一种面向经自然腔道手术的变刚度机器人

技术特征：
1.一种面向经自然腔道手术的变刚度机器人，包括执行机构和用于驱动执行机构的驱动机构，其特征在于：所述执行机构包括至少一条机械手，所述机械手包括第一关节和与第一关节串联的第二关节，所述第一关节由多个第一关节基体通过第一关节驱动绳、第二关节驱动绳和张紧绳串联而成，所述第二关节由多个第二关节基体通过第二关节驱动绳和张紧绳串联而成，所述第一关节基体和第二关节基体的头部均为凸出球面，尾部为凹陷球面，所述第一关节基体设有一位于中心位置的张紧绳孔、四个等间隔周向分布的第二关节驱动绳孔以及间隔设置在第二关节驱动绳孔之间的第一关节驱动绳孔，所述第二关节基体上设有一位于中心位置的张紧绳孔和四个等间隔周向分布的第二关节驱动绳孔，所述张紧绳的一端穿过第一关节和第二关节上的张紧绳孔并连接在第二关节的头部，所述张紧绳的另一端与驱动机构连接，所述第二关节驱动绳的一端穿过第一关节上的第二关节驱动绳孔和第二关节上的第二关节驱动绳孔并连接在第二关节的头部，所述第二关节驱动绳的另一端与驱动机构连接，所述第一关节驱动绳的一端穿过第一关节上的第一关节驱动绳孔并连接在第一关节的头部，所述第一关节驱动绳的另一端与驱动机构连接，所述第二关节驱动绳上还套设有弹簧管，所述弹簧管的一端与第二关节的头部连接，另一端与驱动机构连接。2.根据权利要求1所述的面向经自然腔道手术的变刚度机器人，其特征在于：所述驱动机构包括机架、多个设置在机架上的驱动绳预紧机构、设置在机架前方的阶梯架、多个设置在机架上的张紧机构、设置在机架上的弹簧管架，所述机架包括上板、底板以及上板与底板之间的两个侧板，所述阶梯架通过螺栓固定在上板上，所述阶梯架上设有多个用于穿设绳子的阶梯孔，所述弹簧管架上设有多个阶梯孔，用于固定弹簧管一端和通过驱动绳。3.根据权利要求2所述的面向经自然腔道手术的变刚度机器人，其特征在于：所述驱动绳预紧机构包括电机架、绕线轮、滑块、电机和预紧螺栓，所述电机设置在滑块下方，所述绕线轮设置在滑块上方并与电机的转轴连接，所述滑块通过预紧螺栓滑动设置在电机架上，使得滑块具有在电机架平面上前后运动的自由度，位于对称位置上的关节驱动绳的端部反向连接至同一绕线轮上。4.根据权利要求2所述的面向经自然腔道手术的变刚度机器人，其特征在于：所述张紧机构包括设置在上板上的绕线轮与上板下方的电机，所述绕线轮通过紧定螺钉连接在电机的转轴上，所述张紧绳的端部与张紧机构的绕线轮连接。

技术总结
本发明公开了一种面向经自然腔道手术的变刚度机器人，包括执行机构和用于驱动执行机构的驱动机构，所述执行机构包括至少一条机械手，所述机械手包括第一关节和与第一关节串联的第二关节，所述第一关节由多个第一关节基体通过第一关节驱动绳、第二关节驱动绳和张紧绳串联而成，所述第二关节由多个第二关节基体通过第二关节驱动绳和张紧绳串联而成。本发明的执行机构刚度可以实时控制，可以根据应用需求调节到合适的刚度，在通过人体的自然腔道时可以有效的解决单一刚度柔性器械容易产生刚性太大导致挤压组织产生不适和弯曲半径小处容易穿孔或刚性太小容易在直径较大的弯道处自身形成回路无法前进的问题。身形成回路无法前进的问题。身形成回路无法前进的问题。


技术研发人员：胡海燕 祝小龙 孙立宁
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：2022.03.27
技术公布日：2022/7/8