[發明專利]一種基于單一動力源的模塊化靈巧操作臂

有效

• 申請號: 202110672729.3
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113303911B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 楊克己;崔露航;王云江;肖璇;胡鑫奔;朱永堅
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種基于單一動力源的模塊化靈巧操作臂，其特征在于，包括N段完全相同的子節段，每個子節段包括外部彎管組件、傳動組件和內部彎管驅動組件三部分；

所述外部彎管組件包括固定外管(2)、外管連接套Ⅰ(3)、柔性外管(4)、外管連接套Ⅱ(1)和驅動鎳鈦絲(5)；

所述固定外管(2)為不可彎曲的套筒結構，其管壁上開有兩側對稱的滑槽，滑槽一端延伸到固定外管(2)的端面；所述外管連接套Ⅰ(3)為套筒結構，其一端設軸肩與固定外管(2)相連，另一端與柔性外管(4)相連；所述柔性外管(4)為單向可彎曲的套筒結構，其兩端設軸肩分別與外管連接套Ⅰ(3)和上一節段的外管連接套Ⅱ(1)相連，柔性外管(4)管壁內有沿圓周均布的通孔，通孔分左右兩組，用于安裝所述驅動鎳鈦絲(5)；所述驅動鎳鈦絲(5)為具有超彈性的鎳鈦合金絲；所述外管連接套Ⅱ(1)為內部設軸肩的套筒結構，其兩端分別連接固定外管(2)和下一節段的柔性外管(4)；

所述傳動組件包括螺紋管(6)、螺紋滑環(7)和擋環(8)；

所述螺紋管(6)為外部設有螺紋的空心套筒結構；所述螺紋滑環(7)為內部設有螺紋的空心套環結構，與所述螺紋管(6)通過螺紋副相連，所述螺紋滑環(7)兩側設有耳部，耳部在所述固定外管(2)的滑槽內滑動，所述螺紋滑環(7)側壁設有卡口用于固定所述驅動鎳鈦絲(5)；所述擋環(8)分布于所述螺紋管(6)兩端，用于將傳動組件與固定外管(2)相連；

所述內部彎管驅動組件包括柔性內管(14)、內管連接套Ⅰ(13)、支撐桿(12)、膨脹管(11)、內管連接套Ⅱ(9)和溫控鎳鈦絲(10)；

所述柔性內管(14)由多節可相互間擺動的鉸接結構組成，其兩端分別與內管連接套Ⅰ(13)和上一節段的內管連接套Ⅱ(9)相連；所述支撐桿(12)為金屬桿狀結構，表面光滑，兩端分別與內管連接套Ⅰ(13)和內管連接套Ⅱ(9)相連，所述膨脹管(11)為彈性材料制成的鼓狀結構，所述膨脹管(11)未膨脹時不與所述螺紋管(6)內壁接觸；所述膨脹管(11)膨脹時能夠與所述螺紋管(6)內壁接觸，并能夠通過摩擦力帶動所述螺紋管(6)轉動；

所述膨脹管(11)一端固定在所述支撐桿(12)上，另一端為自由端，在所述溫控鎳鈦絲(10)的作用下伸縮；所述溫控鎳鈦絲(10)為受溫度控制的記憶合金，以S型的方式纏繞在所述膨脹管(11)的側壁中。

2.根據權利要求1所述的一種基于單一動力源的模塊化靈巧操作臂，其特征在于，所述柔性外管(4)兩側開有對向間隔分布的槽口，用于提高柔性外管(4)的彎曲性能。

3.根據權利要求1所述的一種基于單一動力源的模塊化靈巧操作臂，其特征在于，所述驅動鎳鈦絲(5)一端固定于柔性外管(4)，另一端固定于螺紋滑環(7)，螺紋滑環(7)的轉動帶動驅動鎳鈦絲(5)的伸縮，從而實現柔性外管(4)的彎曲。

4.根據權利要求1所述的一種基于單一動力源的模塊化靈巧操作臂，其特征在于，所述膨脹管(11)一端與所述支撐桿(12)過盈連接，另一端相對支撐桿(12)滑動。