一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构

1.本发明属于高端医疗装备制造技术领域，涉及一种医疗器械，具体涉及对于介入手术导管导丝的递送和旋转及其耦合运动的控制技术，更具体的说是一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构。


背景技术：

2.根据《中国心血管健康与疾病报告2019》报告显示，患有心脑血管疾病人数约有3.3亿人，同时心脑血管病死亡率仍居首位，由于心脑血管导致的死亡人数占总数的40％以上。心脑血管疾病严重得影响到了人们的健康，是目前人类面临最大的健康挑战。
3.医疗机器人因其精准稳定、安全高效等优势，正在为传统医学领域带来颠覆性的变革。血管介入技术是一项新兴的心脑血管疾病诊疗手段，医生在医学影像的引导下，通过导管沿血管腔直接到达体内病变部位(如冠状动脉和脑部、肝脏、肾脏等部位的血管)，然后利用导管输送诊疗剂或手术器械(如球囊、支架、弹簧圈等)，对体内较远的病变实施微创性诊断和治疗。
4.血管介入手术作为微创手术的一种，避免了开腔和开颅的手术方式，从而降低手术风险，减轻病人痛苦，同时，术后并发症少、恢复周期短，所以血管介入手术机器人成为高端医疗装备领域的研发热点。
5.目前血管介入机器人主要采用主从操作结构。医生位于手术室外操作主端机器人，从而控制从端机器人对人体进行手术，主从式操作结构有效的避免了x射线对医生的辐射影响，利用机器人固有的高操作精度和准确度实施手术。
6.目前国内外很多研究机构和高校开展血管介入机器人的研发。
7.目前现有的血管介入机器人对于导管导丝的夹持方式主要有两种：摩擦轮式、v型夹紧原理。
8.例如美国corindus公司研制的corpath 200系统，导管夹持机构采用双滚轮式结构，通过摩擦力夹紧并驱动导管导丝进行运动；如北京理工大学申请号为：201710544638.5，公开日为：2017.11.03的发明专利，公开了一种机器人远程操作系统及其控制方法，从端机器人通过导管控制器和导丝控制器采用v型夹紧原理夹持管丝，控制管丝的运动，两控制器安装在移动平台上，通过控制器间的交替动作，实现管丝的往复拖拽运动。
9.上述为国内外血管介入机器人采用的典型管丝夹持方案，但存在着无法解决导管导丝连续递送和可靠夹持的共性问题。(1)摩擦轮结构，可以实现管丝连续递送，但因滚轮与管丝间为点接触和硬接触，不能实现不同直径的管丝夹持，同时难以实现其可靠夹持，当加持力过小时存在打滑问题，当加持力过大时可能导致管丝变形或表面损伤，增大血管损伤及术后并发症风险。(2)v型夹紧原理，通过设计v型、爪型等卡爪结构，增大夹持接触面积，实现可靠夹持，但一般通过导轨滑块结构实现管丝轴向递送，当到达行程极限时，须放松管丝—空回程—加紧管丝，然后继续递送，可能产生与医生手部运动间的行程极限冲突，
打断医生正常手术操作。


技术实现要素：

10.要解决的问题
11.针对现有血管介入机器人的共性问题：难以解决管丝连续递送和可靠夹持的矛盾，本发明提供一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构，实现血管介入管丝连续递送和可靠夹持。
12.技术方案
13.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
14.一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构，包括：递送运动控制夹持模块3、底部控制模块4和回转运动控制模块5；
15.所述递送运动控制夹持模块采用气囊夹紧方式夹紧管丝；
16.所述回转运动控制模块用于控制递送运动控制夹持模块整体的旋转运动，进而实现对管丝旋转运动的控制；
17.底部控制模块用于控制递送运动控制夹持模块3中气囊的充气状态及回转运动控制模块的回转运动。
18.所述递送运动控制夹持模块3包括前挡板3-2、回转盖3-3、气囊盒3-4、后挡板3-6、支撑板3-7、支撑壳3-8、导气管3-12、旋转编码器3-10、旋转编码器固定座3-13、第一轴3-19、第二轴3-14、第三轴3-31、第四轴3-32、第五轴3-23、电机3-29；
19.所述气囊盒3-4包括气囊盒盖3-4-1、气囊盒3-4-2和两对气囊3-4-3；所述两对气囊3-4-3安装在气囊盒3-4-2中，每对气囊由两个气囊构成，两个气囊沿垂直管丝递送方向布置，在两个气囊相对面之间夹持管丝，气囊盒盖3-4-1上内表面有三段突起，当气囊盒盖3-4-1与气囊盒3-4-2合上时，突起刚好在气囊盒3-4-2中间凹陷处，用于限制管丝1在垂直于管丝方向的自由度；中间凹陷处避开气囊安装位置，且与每对气囊中两个气囊相对面同轴线；
20.支撑壳3-8的前后侧面上分别固连有前挡板3-2和后挡板3-6，在前挡板3-2和后挡板3-6之间的支撑壳上安装有支撑板3-7，支撑板3-7、支撑壳、前挡板3-2和后挡板3-6四者围成封闭空间；所述气囊盒3-4-2安装在支撑板3-7上表面，支撑板3-7安装固定在支撑壳3-8上；在气囊盒外侧的支撑壳上安装能盖合的回转盖3-3，回转盖能将气囊盒封闭起来；
21.第三轴、第一轴3-19、第二轴3-14和第四轴3-32上部均安装有导气管，第三轴和第一轴3-19上部的导气管伸入气囊盒一侧的相应气囊中，第三轴和第一轴3-19之间的轴线距离与一侧两个气囊的距离一致，第二轴3-14和第四轴3-32上部的导气管伸入气囊盒另一侧的相应气囊中，第二轴3-14和第四轴3-32之间的轴线距离与这一侧两个气囊的距离一致；
22.第三轴和第一轴3-19由电机同步驱动，第二轴3-14和第四轴3-32被动同步驱动，旋转编码器3-10通过旋转编码器固定座3-13固定在位于第二轴3-14和第四轴3-32之间的支撑壳上，使得旋转编码器上的第六皮带轮3-11和第二轴3-14上的第五皮带轮等高，二者通过第三皮带3-16传动，编码器能够测得第二轴的旋转数据。
23.所述第一轴3-19为中空结构，用于通气，第一轴3-19在下方和通气管3-18相连，上方和导气管3-12相连，导气管为中空，上方侧面有一圆形孔的结构，用于气体传输；所述第
二轴3-14、第三轴3-31、第四轴3-32内部连接结构和第一轴3-19相同，均上方和导气管固定，下方和通气管连接，其中导气管和相应轴一起转动，通气管位置固定，不随着相应轴的转动而转动；所述导气管上方的圆形孔部分伸入到气囊3-4-3内部，为气囊供气，带动气囊3-4-3运动。
24.所述气囊包括表面的柔性材料和支撑柔性材料的刚性骨架。
25.所述底部控制模块包括第二气管4-2、大电机4-3、压力计4-4、外壳4-6、上盖；所述外壳4-6下方侧面有一过线孔，用于通过控制线和第二气管，第二气管4-2一端连接外部气源，另一端经由该过线孔，进入外壳4-6内部空间，进入外壳内部的第二气管4-2分成一条支路和一条主路，第二气管的支路通向压力计4-4，用于检测气体压力大小，第二气管4-2主路向上，通到回转运动控制模块5的导电气滑环5-1上；大电机4-3通过电机驱动器与控制部分电连接；
26.外壳的前方具有外壳挡板，外壳挡板上设有呈圆周分布的多个凸起的轴，在该凸起的轴上分别安装轴承、轴承外圈，在前挡板3-2的外侧，相应于凸起的轴的位置上设置有呈圆环凹陷的滚动滑轨，凸起的轴和靠近轴承位置上的呈圆环凹陷的滚动滑轨相接触；外壳前端设置有延伸平面，用于安装y阀安装模块2；在外壳4-6的端面上设置有上盖3-1，上盖能够盖合在外壳上，将递送运动控制夹持模块3整体包裹起来。
27.所述所述y阀安装模块2用于安装并固定y阀2-2；所述y阀安装模块2包括y阀安装盖2-1、y阀2-2、y阀安装盒2-3；所述y阀安装盖2-1安装在y阀安装盒2-3上，两者在连接处形成转轴，y阀安装盖2-1能绕着转轴转动，所述y阀2-2放置在两者之间；y阀的大端安装导丝，y阀的倾斜分支注入造影液，y阀的小端连接导管。
28.所述回转运动控制模块5包括导电气滑环5-1、轴承支架5-2、大套筒5-3、齿轮轴5-4、电机支架5-5、第一齿轮5-6、第二齿轮5-7、第三齿轮5-8、滑环连接件5-9、后盖5-10；
29.所述齿轮轴5-4上依次安装第一齿轮5-6、套筒5-3，将齿轮轴5-4固定在后挡板3-6上；轴承固定在轴承支架5-2上，轴承支架5-2下方和电机支架5-5连接，大电机4-3的输出轴穿出外壳通过电机支架5-5上的安装孔固定，大电机4-3输出轴和第三齿轮5-8连接，由轴端挡圈固定；所述轴承支架上方有一大圆孔，用于安装轴承，齿轮轴5-4通过轴承和轴承支架固定安装，齿轮轴能相对轴承支架发生相对转动，轴承支架下方为u型开口，连接电机支架5-5，电机支架5-5为l型，和底面平行的平面安装固定大电机4-3，电机支架5-5的竖直平面下方有孔，便于大电机4-3输出轴伸出，电机支架5-5的竖直平面上方安装有伸出轴，在伸出轴上通过轴承安装有第二齿轮，固定第二齿轮5-7的轴向位置，用轴端挡圈固定，且第二齿轮5-7与齿轮轴上的第一齿轮5-6相啮合，第三齿轮和安装在大电机4-3输出轴上的第二齿轮啮合传动；
30.所述滑环连接件5-9一端和后盖5-10固定，导电气滑环5-1不动端深入滑环连接件5-9内部固定，导电器滑环5-1旋转端和后挡板3-6固定；所述滑环连接件5-9的圆柱侧面上设有一长方形开口，便于和导电器滑环5-1不动端的信号线安装。
31.外壳挡板和前挡板上设置有开口，开口供管丝垂直放置在两对气囊中间。
32.本发明还保护一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构的控制方法，包括以下步骤：
33.管丝1的安装步骤为：
34.将气囊盒固定安装在支撑板上，整个递送运动控制夹持模块3安装在外壳和上盖围成的空间内，打开上盖、回转盖、气囊盒盖，将管丝沿轴线安装在两对气囊之间，管丝一端伸出外壳的前部外壳挡板，一端伸出回转运动控制模块5的末端；
35.管丝1驱动力检测步骤为：
36.启动气泵4-1，气体经由第二气管4-2、导电器滑环5-1、第一气管3-9、通气管、导气管，到达气囊3-4-3内部，由于第二气管4-2的分支和压力计4-4相连，检测气体压力大小，即能实时检测气囊3-4-3内部气体压力大小，气囊3-4-3膨胀至和管丝1接触，根据f＝ps计算作用在管丝1表面的正压力大小，其中f为正压力，p为通过压力计获得的值，s为接触面积，接触面积的值根据压力计的值和气囊材料的膨胀系数计算获得，再考虑摩擦系数计算得到作用在管丝1上的驱动力大小；
37.管丝1的递送运动步骤为：
38.首先，控制电机3-29启动，第一轴3-19和第三轴3-31同步同速转动，第一轴3-19和第三轴3-31上安装的导气管3-12转速相同，即气囊盒一侧的气囊3-4-3主动旋转；主动气囊3-4-3在摩擦力的驱动下，驱动管丝1做轴向递送运动，气囊盒另一侧的气囊在管丝摩擦力作用下被动旋转；
39.检测管丝1是否打滑的步骤为：
40.在驱动管丝1做轴向递送运动的时候，另一侧两个气囊3-4-3没有在电机3-29的控制下运动，所以，在运动的管丝1的摩擦力的驱动下，这两个被动气囊3-4-3开始转动；带动与其配合的导气管和第二轴3-14转动；又由于第二轴与旋转编码器3-10的伸出轴由同步带连接，因此旋转编码器能检测第二轴3-14的旋转情况，即被动气囊3-4-3的旋转情况；通过比较旋转编码器3-10和驱动电机3-29的旋转数据，得知主动气囊3-4-3和被动气囊3-4-3的转速大小是否相同，若相同，则表明管丝1未发生打滑现象，反之，则表明管丝1发生打滑现象，发生打滑现象后对所有气囊3-4-3内部气体压力进行增压处理，增大气囊3-4-2与管丝1接触的正压力，增大摩擦力，从而改变打滑状态；
41.管丝1的旋转运动步骤为：
42.首先，驱动大电机4-3，输出轴带动第三齿轮5-8旋转，经过第三齿轮5-8和第二齿轮5-7啮合转动，第二齿轮5-7和第一齿轮5-6啮合转动，带动第一齿轮5-6转动；所述第一齿轮5-6安装在齿轮轴5-4上，故齿轮轴5-4转动；所述齿轮轴5-4和后挡板3-6固定，后挡板3-6和支撑壳3-8相固定、支撑壳3-8和前挡板3-2相固定，递送运动控制夹持模块3整体旋转，从而管丝1在气囊3-4-3摩擦力的带动下，管丝1做以自身轴线为轴的旋转运动。
43.有益效果
44.相比于现有技术，本发明的有益效果为：
45.(1)本发明一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构，提出仿人手指刚柔耦合原理，结合“刚性骨架” “柔性肌肤”，模拟人手操作，既实现对管丝的有效夹持，又实现对管丝手术器械的有效保护。气囊本身可以选择柔性橡胶材料制成，在气囊内部设置有刚性骨架，气囊为包覆作用，与管丝为柔性软接触，能够避免管丝受损，实现刚柔耦合夹持的效果。
46.(2)本发明一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构，提出采用柔性材质的可以连续运转的气囊，解决了现有的连续递送和可靠回转夹持之间的矛盾。
47.(3)本发明一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构，提出采用气体驱动方式，结合压力计，通过计算，可以获得实时管丝受到的驱动力大小，进一步为安全手术提供支撑，装置结构简单，控制精度高。
48.(4)本发明一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构，通过采用主动气囊和被动气囊的组合方式，可以检测实时管丝是否发生打滑，以及打滑情况，为手术安全提供支撑。
49.(5)本发明一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构，控制管丝做旋转运动过程中，采用小齿轮5-8通过中间齿轮5-7带动大齿轮5-6的驱动方式，传动比为从动轮齿数比上主动轮齿数，故在本发明中传动比为大齿轮的齿数比上小齿轮的齿数，传动比较大，以较大的传动比对旋转运动进行精度提高，管丝做旋转运动精度高，满足手术过程中的精准稳定要求。
50.(6)本发明能同时使用多个相同的机器人，每个机器人实现一个器械的运动控制，相互配合协同，即可实现两个或多个机器人的协同控制，实现介入手术的多器械协同操作。
附图说明
51.图1为本发明机器人的整体结构示意图；
52.图2为本发明机器人中气囊盒盖打开状态结构示意图；
53.图3为本发明机器人中气囊盒的结构示意图；
54.图4为本发明机器人中递送运动控制夹持模块的动力传递部分的结构示意图；
55.图5为本发明机器人中底部控制模块的结构示意图；
56.图6为本发明机器人中回转运动控制模块的爆炸图；
57.附图的编号分别表示为：
58.1、管丝；2、y阀安装模块；3、递送运动控制夹持模块；4、底部控制模块；5、回转运动控制模块；
59.2-1、y阀安装盖；2-2、y阀；2-3、y阀安装盒；
60.3-1、前挡板；3-2、回转盖；3-3、气囊盒；3-3-1、气囊盒盖；3-3-2、气囊盒；3-3-3、气囊；3-4、套筒；3-5、后挡板；3-6、支撑板；3-7、支撑壳；3-8、第一气管；3-9、旋转编码器；3-10、第六皮带轮；3-11、导气管；3-12、旋转编码器固定座；3-13、第二轴；3-14、第五皮带轮；3-15、第三皮带；3-16、第三皮带轮；3-17、通气管；3-18、第一轴；3-19、第二皮带轮；3-20、第一皮带；3-21、第一皮带轮；3-22、第五轴；3-23、第一锥齿轮；3-24、第二锥齿轮；3-25、支架；3-26、扭矩传感器；3-27、第二皮带；3-28、电机、3-29、第四皮带轮；3-30、第三轴；3-31、第四轴；
61.4-1、气泵；4-2、第二气管；4-3、大电机；4-4、压力计；4-5、电机驱动器；4-6、外壳；上盖4-7；
62.5-1、导电气滑环；5-2、轴承支架；5-3、大套筒；5-4、齿轮轴；5-5、电机支架；5-6、第一齿轮；5-7、第二齿轮；5-8、第三齿轮；5-9、滑环连接件；5-10、后盖。
具体实施方式
63.下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
12固定在支撑壳3-7上；
73.上述第三皮带轮3-16和第四皮带轮3-29相同，在第二皮带3-27的连接下，两皮带轮转速相同，方向相同，故带动与其有连接关系的导气管3-11转速大小相等方向相同，第三轴和第一轴3-18上的两个导气管伸入到气囊盒3-3中一侧的两个气囊3-3-3中，结合图3，两个气囊的位置为以管丝为界的右侧，驱动右侧气囊旋转，右侧气囊相对于左侧气囊为主动气囊，左侧气囊为被动气囊；
74.第五皮带轮3-14和第六皮带轮3-10相同，第五皮带轮3-14由被动皮囊带动，通过第三皮带3-15带动第六皮带轮3-10转动，第六皮带轮3-10固定在旋转编码器3-9上，故旋转编码器3-9测量从动轮的转速大小；通过和主动气囊的转速大小相比，可以知道气囊是否存在主动和被动气囊转速不同即打滑现象；旋转编码器3-9通过旋转编码器固定座3-12固定在位于第二轴3-13和第四轴3-31之间的支撑壳上，使得旋转编码器上的第六皮带轮3-10和第二轴3-13上的第五皮带轮等高，二者通过第三皮带3-15传动。
75.所述第一轴3-18为中空结构，用于通气，第一轴3-18在下方和通气管3-17相连，上方和导气管3-11相连，导气管为中空，上方侧面有一圆形孔的结构，用于气体传输；所述第二轴3-13、第三轴3-30、第四轴3-31内部连接结构和第一轴3-18相同，均上方和导气管固定，下方和通气管连接，其中导气管可以和轴一起转动，通气管位置固定，不随着轴的转动而转动；所述导气管上方的圆形孔部分伸入到气囊3-3-3内部，为气囊供气，带动气囊3-3-3运动。
76.递送运动控制夹持模块整体放置在外壳4-6内，在外壳4-6的端面上设置有上盖4-7，上盖能够盖合在外壳上，将递送运动控制夹持模块3整体包裹起来。外壳前端设置有延伸平面，用于安装y阀安装模块2，安装完y阀安装模块2后能使管丝保持水平状态。
77.如图5所示，所述底部控制模块4用于控制该机器人的运动；所述底部控制模块包括气泵4-1、第二气管4-2、大电机4-3、压力计4-4、电机驱动器4-5、外壳4-6；气泵位于外壳外部，气泵的输出端通过第二气管连接进入外壳，第二气管长度较长，能将气泵放置在离递送运动控制夹持模块较远的位置，避免气泵工作过程中由于振动而对控制精度造成影响。所述外壳4-6下方侧面有一过线孔，用于通过控制线和第二气管，气泵4-1连接第二气管4-2，第二气管4-2经由该孔，进入外壳4-6内部空间，第二气管4-2分成一条支路和一条主路，第二气管的支路通向压力计4-4，用于检测气体压力大小，第二气管4-2主路向上，通到回转运动控制模块5的导电气滑环5-1上；所述电机驱动器4-5连接大电机4-3，控制大电机4-3运动。
78.所述导电气滑环5-1用于在两个相对旋转的模块中传递传输信号以及气体；导电气滑环由左右两个部分组成，这两个部分可以相对旋转，两端分别连接到需要相对旋转的物体上，即可以为转动端提供传输信号和气体；其中导电气滑环左右两端各有传输信号连接线和传输气体连接管，用于信号线和气体的连接；上述第二气管4-2通到导电气滑环5-1的不动端气体连接管处，上述第一气管3-8连接到导电气滑环5-1的旋转端气体连接管处，
79.如图6所示，所述回转运动控制模块5用于控制管丝1导丝的回转运动；所述回转运动控制模块5由导电气滑环5-1、轴承支架5-2、大套筒5-3、齿轮轴5-4、电机支架5-5、第一齿轮5-6、第二齿轮5-7、第三齿轮5-8、滑环连接件5-9、后盖5-10组成；图中外壳4-6为半包围结构，外壳的前方具有外壳挡板，外壳挡板上设有六个呈圆周分布凸起的轴，在该凸起的轴
上分别安装轴承、轴承外圈，在前挡板3-1的外侧，相应于凸起的轴的位置上设置有呈圆环凹陷的滚动滑轨，凸起的轴和靠近轴承位置上的呈圆环凹陷的滚动滑轨相接触，使得递送运动控制夹持模块3在旋转过程中减小阻力，提供支撑；
80.所述齿轮轴5-4上依次安装第一齿轮5-6、套筒5-3，然后将齿轮轴5-4固定在后挡板3-5上；轴承固定在轴承支架5-2上，轴承支架5-2下方和电机支架5-5连接，大电机4-3的输出轴穿出外壳通过电机支架5-5上的安装孔固定，大电机4-3输出轴和第三齿轮5-8连接，由轴端挡圈固定；如图6所示，所述轴承支架上方有一大圆孔，用于安装轴承，齿轮轴5-4通过轴承和轴承支架固定安装，齿轮轴能相对轴承支架发生相对转动，轴承支架下方为u型开口，连接电机支架5-5，电机支架5-5为l型，和底面平行的平面安装固定大电机4-3，电机支架5-5的竖直平面下方有孔，便于大电机4-3输出轴伸出，电机支架5-5的竖直平面上方安装有伸出轴，在伸出轴上通过轴承安装有第二齿轮，固定第二齿轮5-7的轴向位置，用轴端挡圈固定，且第二齿轮5-7与齿轮轴上的第一齿轮5-6相啮合，第三齿轮和安装在大电机4-3输出轴上的第二齿轮啮合传动；
81.大电机4-3带动第三齿轮5-8旋转，通过啮合带动第一齿轮5-6旋转，第一齿轮5-6安装在齿轮轴5-4上，齿轮轴5-4和后挡板3-5固定，故在轴承的支撑下，递送运动控制夹持模块3整体旋转；所述滑环连接件5-9一端和后盖5-10固定，导电气滑环5-1不动端深入滑环连接件5-9内部固定，导电器滑环5-1旋转端和后挡板3-5固定；所述滑环连接件5-9的圆柱侧面上设有一长方形开口，便于和导电器滑环5-1不动端的信号线安装。
82.本发明一种气动仿人手指血管介入管丝安全夹持连续递送机构的控制方法，包括以下步骤：
83.所述管丝1的安装步骤为：
84.将气囊盒固定安装在支撑板上，整个递送运动控制夹持模块3安装在外壳和上盖围成的空间内，打开上盖、回转盖、气囊盒盖，将管丝沿轴线安装在两对气囊之间，管丝一端伸出外壳的前部外壳挡板，一端伸出回转运动控制模块5的末端；
85.更具体地，当在外壳前方的外壳挡板外侧设置有安装y阀的延伸部时，y阀安装模块2固定安装在该延伸部处，y阀安装模块2与递送运动控制夹持模块3同轴线安装，此时导丝从y阀的大端伸入，y阀的倾斜分支注入造影液，y阀的小端连接导管，导丝经外壳4-6、前挡板3-1上的开口处放下而落入两对气囊中间，启动气泵，使气囊膨胀，夹紧导丝，再使气囊反转，从而将导丝递送至回转运动控制模块的轴线中，并使导丝伸出回转运动控制模块较长距离。
86.当外壳外无y阀安装模块2时，本技术的递送运动控制夹持模块3中能够安装导管、导丝、微导管、微导丝、球囊导管或泥鳅导丝等管丝任一接入手术器械，具体安装方式为：
87.首先将气囊3-3-3安装在气囊盒箱3-3-2中，再将气囊盒盖3-3-1安装在气囊盒箱3-3-2上，完成气囊盒3-3的安装；然后，将气囊盒3-3安装在支撑板3-6上，使得导气管3-11安装在气囊3-3-3内，将套筒3-4从后盖5-10的孔中穿过，连接在气囊盒箱3-3-2上，完成气囊盒3-3的固定；然后打开气囊盒盖3-3-1，将管丝1经过外壳4-6、前挡板3-1上的开口处放下，将管丝从开口处放下且恰好放置在两对气囊中间；启动气泵4-1，气体沿着第二气管4-2、导电器滑环5-1、第一气管3-8、通气管、导气管，到达气囊3-3-3内部，气囊3-3-3充气并膨胀，柔软的气囊3-3-3膨胀到和管丝1接触，并包覆管丝1，实现管丝1的夹持；最后再使气囊
反向转动，管丝向后移动，使管丝进入回转运动控制模块的轴线中，并使导丝伸出回转运动控制模块较长距离。
88.或者将管丝放在开口位置后，先不对气囊进行充气，用手向后慢慢推动管丝使其伸入到回转运动控制模块的轴线中，并使导丝伸出回转运动控制模块较长距离；然后再开启气泵，使气囊充气并膨胀，夹紧而又不损坏管丝，通过后续打滑方式的检测能够避免出现管丝夹持太紧的情况。
89.所述管丝1驱动力检测步骤为：
90.启动气泵4-1，气体经由第二气管4-2、导电器滑环5-1、第一气管3-8、通气管、导气管，到达气囊3-3-3内部，由于第二气管4-2的分支和压力计4-4相连，故可以检测气体压力大小，即可以实时检测气囊3-3-3内部气体压力大小，气囊3-3-3膨胀至和管丝1接触，可以根据f＝ps计算作用在管丝1表面的正压力大小，其中f为正压力，p为通过压力计获得的值，s为接触面积，接触面积的值根据压力计的值和气囊材料的膨胀系数计算获得，再考虑摩擦系数计算得到作用在管丝1上的驱动力大小。
91.所述管丝1的递送运动步骤为：
92.首先，控制电机3-28启动，电机3-28输出轴带动扭矩传感器3-26、第一锥齿轮3-23转动，第二锥齿轮3-24和第一锥齿轮3-23啮合传动，故第二锥齿轮3-24转动；所述第二锥齿轮3-24和第一皮带轮3-21同轴，因此，第一皮带轮3-21转动，经过第一皮带3-20，第二皮带轮3-19转动；所述第二皮带轮3-19和第三皮带轮3-16均安装在第一轴3-18上，因此第一轴3-18和第三皮带轮3-16转动，由第二皮带3-27传动的第四皮带轮3-29转动，第四皮带轮3-29在第三轴3-30上，故第三轴3-30转动；由于第三皮带轮3-16第四皮带轮3-29大小相等且转向相同，故第一轴3-18和第三轴3-30转速相同，及其上安装的导气管3-11转速相同，即右侧的主动气囊3-3-3旋转；主动气囊3-3-3在摩擦力的驱动下，驱动管丝1做轴向递送运动；
93.所述检测管丝1是否打滑的步骤为：
94.在上述驱动管丝1做轴向递送运动的时候，另一侧两个气囊3-3-3没有在电机3-28的控制下运动，所以，在运动的管丝1的摩擦力的驱动下，这两个被动气囊3-3-3开始转动；带动与其配合的导气管和第二轴3-13转动；所述第五皮带轮3-14位于第二轴3-13上，从而带动第五皮带轮3-14转动，进一步的带动经由第三皮带3-15传动的第六皮带轮3-10转动；所述第六皮带轮3-10与旋转编码器3-9的伸出轴连接，因此可以检测第二轴3-13，即被动气囊3-3-3的旋转情况；通过比较旋转编码器3-9和驱动电机3-28的旋转数据，可以得知主动气囊3-3-3和被动气囊3-3-3的转速大小是否相同，若两个相同，则表明管丝1未发生打滑现象，反之若两者不同，则表明管丝1发生打滑现象，且可以得到当前管丝1打滑实际情况，将发生打滑时的数据作为反馈，给到从端控制部分，从而对所有气囊3-3-3内部气体压力进行增压处理，即调节气泵4-1输出的气体压力，增大气囊3-3-2与管丝1接触的正压力，增大摩擦力，从而改变打滑状态；
95.所述管丝1的旋转运动步骤为：
96.首先，驱动大电机4-3，输出轴带动第三齿轮5-8旋转，经过第三齿轮5-8和第二齿轮5-7啮合转动，第二齿轮5-7和第一齿轮5-6啮合转动，带动第一齿轮5-6转动；所述第一齿轮5-6安装在齿轮轴5-4上，故齿轮轴5-4转动；所述齿轮轴5-4和后挡板3-5固定，后挡板3-5和支撑壳3-7相固定、支撑壳3-7和前挡板3-1相固定，因此递送运动控制夹持模块3整体旋
转，从而管丝1在气囊3-3-3摩擦力的带动下，管丝1做以自身轴线为轴的旋转运动。
97.本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。
98.本发明未述及之处适用于现有技术。