一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人

本发明属于医疗器械，尤其涉及一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人。

背景技术：

1、随着医学技术的不断进步和微创理念的深入发展，手术机器人在多个临床领域中得到了广泛的研究与应用。具备良好柔顺性和空间适应能力的柔性手术机器人逐渐成为喉部微创手术的重要发展方向。

2、喉部手术机器人通常采用连续体结构的柔性臂以提高操作灵活性，但现有喉部手术机器人的柔性臂中，相邻两个连续体之间具有固定的转轴，连续三个连续体之间形成的两个转轴相互垂直，以实现柔性臂能够向各个方向弯曲。但是，这种结构会导致连续体的利用率较低，柔性臂需要更多的连续体来实现特定的弯曲角度，导致柔性臂较长，在喉部手术的受限空间内，可能会带来操作不便的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，旨在解决现有喉部手术机器人的柔性臂结构中，柔性臂需要更多的连续体来实现特定的弯曲角度，导致柔性臂较长的问题。

2、本申请实施例是这样实现的，一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，包括：

3、主体；

4、柔性大臂，设于所述主体，所述柔性大臂包括若干大臂关节以及三根以上的大臂驱动绳，所述大臂驱动绳依次穿过所述大臂关节，并与最末端的所述大臂关节连接，三根以上的所述大臂驱动绳所沿所述大臂关节的周向分布，所述大臂关节具有两个相背设置的弧面，所述弧面的中部向外凸起，相邻两个所述大臂关节通过所述弧面抵接，其中一个大臂关节的弧面设置有凸体，另一个大臂关节的弧面上设置适于配合所述凸体的凹槽，所述凸体和所述凹槽卡合以限制相邻两个所述大臂关节的滑移；

5、驱动模块，设于所述主体，所述驱动模块包括若干驱动组件，每个所述驱动组件用于单独驱动一根所述大臂驱动绳的运动，以带动所述柔性大臂弯曲。

6、在一些优选的实施例中，所述柔性大臂还包括弹性杆，所述弹性杆依次穿过所述大臂关节的中心。

7、在一些优选的实施例中，所述大臂关节为圆饼状结构，所述凸体为沿所述大臂关节径向沿伸的条状结构，所述凹槽为沿所述大臂关节径向沿伸的条状结构，从大臂关节的中心向外周的方向，所述凸体和所述凹槽的宽度逐渐减小，每个所述大臂关节的凸体和凹槽在该大臂关节轴向的投影重合。

8、在一些优选的实施例中，所述凸体和所述凹槽沿所述大臂关节的周向均匀设置有4个，所述大臂驱动绳设置有4根，所述大臂驱动绳穿过所述凸体和所述凹槽。

9、在一些优选的实施例中，柔性大臂连接有两个柔性小臂，所述柔性小臂包括弯曲体、至少三根中端驱动绳以及至少三根末端驱动绳，所述中端驱动绳连接所述弯曲体的中段，所述末端驱动绳连接所述柔性小臂的末端。

10、在一些优选的实施例中，所述弯曲体包括柔性骨架以及套设在所述柔性骨架外侧的弯曲外壳，所述柔性骨架包括若干卡盘、拉簧以及合金管，所述合金管依次穿过所述卡盘的中心，所述拉簧套置在所述合金管上，相邻所述卡盘通过所述拉簧连接。

11、在一些优选的实施例中，还包括手术器械以及柔性驱动轴，所述手术器械转动设于所述柔性小臂的自由端，所述柔性驱动轴一端连接旋转驱动装置的输出端，另一端连接所述手术器械，所述旋转驱动装置用于通过所述柔性驱动轴带动所述手术器械转动。

12、在一些优选的实施例中，所述手术器械包括夹钳，所述夹钳包括钳子主体以及驱动滑块，所述驱动滑块用于驱动所述钳子主体执行夹持动作，所述柔性驱动轴与所述驱动滑块连接，所述旋转驱动装置设于直线驱动装置的输出端，所述直线驱动装置用于驱动所述旋转驱动装置移动。

13、在一些优选的实施例中，所述驱动滑块上设置有卡槽，所述柔性驱动轴上设置有与所述卡槽配合的卡块，所述卡块卡入所述卡槽以实现所述柔性驱动轴与所述驱动滑块的连接固定。

14、在一些优选的实施例中，所述驱动组件包括测力模组，所述测力模组用于测量所述大臂驱动绳的拉力。

15、本申请实施例提供的一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，大臂驱动绳拉动柔性大臂，相邻两个大臂关节之间通过弧面接触，其中一个大臂关节能够相对另一个大臂关节向任意的方向进行滚动以实现柔性大臂向任意方向弯曲。如此，两个关节即可实现空间任意方向的弯曲，与现有的柔性臂结构相比，能够以更短的臂长实现弯曲角度要求。另外，柔性大臂弯曲时，相邻大臂关节之间的凸体和凹槽卡合，防止出现滑移的情况，保证大臂关节之间为纯滚动，减小关节之间的摩擦，并且提高柔性大臂末端的精度。

1.一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，其特征在于，所述柔性大臂还包括弹性杆，所述弹性杆依次穿过所述大臂关节的中心。

3.根据权利要求1所述的一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，其特征在于，所述大臂关节为圆饼状结构，所述凸体为沿所述大臂关节径向沿伸的条状结构，所述凹槽为沿所述大臂关节径向沿伸的条状结构，从大臂关节的中心向外周的方向，所述凸体和所述凹槽的宽度逐渐减小，每个所述大臂关节的凸体和凹槽在该大臂关节轴向的投影重合。

4.根据权利要求3所述的一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，其特征在于，所述凸体和所述凹槽沿所述大臂关节的周向均匀设置有4个，所述大臂驱动绳设置有4根，所述大臂驱动绳穿过所述凸体和所述凹槽。

5.根据权利要求1所述的一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，其特征在于，柔性大臂连接有两个柔性小臂，所述柔性小臂包括弯曲体、至少三根中端驱动绳以及至少三根末端驱动绳，所述中端驱动绳连接所述弯曲体的中段，所述末端驱动绳连接所述柔性小臂的末端。

6.根据权利要求5所述的一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，其特征在于，所述弯曲体包括柔性骨架以及套设在所述柔性骨架外侧的弯曲外壳，所述柔性骨架包括若干卡盘、拉簧以及合金管，所述合金管依次穿过所述卡盘的中心，所述拉簧套置在所述合金管上，相邻所述卡盘通过所述拉簧连接。

7.根据权利要求5所述的一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，其特征在于，还包括手术器械以及柔性驱动轴，所述手术器械转动设于所述柔性小臂的自由端，所述柔性驱动轴一端连接旋转驱动装置的输出端，另一端连接所述手术器械，所述旋转驱动装置用于通过所述柔性驱动轴带动所述手术器械转动。

8.根据权利要求7所述的一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，其特征在于，所述手术器械包括夹钳，所述夹钳包括钳子主体以及驱动滑块，所述驱动滑块用于驱动所述钳子主体执行夹持动作，所述柔性驱动轴与所述驱动滑块连接，所述旋转驱动装置设于直线驱动装置的输出端，所述直线驱动装置用于驱动所述旋转驱动装置移动。

9.根据权利要求8所述的一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，其特征在于，所述驱动滑块上设置有卡槽，所述柔性驱动轴上设置有与所述卡槽配合的卡块，所述卡块卡入所述卡槽以实现所述柔性驱动轴与所述驱动滑块的连接固定。

10.根据权利要求1所述的一种基于复合连续体的多臂喉部手术机器人，其特征在于，所述驱动组件包括测力模组，所述测力模组用于测量所述大臂驱动绳的拉力。