[發明專利]一種混合柔性結構的連續體機構及醫療應用

在審

• 申請號: 202210344772.1
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114795480A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 鄧震;鄭曉春;何炳蔚;羅宏熠;黃金寶;鄭艇
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 賈耀淇

1.一種混合柔性結構的連續體機構，其特征在于，包括柔性結構(2)，所述柔性結構(2)一端固定連接有手術夾爪(1)，所述柔性結構(2)另一端固定連接有剛性臂體(3)，所述剛性臂體(3)遠離所述柔性結構(2)的一端固定連接有機器人支架(5)，所述機器人支架(5)內部設有驅動模塊(4)，所述驅動模塊(4)與所述柔性結構(2)傳動連接；

所述柔性結構(2)包括一端與所述手術夾爪(1)固定連接的第一柔性結構(21)，所述第一柔性結構(21)另一端固定連接有卡扣結構，所述卡扣結構遠離所述第一柔性結構(21)的一端固定連接有第二柔性結構(22)，所述第二柔性結構(22)遠離所述第一柔性結構(21)的一端固定連接有所述卡扣結構，所述第二柔性結構(22)上的所述卡扣結構與所述剛性臂體(3)固定連接；所述第二柔性結構(22)的剛度大于所述第一柔性結構(21)的剛度。

2.根據權利要求1所述的一種混合柔性結構的連續體機構，其特征在于，所述卡扣結構包括第一卡扣結構(211)和第二卡扣結構(221)，所述第一卡扣結構(211)包括環形板(2111)，所述環形板(2111)一側固定連接有兩個第一弧形凸起(2113)、兩個第二弧形凸起(2114)，兩個所述第一弧形凸起(2113)對稱設置，兩個所述第二弧形凸起(2114)對稱設置，所述第一弧形凸起(2113)、第二弧形凸起(2114)呈90°分布；所述環形板(2111)上開設有若干第一過孔(2112)；

所述第二卡扣結構(221)包括圓形外殼(2211)，所述圓形外殼(2211)外側壁開設有兩個第二弧形凹槽(2214)，所述圓形外殼(2211)內側壁開設有兩個第一弧形凹槽(2213)，兩個所述第一弧形凹槽(2213)對稱設置，兩個所述第二弧形凹槽(2214)對稱設置，所述第一弧形凹槽(2213)、第二弧形凹槽(2214)呈90°分布，所述圓形外殼(2211)側壁沿軸向開設有若干第二過孔(2212)，所述第二過孔(2212)數量與所述第一過孔(2112)數量相匹配，所述第一弧形凸起(2113)與所述第二弧形凹槽(2214)相匹配，所述第二弧形凸起(2114)與所述第一弧形凹槽(2213)相匹配。

3.根據權利要求1所述的一種混合柔性結構的連續體機構，其特征在于，所述驅動模塊(4)包括固定連接在所述機器人支架(5)內部的夾爪驅動組件(43)和若干彎曲驅動組件(42)，所述彎曲驅動組件(42)傳動連接有牽引繩滑輪(422)，所述牽引繩滑輪(422)固定連接有至少兩個牽引繩(41)的一端，兩個所述牽引繩(41)纏繞在所述牽引繩滑輪(422)上，每個所述牽引繩滑輪(422)上的兩個所述牽引繩(41)纏繞方向相反，其中兩個所述彎曲驅動組件(42)上的所述牽引繩(41)另一端穿過所述剛性臂體(3)與所述第一柔性結構(21)上的所述卡扣結構固定連接連接，另外兩個所述彎曲驅動組件(42)上的所述牽引繩(41)另一端穿過所述第一柔性結構(21)上的所述卡扣結構與所述第一柔性結構(21)端部固定連接，每一個所述彎曲驅動組件(42)控制所述柔性結構(2)的一個自由度。

4.根據權利要求3所述的一種混合柔性結構的連續體機構，其特征在于，所述夾爪驅動組件(43)傳動連接有舵機臂(432)，所述舵機臂(432)端部固定連接有鋼絲(44)的一端，所述鋼絲(44)的另外一端與所述手術夾爪(1)的驅動端固定連接，依靠夾爪驅動組件(43)帶動所述舵機臂(432)轉動，進而控制所述鋼絲(44)的移動以完成手術夾爪(1)的閉合與展開。

5.根據權利要求4所述的一種混合柔性結構的連續體機構，其特征在于，所述剛性臂體(3)包括剛性導桿(31)，所述剛性導桿(31)中心開設有功能通道(311)，所述剛性導桿(31)側壁沿軸向開設有若干牽引繩通道(312)；所述剛性導桿(31)一端與所述機器人支架(5)固定連接，所述剛性導桿(31)另一端與剛性臂體(3)上的所述卡扣結構固定連接。

6.根據權利要求1所述的一種混合柔性結構的連續體機構，其特征在于，所述第一柔性結構(21)為雙螺旋結構連續體，所述第二柔性結構(22)為三螺旋結構連續體。