1.本发明涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种旋转驱动装置及手术机器人。
背景技术：
2.微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。然而，微创手术中微创器械由于受到切口大小的限制，手术操作难度大为增加，这成为制约微创手术技术发展的关键因素。随着机器人技术的发展，一种可以克服缺点、继承优点的微创医疗领域新技术——微创手术机器人技术应运而生。
3.常见的微创手术机器人由医生控制台、患者侧手推车和显示设备组成，外科医生在医生控制台操作输入装置，并将输入传给与远程操作的外科器械连接的患者侧手推车。患者侧手推车一般包括术前摆位装置和执行装置。
4.术前摆位装置的旋转驱动机构旋转驱动装置通常由无框电机和谐波减速器构成，然而无框电机安装要求高、造价昂贵，并且在运行中会产生回程差问题，所以需要一种可以解决回程差且造价低的旋转驱动机构。
技术实现要素：
5.本发明提供了一种旋转驱动装置及手术机器人，其有效降低了生产成本，且旋转驱动装置结构简单、紧凑，避免产生回程差。
6.本发明的实施例可以这样实现：
7.第一方面，本发明提供一种旋转驱动装置，包括：
8.外壳；
9.齿轮组；
10.转轴，所述转轴转动且同轴设置于设置于所述外壳内，所述转轴用于与机械手连接；
11.电机，所述电机设置于所述外壳，所述电机、所述齿轮组以及所述转轴依次传动连接，所述电机用于驱动所述齿轮组转动，以通过所述齿轮组带动所述转轴转动。
12.在可选的实施方式中，所述旋转驱动装置还包括限位件，所述限位件设置于所述外壳，用于对所述转轴的转动进行限位。
13.在可选的实施方式中，所述限位件包括两个限位部，两个限位部沿所述转轴的周向间隔设置；
14.所述转轴的外壁设置有限位块，所述限位块位于两个限位部之间。
15.在可选的实施方式中，所述旋转驱动装置还包括制动机构，所述制动机构设置于所述外壳并与所述第一齿轮连接，所述制动机构用于使所述第一齿轮停止转动。
16.在可选的实施方式中，所述制动机构包括制动器及制动板，所述制动器设置于所述外壳，所述制动板设置于所述第一齿轮，且所述制动器和所述制动板均套设于所述转轴
外，所述制动器用于在通电或断电的情况下磁吸所述制动板。
17.在可选的实施方式中，所述旋转驱动装置还包括第一传感器，所述第一传感器设置于所述电机，用于获取所述电机的转动参数；
18.和/或，所述旋转驱动装置还包括第二传感器，所述第二传感器设置于所述外壳，用于获取所述转轴的转动参数。
19.在可选的实施方式中，所述旋转驱动装置还包括磁环及安装件，所述安装件设置于所述转轴，所述磁环设置于所述安装件上，所述磁环与所述第二传感器对应设置。
20.在可选的实施方式中，所述旋转驱动装置还包括第一轴承和/或第二轴承；
21.所述第一轴承设置于所述外壳，所述第一轴承套设于所述转轴的一端；
22.所述第二轴承设置于所述外壳，所述第二轴承套设于所述转轴的另一端。
23.在可选的实施方式中，所述旋转驱动装置还包括涨紧套，所述涨紧套设置于所述转轴外，所述第一齿轮安装于所述涨紧套外。
24.第二方面，本发明提供一种手术机器人，包括立柱、悬臂以及如前述实施方式任一项所述的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置设置在所述立柱顶部，并与所述悬臂连接连接，并用于带动所述机械手转动。
25.本发明实施例提供的旋转驱动装置及手术机器人的有益效果包括：通过电机与齿轮组之间的传动配合，即可实现带动转轴转动，其传动性能稳定可靠，避免产生回程差，并有效降低了生产成本，且旋转驱动装置结构简单、紧凑，克服了现有的旋转驱动装置具有布局局限性较大的问题。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1为本发明实施例提供的旋转驱动装置结构示意图；
28.图2为本发明实施例提供的旋转驱动装置部分结构示意图；
29.图3为本发明实施例提供的旋转驱动装置剖视图。
30.图标：10-旋转驱动装置；100-外壳；200-转动机构；210-转轴；220-第一齿轮；230-安装板；240-涨紧套；250-限位块；300-驱动机构；310-电机；320-第二齿轮；400-制动机构；410-制动器；420-制动板；500-限位件；510-限位部；520-限位槽；600-传感机构；610-第一传感器；620-第二传感器；630-磁环；640-安装件；700-轴承机构；710-第一轴承；720-第二轴承；730-轴承安装座；740-安全板。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
37.微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。
38.微创手术通常由设置于操作人员的控制台、设置于患者侧的设备和显示设备组成，外科医生在控制台进行操控，以控制设置于患者侧的设备进行相应的手术动作。设置于患者的设备通常包括立柱、多个机械手臂以及多个运动平台。
39.设置于患者的设备通常还包括无框电机和谐波减速器，用于进行提供水平旋转运动的动力；而对整个旋转部件进行手动调节的时候，然而无框电机安装要求高，使得整体设备的尺寸需求也较大，增加安装限制；不仅如此，采用无框电机和谐波减速器，也会产生回程差。
40.基于以上问题，本发明提供了一种可有效解决以上技术问题的手术机器人，应用于医疗器械技术领域，尤其适用于微创手术。
41.在本实施例中，医疗器械包括立柱、悬臂和旋转驱动装置，旋转驱动装置设置在立柱顶部，并与悬臂连接，并用于带动悬臂转动，以此完成手术动作。
42.请参阅图1至图3，旋转驱动装置10包括外壳100、转动机构200、驱动机构300、制动机构400以及齿轮组，转动机构200可转动地且同轴设置于外壳100内，驱动机构300固定安装在外壳100内，制动机构400设置于外壳100内并与转动机构200连接。
43.其中，齿轮组可以由多个齿轮传动连接而成，只要能够实现驱动机构300带动转动机构200即可，在此不做具体限定。在本实施例中，齿轮组包括第一齿轮220和第二齿轮320，第一齿轮220设置于转动机构200，第二齿轮320设置于驱动机构300，第一齿轮220与第二齿轮320啮合。
44.在本实施例中，转动机构200与机械手(图未示)连接，因此可通过驱动机构300带动转动机构200转动，以实现转动机构200带动机械手转动。制动机构400设置于外壳100并与第一齿轮220连接，制动机构400用于使第一齿轮220停止转动，以此使得转轴210停止转动，从而提高了旋转驱动装置10可控性。
45.进一步地，转动机构200包括转轴210以及安装板230，转轴210可活动地设置于外壳100内，且转轴210的一端伸出外壳100与安装板230连接，安装板230用于安装机械手，以
在转轴210的带动下带动机械手转动。第一齿轮220固定设置于转轴210的外壁。
46.驱动机构300包括电机310，电机310固定设置于外壳100内，第二齿轮320设置于电机310的输出端，且第二齿轮320与第一齿轮220啮合，由于电机310、齿轮组以及转轴210依次传动连接，因此，在电机310的驱动作用下，可驱动第二齿轮320转动，以使得第二齿轮320带动第一齿轮220及转轴210转动。
47.在本实施例中，与现有的旋转驱动装置10相比，本发明提供的旋转驱动装置10无需采用无框电机310配备谐波减速器，仅需采用普通电机310即可实现转轴210转动，因此有效降低了生产成本，且旋转驱动装置10结构简单、紧凑，克服了现有的旋转驱动装置10具有布局局限性较大的问题；此外，通过采用电机310、第一齿轮220及第二齿轮320之间的传动配合，即可实现带动转轴210转动，其传动性能稳定可靠，有效克服了回程差等问题。
48.另外，转动机构200还包括涨紧套240，涨紧套240套设于转轴210外，第一齿轮220安装于涨紧套240外。
49.在本实施例中，通过将第一齿轮220安装在涨紧套240上，以此提高第一齿轮220的安装稳定性。
50.进一步地，制动机构400包括制动器410及制动板420，制动器410设置于外壳100，制动板420设置于第一齿轮220，且制动器410和制动板420均套设于转轴210外，制动器410用于在通电或断电的情况下磁吸制动板420。
51.在本实施例中，制动器410固定设置于外壳100上并套设在转轴210外，可以理解的是，制动器410与转轴210之间具有间隙，因此在旋转驱动装置10正常运行的过程中，转轴210相对制动器410转动。
52.而制动板420固定安装在第一齿轮220上，即制动板420会跟随转轴210转动。制动板420与制动器410之间具有缝隙，以避免制动板420和制动器410之间产生摩擦而影响转轴210正常转动。
53.需要说明的是，通过使制动器410产生磁力以对制动板420进行磁吸，以此起到制动的作用，从而使得转轴210停止转动。在运行过程中，制动器410为通电状态，在此情况下制动器410不产生磁性，制动板420可在转轴210的带动下正常转动，而制动器410在断电的情况下会产生磁性，以对制动板420起到制动的作用。当然，制动器410产生磁性的条件还可以是其他设置，在此不做具体限定。
54.进一步地，旋转驱动装置10还包括限位件500，限位件500固定设置于外壳100，用于对转轴210的转动进行限位。
55.在本实施例中，通过在外壳100上安装限位件500，以对转轴210的转动角度进行限位。
56.详细地，限位件500包括两个限位部510，两个限位部510沿转轴210的周向间隔设置；转轴210的外壁设置有限位块250，限位块250位于两个限位部510之间。
57.在本实施例中，限位件500通过设置的两个限位部510形成限位槽520，限位块250的一端与转轴210连接，另一端伸入限位槽520内，两个限位部510可对限位块250的周向移动进行限制，从而对转轴210的转动进行限制。
58.具体地，两个限位部510对应转轴210的轴心的圆心角为15
°
，换言之，在限位件500对限位块250的限制作用下，转轴210沿顺时针或逆时针方向转动的最大角度为15
°
。
59.进一步地，旋转驱动装置10还包括传感机构600，传感机构600包括第一传感器610和第二传感器620中的至少一个。
60.在本实施例中，第一传感器610设置于电机310，用于获取电机310的转动参数。通过该转动参数，以间接计算出转轴210转动的角度，从而可以得知转轴210转动所处的具体位置。
61.第二传感器620设置于外壳100，用于获取转轴210的转动参数。通过该转动参数，以直接计算出转轴210转动的角度。
62.因此，通过设置第一传感器610和第二传感器620，可有效获取转轴210的转动所处位置，以此提高转轴210转动的精确性，有效减小回程差。
63.可选地，第一传感器610可以是，但不限于增量编码器，第二传感器620可以是，但不限于绝对编码器。
64.进一步地，传感结构还包括磁环630及安装件640，安装件640设置于转轴210，磁环630设置于安装件640上，磁环630与第二传感器620对应设置。
65.在本实施例中，磁环630通过安装件640固定安装在转轴210的底端，以使磁环630跟随转轴210进行转动。
66.通过使得磁环630与第二传感器620对应设置，以此磁环630跟随转轴210转动的过程中，通过第二传感器620获取磁环630在转动前的初始位置以及在转动后的终止位置，以此计算出磁环630在初始位置以及终止位置转轴210的角度差，从而可以准确地获取转轴210的转动角度。
67.进一步地，旋转驱动装置10还包括轴承机构700，轴承机构700包括第一轴承710、第二轴承720以及轴承安装座730，需要说明的是，可以仅设置第一轴承710和第二轴承720中的一个，也可以同时设置第一轴承710和第二轴承720，在此不做具体限定。
68.在本实施例中，第一轴承710设置于外壳100并套设于转轴210的顶端；轴承安装座730安装于外壳100，第二轴承720设置于轴承安装座730并套设于转轴210的底端。
69.因此，通过设置第一轴承710和第二轴承720，可以实现转轴210相对于外壳100进行转动，而第一轴承710和第二轴承720分别与转轴210的两端连接，可提高转轴210的转动稳定性。
70.可选地，第一轴承710可以是，但不限于交叉滚子轴承，第二轴承720可以是，但不限于深沟球轴承。
71.需要说明的是，限位件500以及第二传感器620固定安装于轴承安装座730上。
72.进一步地，轴承安装座730上还设置有安全板740，安全板740位于转轴210的底端并盖设于第二传感器620，可对第二传感器620起到保护作用。
73.综上所述，本发明实施例提供了一种旋转驱动装置10及手术机器人，通过电机310带动第二齿轮320转动，由第二齿轮320带动第一齿轮220转动，以此通过第一齿轮220带动转轴210转动，最终实现转轴210带动设置于转轴210顶端的安装板230转动，以完成相应的手术动作；通过使制动器410断电以产生磁性，以对制动板420进行磁性制动，以在转轴210需要停止转动的情况下使得转轴210及时停止转动，减小回程差；通过限位件500与限位块250的配合，以限制转轴210的最大转动范围；通过第一传感器610和第二传感器620对转轴210的转动所处位置进行检测，以此提高转轴210的转动精度。
74.因此，本发明提供的旋转驱动装置10及手术机器人，有效降低了生产成本，且旋转驱动装置10结构简单、紧凑，克服了现有的旋转驱动装置10具有布局局限性较大的问题，传动性能稳定可靠，避免产生回程差。
75.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。