[發明專利]驅動組件、手術器械系統和手術機器人

有效

• 申請號: 202011613535.8
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112587240B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 朱祥;何裕源;何超
• 申請（專利權）人: 上海微創醫療機器人（集團）股份有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B50/31;H02K7/10
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

1.一種驅動組件，包括殼體、驅動模塊、測量模塊、輸出驅動件、固定基座和固定法蘭；所述驅動模塊包括驅動電機和驅動軸；所述驅動電機容納于所述殼體中；所述驅動電機用于通過所述驅動軸驅動手術器械的末端執行器運動；所述驅動軸與所述輸出驅動件連接；所述測量模塊包括柔順部件和測量部件；所述固定法蘭可轉動地設置在所述固定基座上，并通過所述柔順部件與所述固定基座連接；所述柔順部件被配置能夠在所述固定法蘭隨所述驅動軸轉動時發生變形；

所述固定法蘭與所述驅動軸連接，且所述固定法蘭與所述驅動軸保持周向相對靜止；所述測量部件用于獲取與所述固定法蘭的轉動變化量相對應的所述柔順部件的變形信息，以根據所述柔順部件的變形信息來獲取所述驅動電機的輸出扭矩，進而獲取所述末端執行器所受到的作用力。

2.根據權利要求1所述的驅動組件，其特征在于，所述固定基座具有貫通的安裝孔，所述固定法蘭可轉動地設置于所述安裝孔內。

3.根據權利要求1所述的驅動組件，其特征在于，所述測量部件包括敏感元件，設置在所述柔順部件上；所述敏感元件用于感測所述柔順部件的變形信息。

4.根據權利要求3所述的驅動組件，其特征在于，所述敏感元件為電阻應變片；

所述測量部件還包括電路板，設置在所述固定基座上；

所述電路板包括測量電路，所述測量電路用于獲取所述電阻應變片的電信號；所述測量模塊用于根據所述電信號獲取所述柔順部件的變形信息，或直接獲取所述驅動電機的輸出扭矩。

5.根據權利要求4所述的驅動組件，其特征在于，所述測量部件包括至少四個所述電阻應變片，其中至少兩個所述電阻應變片被置于所述柔順部件受壓的一側，至少兩個所述電阻應變片被置于所述柔順部件受拉的一側；

所述測量電路包括惠斯通電橋，所述惠斯通電橋電連接至少四個所述電阻應變片；

所述測量模塊用于根據所述惠斯通電橋的輸出電壓，以及預設的輸出電壓和驅動電機的輸出扭矩之間的關系，獲得所述驅動電機的輸出扭矩。

6.根據權利要求5所述的驅動組件，其特征在于，所述測量模塊包括至少兩個所述柔順部件，所述固定法蘭通過至少兩個所述柔順部件與所述固定基座連接；至少四個所述電阻應變片設置于至少兩個所述柔順部件上，且四個所述電阻應變片兩兩應變的方向相反。

7.根據權利要求6所述的驅動組件，其特征在于，所述測量模塊包括三個所述柔順部件，在所述固定法蘭的周向上對稱布置；

在任意兩個所述柔順部件上分別設置兩個所述電阻應變片；每個所述柔順部件上的兩個所述電阻應變片的應變方向相反。

8.根據權利要求4-7中任一所述的驅動組件，其特征在于，所述電路板還包括放大電路，所述放大電路用于對所述電信號進行調理和放大處理；

所述測量模塊用于根據經過所述放大電路處理后的所述電信號獲取所述柔順部件的變形信息，或直接獲取所述驅動電機的輸出扭矩。

9.根據權利要求3所述的驅動組件，其特征在于，所述敏感元件為光纖應變傳感器；

所述測量部件包括至少一個所述光纖應變傳感器；所述光纖應變傳感器用于輸出光信號，以根據所述光信號獲取與所述固定法蘭的轉動變化量相對應的所述柔順部件的變形信息。

10.根據權利要求9所述的驅動組件，其特征在于，所述測量模塊包括至少兩個所述柔順部件，所述固定法蘭通過至少兩個所述柔順部件與所述固定基座連接；

在每個所述柔順部件上設置至少一個所述光纖應變傳感器，或者，在部分所述柔順部件上設置至少一個所述光纖應變傳感器。

11.根據權利要求10所述的驅動組件，其特征在于，所述測量模塊包括三個所述柔順部件，在所述固定法蘭的周向上對稱布置；

在三個所述柔順部件上均設置至少一個所述光纖應變傳感器，或者，在其中一個或兩個所述柔順部件上設置至少一個所述光纖應變傳感器。