[发明专利]传动带轮耳及其与被驱动单元连接结构

说明书

本发明提供一种传动带轮耳及其与被驱动单元连接结构，所述传动带轮耳，包括轮部和耳部，所述轮部包括相对设置的两个圆端面以及连接两个所述圆端面的侧面，所述侧面包括主圆弧面和半圆弧面，所述半圆弧面的首端与所述主圆弧面相连，所述半圆弧面的终端用于连接传动带，所述半圆弧面沿所述轮部的轴向的宽度小于所述主圆弧面的宽度，且所述半圆弧面与所述主圆弧面共同形成一段供所述传动带转动贴合的呈连续的圆弧面；所述耳部固定于所述轮部，所述耳部位于对应所述半圆弧面沿其宽度方向相对于所述主圆弧面收缩的位置，并且所述耳部沿所述轮部的径向延伸至高出所述半圆弧面，所述耳部用于所述传动带轮耳与被驱动单元的连接安装。

技术领域

本发明涉及机械传动单元连接结构技术领域，更具体涉及手术机器人的机械臂与末端执行器负载单元的连接结构。

背景技术

医疗手术微器械具有定位准确、运行稳定、灵巧性强、工作范围大、不怕辐射和感染等优点，广泛的应用于各种手术中。在手术过程中，将多个机械臂通过控制移动到病人的身体上面，并通过病人皮肤的预置小孔完成相应的手术。机械臂通过钢丝或者钢带连接末端执行器械单元，从而使末端执行器械顺利通过在人体上的开孔并可围绕开孔点自由旋转。

带轮传动的单元模组，一般情况下会选用刚度极大而结构又非常紧凑的不锈钢带及带轮构成，而由于钢带接头的存在占据了一定的长度，为了实现超过正负90度的带轮旋转，如附图2所示，传统的带轮110’与钢带(传动带300)缠绕方案中，会将传动带300一分为二，一部分单向绕制使其不含传动带接头301的活动部分的包覆角度范围可超过90度；另一部分从反方向绕制也使其不含传动带接头301的活动部分的包覆角度范围可超过90度。相应的，现有的带轮110’也会因为传动带300的两侧包覆角度的不同一分为二，且将传动带接头301适当地下沉设置在带轮接头槽113’内，避免带轮110’在转动过程中与机械臂内腔产生干涉。此设置可保证在机械臂关节正负90度的往复转动中，传动带接头301不会被拉扯离开带轮110’圆弧面，且一般情况下传动带300的包角越大意味着传动带300与带轮110’的摩擦力越大，从而减少传动带接头301的受力，提高安全裕度。

同时，在手术过程中，有多支机械臂参与手术。由于手术的开孔极小，一般希望机械臂可制作得非常地紧凑，机械臂占用的空间厚度很小，从而可在有限空间内避免机械臂间的互相干涉。现有的机械臂和末端器械单元连接的关节点，一般在末端器械单元上设置了内耳朵式的连接筋；具体如附图1所示，末端器械单元(被驱动单元200)与带轮110’连接的位置设置带轮固定耳120’，带轮110’与带轮固定耳120’固定连接，带轮固定耳120’与被驱动单元一体化设计，从而带轮110’与被驱动单元200相对位置固定，带轮110’转过多少角度，被驱动单元200就转过多少角度。在传统方案中，被驱动单元200的带轮固定耳120’与带轮110’各占据一定的厚度，二者连接后塞入机械臂的外耳朵内部，并通过销轴贯穿内外耳朵，实现器械单元与机械臂末端的连接。机械臂的外耳朵、带轮固定耳120’与带轮110’三者加起来是末端机械臂可行的最小厚度。在机械臂厚度最小化和机械臂、末端器械的刚度最大化的目标约束下，一般难以实现两个目标同时达到，只能通过取舍找到机械臂厚度和机械臂与末端器械刚度的折衷值。

因此，有必要提出一种新的带轮与被驱动单元连接的结构，以实现带轮与被驱动单元的紧凑连接。

发明内容

本发明的目的是提供一种传动带轮耳及其与被驱动单元连接结构，针对现有的末端器械组件的筋条型耳朵、机械臂与带轮三者连接的刚度和厚度的空间矛盾，提出一种同时实现小厚度和大刚度的轮耳复合方案。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

一种传动带轮耳，包括：