旋转关节和手术机器人的制作方法

本申请涉及医疗，尤其涉及一种旋转关节和手术机器人。

背景技术：

1、手术机器人在医疗技术领域内的应用，助于提高外科医生手术的精度，解决外科医生手部的颤抖、疲劳、肌肉神经的反馈，能够使医生在最舒适的状态下进行手术操作，对于提高手术成功率、减轻患者痛苦具有重要价值，近年来其研究已经成为医疗器械应用的新领域。

2、对于手术机器人而言，其通常可以配置末端执行机构和旋转关节，通过旋转关节实现末端执行结构的旋转变化，以适配手术过程中的方位需求。

技术实现思路

1、本申请提供一种旋转关节和手术机器人，以解决相关技术中的不足。

2、根据本申请实施例的第一方面，提供一种旋转关节，包括：

3、固定件，所述固定件包括环部；

4、转动内环，所述转动内环转动设置于所述环部围成的内环腔内，所述转动内环与所述环部之间形成环形空间，所述转动内环相对于所述固定件绕第一轴线旋转；

5、驱动装置，所述驱动装置包括输出轴，所述输出轴绕第二轴线旋转；

6、线缆组，所述线缆组包括至少一条线缆，所述线缆的第一端相对于所述固定件固定设置，所述线缆的第二端相对于所述转动内环固定设置；

7、其中，所述转动内环的最大行程的取值范围为360°～720°，至少部分的所述线缆在所述环形空间内顺着所述转动内环走线，绕所述转动内环形成弧度的所述线缆的长度可随所述转动内环的旋转而变化。

8、根据本申请实施例的第二方面，提供一种旋转关节，包括：

9、固定件，所述固定件包括环部和沿所述环部的径向方向并向所述环部的外部凸出的凸部，所述环部开设有内环腔，所述凸部开设有安装腔，所述内环腔和所述安装腔连通；

10、转动内环，所述转动内环转动设置于所述内环腔内；

11、驱动装置，所述驱动电机与所述凸部可拆卸连接，且所述驱动电机的输出轴朝所述安装腔内延伸；

12、传动组件，包括输入部和输出部，所述输出部设置为齿轮件，所述齿轮件沿周向连接于所述转动内环外侧，所述输入部位于所述安装腔并与输出轴固定设置；

13、其中，所述驱动装置的输出轴的旋转轴线与所述转动内环的旋转轴线垂直。

14、根据本申请实施例的第三方面，提供一种手术机器人，包括：

15、运动模组；

16、如上述中任一项实施例所述的旋转关节，所述旋转关节的转动内环与所述运动模组固定连接。

17、本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

18、由上述实施例可知，本申请中的转动内环可以相互于固定件转动，实现旋转关节的转动自由度，通过转动内环和环部之间的环形空间容纳线缆组，可以避免线缆组外置，对线缆组进行保护。

19、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种旋转关节，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述第二轴线垂直于所述第一轴线。

3.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括传动组件，所述传动组件的输入部与所述驱动装置的输出轴共轴线，所述传动组件的输出部与所述转动内环共轴线。

4.根据权利要求3所述的旋转关节，其特征在于，所述传动组件设置为一级锥齿轮传动组件；或

5.根据权利要求4所述的旋转关节，其特征在于，所述传动组件包括二级齿轮传动组件，所述二级齿轮传动组件包括：

6.根据权利要求5所述的旋转关节，其特征在于，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮的传动比大于1；和/或

7.根据权利要求5所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括安装座，所述安装座与所述固定件固定连接，所述安装座具有齿轮安装部，所述齿轮安装部开设有沿所述第二轴线方向的贯通孔，所述第二锥齿轮和所述第一直齿轮位于所述贯通孔的相反的两端，所述齿轮安装部通过轴承承接所述第二锥齿轮和所述第一直齿轮。

8.根据权利要求7所述的旋转关节，其特征在于，所述第一直齿轮和所述第二锥齿轮固定连接有传动轴，所述传动轴穿过所述贯通孔，所述传动轴与所述齿轮安装部连接有轴承。

9.根据权利要求5所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括法兰件，所述法兰件固定设置于所述转动内环外侧并朝向所述转动内环外部延伸，所述第二直齿轮与所述法兰件固定连接。

10.根据权利要求5所述的旋转关节，其特征在于，所述第三轴线与所述第一轴线平行。

11.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括安装座，所述安装座相对于所述固定件固定设置，所述驱动装置固定设置于所述安装座。

12.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述固定件包括环部和沿所述环部的径向向外凸出的凸部，所述环部开设有内环腔，所述凸部开设有安装腔，所述内环腔和所述安装腔连通，所述第二轴线穿过所述安装腔。

13.根据权利要求12所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括安装座，所述安装座由远至近的安装于所述凸部，至少部分所述安装座由所述安装腔延伸至所述内环腔。

14.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括：

15.根据权利要求14所述的旋转关节，其特征在于，所述第一限位部包括第一限位面和第二限位面，至少部分所述第一限位面和至少部分所述第二限位面均在所述滑块的旋转轨迹内，当所述第一限位面与所述滑块接触时，所述第一限位面对所述滑块的第一旋转方向止动，当所述第二限位面与所述滑块接触时，所述第二限位面对所述滑块的第二旋转方向止动，其中第一旋转方向与所述第二旋转方向相反。

16.根据权利要求15所述的旋转关节，其特征在于，所述第二限位部包括第三限位面和第四限位面，所述第三限位面和所述第四限位面均至少部分在所述滑块的旋转轨迹内，当所述第三限位面与所述滑块接触时，所述第二限位部与所述滑块在第一旋转方向具有相同的运动状态，当所述第四限位面与所述滑块接触时，所述第二限位部与所述滑块在第二旋转方向具有相同的运动状态；且

17.根据权利要求16所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括法兰件，所述法兰件固定设置于所述转动内环外侧并朝向所述转动内环外部延伸，至少部分所述第二限位部位于所述法兰件，所述法兰件朝向所述法兰件的外侧开设有第一凹槽，至少部分所述第三限位面位于所述第一凹槽的一个侧壁部，至少部分所述第四限位面位于所述第一凹槽的另一侧壁部；和/或

18.根据权利要求14所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括安装座，所述安装座相对于所述固定件固定设置，所述第一限位部与所述安装座构造为一件式结构。

19.根据权利要求14所述的旋转关节，其特征在于，所述滑块与所述转动内环通过旋转支撑件连接；或

20.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述转动内环与所述环部通过旋转支撑件连接。

21.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述环形空间包括：

22.根据权利要求21所述的旋转关节，其特征在于，所述固定件还包括沿所述环部的径向向外凸出的凸部，所述凸部开设有安装腔，所述环部开设有用于使得环形空间与安装腔连通的开口，所述开口与所述传动区域在所述转动内环的径向方向连通。

23.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述转动内环开设有第一走线口，所述线缆的第二端穿过所述第一走线口并与所述转动内环的内壁固定连接。

24.根据权利要求23所述的旋转关节，其特征在于，所述线缆组包括多条线缆，多条所述线缆穿过一个所述第一走线口并与所述转动内环的内壁固定连接；或

25.根据权利要求23所述的旋转关节，其特征在于，所述转动内环具有第一引导面，所述第一引导面位于所述转动内环朝向所述环形空间的一侧，所述第一引导面自所述第一走线口向所述线缆绕顺着所述转动内环外侧的走线方向延伸；和/或

26.根据权利要求25所述的旋转关节，其特征在于，至少部分所述第一引导面为曲面，自所述第一走线口起始并远离所述第一走线口的方向，所述第一引导面的部分曲率逐渐减小并逐渐接近于所述转动内环的曲率；和/或

27.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述线缆以卷绕和退绕的方式沿所述转动内环的周向设置于所述环形空间。

28.根据权利要求27所述的旋转关节，其特征在于，所述线缆在所述环形空间内以动态的结构依次包括内周部、折弯部和外周部，所述内周部相对于所述外周部更靠近于所述转动内环，所述折弯部在所述线缆的位置随所述转动内环的旋转发生变化，所述内周部的长度和所述外周部的长度随所述转动内环的旋转而此消彼长。

29.根据权利要求28所述的旋转关节，其特征在于，所述内周部、折弯部和所述外周部平滑过渡。

30.根据权利要求29所述的旋转关节，其特征在于，当所述转动内环旋转时，所述内周部的长度变化量和外周部的长度变化量大致相等。

31.根据权利要求28所述的旋转关节，其特征在于，所述线缆组包括至少2条线缆，至少2条所述线缆的内周部绕线方向相同，至少2条所述线缆的外周部的绕线方向相同。

32.根据权利要求28所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括压线组件，所述压线组件包括压线结构，所述压线结构动态的抵靠于所述内周部，当所述转动内环绕第一轴线旋转时，所述压线结构也动态的绕第一轴线转动角度，所述折弯部接受所述压线结构作用的受力发生位置变化。

33.一种旋转关节，其特征在于，包括：

34.根据权利要求33所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节包括沿所述转动内环的周向设置的弧形限位槽，所述弧形限位槽包括在所述转动内环的周向上间隔的第三限位面和第四限位面；

35.根据权利要求34所述的旋转关节，其特征在于，所述传动组件包括安装座和转动设置于所述安装座的第一直齿轮，所述第一直齿轮与所述齿轮件啮合，在所述转动内环的径向方向，所述安装座的末端靠近所述齿轮件设置，所述安装座为所述固定块；

36.根据权利要求34所述的旋转关节，其特征在于，所述齿轮件与所述转动内环为一体件；

37.根据权利要求34所述的旋转关节，其特征在于，所述转动内环包括沿径向朝外延伸的法兰件，所述法兰件与所述齿轮件沿所述转动内环的轴向固定连接；

38.根据权利要求34所述的旋转关节，其特征在于，所述弧形限位槽的圆心角小于360°。

39.根据权利要求33所述的旋转关节，其特征在于，所述安装腔贯穿所述凸部，所述驱动装置固定连接于所述凸部远离所述环部的外端面。

40.根据权利要求33所述的旋转关节，其特征在于，还包括：

41.根据权利要求33所述的旋转关节，其特征在于，所述环部与所述转动内环之间形成环形空间，所述转动内环包括至少一个第一走线口；

42.根据权利要求41所述的旋转关节，其特征在于，所述环部包括第二走线口，所述线缆的第一端穿设所述第二走线口固定于所述环部的外侧。

43.根据权利要求42所述的旋转关节，其特征在于，还包括：

44.根据权利要求41所述的旋转关节，其特征在于，还包括：

45.根据权利要求41所述的旋转关节，其特征在于，所述转动内环具有第一引导面，所述第一引导面位于所述转动内环朝向所述环形空间的一侧，所述第一引导面自所述第一走线口向所述线缆绕顺着所述转动内环外侧的走线方向延伸；和/或

46.根据权利要求41所述的旋转关节，其特征在于，每一所述线缆包括位于所述环形空间内的折弯部，在所述环形空间内，所述折弯部两端的线缆均绕所述转动内环走线，且连接于所述折弯部一端的部分线缆的走线方向和连接于所述折弯部另一端的部分线缆的走线方向相反。

47.根据权利要求46所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节包括多根线缆，多根线缆的多个折弯部绕所述转动内环的周向布置。

48.根据权利要求47所述的旋转关节，其特征在于，多条所述线缆的多个折弯部绕所述转动内环的周向均匀布置。

49.根据权利要求46所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括至少一组软带，每一线缆与至少一根软带堆叠并穿设同一所述第一走线口延伸至所述环形空间内；

50.根据权利要求49所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节包括多根线缆，每一线缆与一根软带堆叠，多根线缆的折弯部和多根软带的折弯部沿所述转动内环的周向交替设置。

51.根据权利要求50所述的旋转关节，其特征在于，软带的折弯部和线缆的折弯部在转动内环的周向上均匀布置。

52.根据权利要求46所述的旋转关节，其特征在于，在所述转动内环的旋转过程中，所述线缆的折弯部的折弯方向不变。

53.根据权利要求46所述的旋转关节，其特征在于，还包括：

54.根据权利要求53所述的旋转关节，其特征在于，所述滚轮安装架包括多个分体架，每一所述分体架分别设置有所述安装杆；

55.根据权利要求53所述的旋转关节，其特征在于，所述滚轮安装架包括自朝向转动内环的一侧凹陷的环形槽；

56.根据权利要求53所述的旋转关节，其特征在于，多根所述安装杆中的至少一根安装杆与所述滚轮和所述行星轮分别连接，所述行星轮位于所述滚轮的上方。

57.根据权利要求46所述的旋转关节，其特征在于，还包括：

58.根据权利要求57所述的旋转关节，其特征在于，所述柔轮内环包括第一止转槽；所述转动内环包括第二止转槽；

59.根据权利要求57所述的旋转关节，其特征在于，所述柔轮外环包括水平部和竖直部，所述竖直部沿所述转动内环的旋转轴线方向延伸，所述水平部自所述竖直部沿所述转动内环的径向延伸，所述线缆通过所述柔轮贴合于所述竖直部，所述水平部设有与所述柔轮啮合的轮齿，所述第四走线口设置于所述竖直部。

60.根据权利要求59所述的旋转关节，其特征在于，所述柔轮外环包括多个柔轮外环的轴向上首尾相连的环分支；

61.根据权利要求60所述的旋转关节，其特征在于，在所述转动内环的旋转轴线方向上，位于端部的两个环分支设有一一对应的卡槽，所述旋转关节还包括卡扣，同一卡扣与对应设置的一组卡槽分别卡接。

62.根据权利要求60所述的旋转关节，其特征在于，所以相邻两个环分支中的一方包括定位块，另一方包括与所述定位块配合定位槽。

63.根据权利要求33所述的旋转关节，其特征在于，所述转动内环包括设置于内侧的安装块，所述安装块用于与匹配于所述旋转关节的运动模组连接，使得所述运动模组与所述转动内环同步转动。

64.一种手术机器人，其特征在于，包括：

技术总结
本申请是关于一种旋转关节和手术机器人。旋转关节，包括：固定件，所述固定件包括环部；转动内环，所述转动内环转动设置于所述环部围成的内环腔内，所述转动内环与所述环部之间形成环形空间，所述转动内环相对于所述固定件绕第一轴线旋转；驱动装置，所述驱动装置包括输出轴，所述输出轴绕第二轴线旋转；线缆组，所述线缆组包括至少一条线缆，所述线缆的第一端相对于所述固定件固定设置，所述线缆的第二端相对于所述转动内环固定设置；其中，所述转动内环的最大行程取值范围为360°～720°，至少部分的所述线缆在所述环形空间内顺着所述转动内环走线，绕所述转动内环形成弧度的所述线缆的长度可随所述转动内环的旋转而变化。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：深圳康诺思腾科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15