[实用新型]动态扭矩测量装置和手术机器人

说明书

本实用新型涉及一种动态扭矩测量装置和手术机器人，手术机器人包括机器人关节和设置在关节上的动态扭矩测量装置。动态扭矩测量装置包括动态组件、静态组件和供电通讯组件；动态组件包括运动部件、测量部件、第一处理部件；静态组件包括静止部件、第二处理部件；供电通讯组件包括第一、第二线圈，第一线圈接收电能，并在旋转的第二线圈上感应出电信号，给动态组件供电；测量部件用于感测运动部件在旋转过程中的扭矩；第一处理部件用于得到扭矩的通讯信息，并将扭矩的通讯信息调制在供电通讯组件所产生的电磁场上；第二处理部件用于通过第一线圈接收第二线圈所发射的扭矩的通讯信息。这样做的优点是，提高动态扭矩检测时供电和通讯的稳定性。

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，特别涉及一种动态扭矩测量装置和手术机器人。

背景技术

扭矩传感器在检测扭矩方面应用十分广泛，随着协作机器人的发展，机器人对关节的力的输出需要精确的检测和控制，故需要用到扭矩传感器。目前的扭矩传感器分为两种：一种是静态扭矩检测，用来检测不需要旋转的物体上的扭力；另一种是动态扭矩检测，检测转动部件上的扭力。但是目前这种动态扭矩检测的传感器均是利用导电滑环实现供电和通讯，当长时间使用时，若导电滑环磨损，会对供电和通讯造成影响，且当导电滑环抖动时，还会造成通讯和供电不稳定。

因此，动态扭矩检测传感器上的导电滑环不能抗击抖动，而且导电滑环在使用一段时间后会磨损，特别的，导电滑环对转速有要求，如果转速太高更容易造成磨损，同时信号传输也不稳定。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于一种动态扭矩测量装置和手术机器人，旨在利用无线供电和载波的方式实现动态部分的供电和信号的传输，提高动态扭矩检测时供电和通讯的稳定性，而且使装置能够适用于更高转速，提高适用范围。

为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供一种动态扭矩测量装置，包括动态组件、静态组件和供电通讯组件；

所述动态组件包括运动部件、测量部件和第一处理部件，所述测量部件和所述第一处理部件均设置在所述运动部件上，所述运动部件用于随一旋转体旋转；

所述静态组件包括静止部件和设置在所述静止部件上的第二处理部件，所述静止部件用于保持静止不动；

所述供电通讯组件包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈固定在所述静止部件上，所述第二线圈固定在所述运动部件上，所述第一线圈和所述第二线圈同轴布置且不接触，所述第一线圈用于接收电能，并在旋转的所述第二线圈上感应出电信号，以为所述动态组件提供电能；

所述测量部件用于感测所述运动部件在随所述旋转体旋转过程中的扭转变形并产生扭矩信息；所述第一处理部件用于接收所述扭矩信息，并对所述扭矩信息进行处理后得到扭矩的通讯信息；所述第一处理部件还用于将所述扭矩的通讯信息调制在所述供电通讯组件所产生的电磁场上，并通过所述第二线圈向外发射所述扭矩的通讯信息；所述第二处理部件用于通过所述第一线圈接收所述第二线圈所发射的所述扭矩的通讯信息，并进行处理后得到所述旋转体所受到的扭矩；

其中，用于传送所述扭矩的通讯信息的载波参数与向所述动态组件供电的电磁波的参数不相同。

可选地，所述运动部件为套筒结构，用于套设在所述旋转体上；所述静止部件为环套，套设在所述运动部件的外部；

所述运动部件包括主体部，所述主体部的一端设置法兰结构，所述法兰结构的直径大于所述主体部的直径，且在所述法兰结构朝向所述主体部的一侧设置所述第二线圈，另一侧用于与所述旋转体连接；所述静止部件在面向所述法兰结构的一侧设置所述第一线圈。

可选地，用于传送所述扭矩的通讯信息的载波的频率与向所述动态组件供电的电磁波的频率不相同。

可选地，用于传送所述扭矩的通讯信息的载波的频率高于向所述动态组件供电的电磁波的频率。