得的夹角x控制调节组件104运行，进而驱动安装板103旋转，以实现调节安装板103的水平度。
55.在一些实施例中，倾角传感器105可以固定安装于安装板103的上表面，当安装板103发生倾斜即可检测到倾斜角度，也便于医生实时的观察。
56.在一些实施例中，第二电机1421的第二输出轴1423通过连接转轴143与第一电机连接座1412传动连接。在一些实施例中，如附图8所示，连接转轴143可以有两根，对称连接在第一电机连接座1412的两端，用于提高第一电机连接座1412的旋转稳定性。
57.在一些实施例中，如附图9-10所示，一种用于手术机器人主手的平衡设备200，包括主手组件201、支撑架202、安装板203、调节组件204和倾角传感器205。当平衡设备200放置在水平地面上时，安装板203呈水平状，与水平地面相平行。主手组件201包括至少一个主手。主手组件201安装在安装板103上，在重力作用下相对于安装板203垂直向下，此时主手组件201与重力方向无偏置。倾角传感器205用于感应安装板203的水平度，进而可以获得主手与重力方向产生夹角大小。调节组件204设于支撑架202上，调节组件204用于驱动安装板203旋转。其中，调节组件204基于倾角传感器205所感应的水平度，驱动安装板203旋转，将安装板203调整到水平面上，以实现主手组件201在各种地面环境下能调整到重力方向。
58.在一些实施例中，调节组件204可以包括第一驱动构件241和第二驱动构件242。如附图11-13所示，第一驱动构件241可以包括第一手动旋转台2411和第一旋转台安装座2412。第二驱动构件242可以包括第二手动旋转台2421、第二旋转台安装座2422。第一手动旋转台2411设于第一旋转台安装座2412上，且第一手动旋转台2411用于驱动安装板203旋转。第二手动旋转台2421设于第二旋转台安装座2422上，且第二手动旋转台2421用于驱动第一旋转台安装座2412旋转。第二旋转台安装座2422固设在支撑架202上。
59.上述调节组件204的工作原理是，第二旋转台安装座2422固定连接在支撑架202上，操作者手动旋转第二手动旋转台2421驱动第一旋转台安装座2412旋转(旋转方向参见图10中的旋转方向b)，第一旋转台安装座2412旋转带动第一手动旋转台2411旋转，同时操作者还可以手动旋转第一手动旋转台2411旋转驱动安装板203旋转(旋转方向参见图9中的旋转方向a)。因此，通过第一驱动构件241和第二驱动构件242，可以控制安装板203在旋转方向a和旋转方向b两个方向实现旋转，高效调节安装板203的水平度。
60.在一些实施例中，第二手动旋转台2421和第一旋转台安装座2412之间可以通过连接转轴243和法兰244传动连接。如图12所示，第二手动旋转台2421与法兰244、连接转轴243、第一旋转台安装座2412依次传动连接。在一些实施例中，连接转轴243可以有两根，对称连接在第一旋转台安装座2412的两端，以提高第一旋转台安装座2412旋转稳定性。第一旋转台安装座2412旋转可以驱动第一旋转台安装座2412沿连接转轴243的轴心线旋转。
61.在一些实施例中，如图11所示，第一手动旋转台2411也可以通过法兰与传感器连
接座2051传动连接。倾角传感器205固定安装在传感器连接座2051内。传感器连接座2051固定连接在安装板203的下端面中间，因此倾角传感器205与安装板203的位置相对固定，倾角传感器205可以用来感应安装板203的水平度。在一些实施例中，平衡设备200还可以包括控制系统，控制系统可以基于倾角传感器205感应到的安装板203的水平度来计算主手组件201与重力方向的夹角，进而控制调节组件204驱动安装板203旋转至水平状态，最终实现主手组件201保持重力方向。
62.在一些实施例中，如图13所示，第一手动旋转台2411包括第一旋转台面24111和第一微分调节头24112。第一旋转台面24111与安装板203连接。第一微分调节头24112能够驱动第一旋转台面24111旋转，以带动安装板203沿第一转轴旋转。在一些实施例中，第一手动旋转台24111可以是圆形的，则第一转轴可以是第一手动旋转台2411的中心轴线。第二手动旋转台2421包括第二旋转台面和第二微分调节头。第二旋转台面与第一旋转台安装座2412连接。第二微分调节头能够驱动第二旋转台面旋转，以带动安装板沿第二转轴旋转。在一些实施例中，第二手动旋转台可以是圆形的，则第二转轴可以是第二手动旋转台的中心轴线。
63.在一些实施例中，第一旋转台面24111和第一微分调节头24112可以采用蜗轮蜗杆的连接方式。通过手工旋拧第一微分调节头24112可以驱动第一旋转台面24111旋转。在一些实施例中，第一旋转台面24111和第一微分调节头24112连接方式也可以采用其他传动连接方式，在此不做限定。
64.在一些实施例中，第一手动旋转台2411还包括第一锁紧螺钉24113。如附图13所示，第一锁紧螺钉24113设置在第一旋转台面24111的侧方。当需要手工转动第一手动旋转台2411时，将第一锁紧螺钉24113向外侧旋拧，以保证不影响第一旋转台面24111的转动。当需要将第一手动旋转台2411位置固定时，将第一锁紧螺钉24113向内侧旋拧，直至将第一旋转台面24111卡死。在一些实施例中，第二手动旋转台2421还包括第二锁紧螺钉。第二手动旋转台2421的结构与第一手动旋转台2411相同，在此不多做赘述。
65.在一些实施例中，倾角传感器105/205可以包括水平仪。水平仪可以用于检测安装板103/203的水平度。在一些实施例中，倾角传感器105/205还可以包括陀螺仪。
66.在一些实施例中，如图14所示，一种用于手术机器人主手的平衡设备300，包括主手组件301、支撑架302、安装板303和调节组件304。主手组件301通过调节组件304安装在安装板303的下方。安装板303安装在支撑架302上。调节组件304用于调节主手组件301的竖直度。主手组件301的竖直度，是指主手组件301的方向与重力方向的夹角。自动调平机构304用于将主手组件301的方向调节至与重力方向无偏置，即主手组件301的方向与重力方向平行。在一些实施例中，调节组件可以是自动调平机构。其中，自动调平机构是一种利用负载(例如、整个主手组件301)的重力，进行自动调节将负载始终保持在重力方向的装置。该平衡设备通过自动调平机构的调节方法，可以快速自动地将主手调节至与重力方向无偏置，消除地面不平造成主手与重力方向的夹角影响，从而达到在各种地面环境下，进行较好的重力补偿。
67.在一些实施例中，如图15-17所示，调节组件304包括连接支架3041、第一调平架3042、第二调平架3043和连接框架3044。第一调平架3042通过连接支架3041与安装板303固定连接。第一调平架3042通过第一连接转轴3045与连接框架3044连接，第二调平架3043通过第二连接转轴3046与连接框架3044连接；第一连接转轴3045与第二连接转轴3046之间具
有夹角。当平衡设备300放置任何地面时，若发生地面不平状况，由于主手组件301的重力自身作用，可以带动调节组件304自适应调整至重心竖直位置，此时主手组件301与重力方向一致，可以快速高效的实现重力补偿。
68.在一些实施例中，第一连接转轴3045与第二连接转轴3046之间具有夹角，可以理解为第一连接转轴3045与第二连接转轴3046不平行。例如，第一连接转轴3045和第二连接转轴3046之间可以具有30
°
、60
°
、85
°
或90
°
等角度的夹角。
69.在一些实施例中，第一转轴与第二转轴之间的夹角为90
°
，以便于快速地调整主手组件301的竖直度。
70.在一些实施例中，调节组件304还包括主手连接板3047。主手组件3011的操作平台306通过主手连接板3047连接在调节组件304的下方。操作平台306与主手组件301相垂直，调节组件304在主手组件301的重力自身作用下，可以自动调节操作平台306的水平度。在一些实施例中，可以在操作平台306上安装倾角传感器，用来观察操作平台306的水平度。
71.在一些实施例中，平衡设备300还包括锁定部件。锁定部件用于将第一调平架3042与连接框架3043的相对转动锁定，以及将第二调平架3043与连接框架3044的相对转动锁定。当主手组件301在调节组件304调节下处于重力方向，启动锁定部件使第一调平架3042、第二调平架3043以及连接框架3044能够相对固定，以实现手术过程中主手组件301始终保持重力方向。
72.在一些实施例中，如图18所示，锁定部件包括至少一个磁抱闸组件。磁抱闸组件包括三个电磁元件3048，三个电磁元件3048分别设置在第一调平架3042、第二调平架3043和连接框架3044上。当三个电磁元件3048通电时，三个电磁元件3048在磁吸力的作用下吸合，以实现第一调平架3042、第二调平架3043以及连接框架3044的位置相互锁定。通过磁抱闸组件的设置，可以方便而稳定地保持自动调平机构304的第一调平架3042、第二调平架3043以及连接框架3044的相对角度，避免主手组件301出现晃动。
73.在一些实施例中，锁定部件还可以包括其他机械结构锁定部件，例如，锁定螺栓、锁紧螺母等，只要能实现第一调平架3042和第二调平架3043的位置相对锁定，具体的结构在此不做限定。
74.在一些实施例中，平衡设备300可以包括两个主手组件301。则相应的调节组件304的数量也是两个，两个主手组件301分别通过两个独立的调节组件304安装在安装板303上。当平衡设备300放置任何地面时，若发生地面不平状况，两个主手组件301在各自的重力自身作用下，可以带动各自的调节组件304自适应调整至重心竖直位置，此时两个主手组件301的方向与重力方向一致，可以快速高效的实现重力补偿。
75.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
76.同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个
实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
77.同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
78.需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
79.最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。