[发明专利]单气体驱动的柔性微创手术操作臂及制备方法

权利要求书

1.一种单气体驱动的柔性微创手术操作臂，其特征在于，包含至少一节密封的柔性驱动器，其中，该柔性驱动器包括支撑骨架、刚度调节层，所述支撑骨架由一个硅橡胶管连接两端的基座构成；所述刚度调节层由内外两层硅橡胶筒体夹一层纤维组成，其中内层硅橡胶筒体包裹住支撑骨架，筒体外侧沿轴向设有多个周向的纤维束缚定位槽、及周向均布的至少三个轴向的单元纤维定位槽，每个单元纤维定位槽中均设有Jamming纤维条，每个纤维束缚定位槽内设一根束缚纤维，各单元纤维定位槽的一端设有真空管定位槽并安装有一根与该单元纤维定位槽连通的真空管；所述外层硅橡胶筒体套在设有Jamming纤维条及束缚纤维的内层硅橡胶筒体外周，两端设有密封卡箍，并用扎带紧固。

2.如权利要求1所述的单气体驱动的柔性微创手术操作臂，其特征在于，所述Jamming纤维条由多个尼龙纤维帘自下而上错层粘接在单元纤维定位槽内。

3.如权利要求2所述的单气体驱动的柔性微创手术操作臂，其特征在于，所述每个尼龙纤维帘是用一条胶带将多根尼龙纤维粘接成梳状束。

4.如权利要求1所述的单气体驱动的柔性微创手术操作臂，其特征在于，所述单元纤维定位槽周向均布四个，每个定位槽所占内部硅橡胶筒体的圆心角度为10°。

5.一种单气体驱动的柔性微创手术操作臂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)在一根硅橡胶管两端装配基座形成支撑骨架，每个基座中心均开有取样孔与硅橡胶管连通，其中底部基座上还开有驱动气体的入口；

(2)利用模具浇注内层硅橡胶筒体，使之筒体外侧沿轴向形成多个周向的纤维束缚定位槽、及周向均布至少三个轴向的单元纤维定位槽，各单元纤维定位槽的一端均开有一轴向真空管定位槽，并安装有一根与该单元纤维定位槽连通的真空管；

(3)将步骤(2)所得硅橡胶筒体套在步骤(1)的支撑骨架外周，该内层硅橡胶筒体与支撑骨架间形成与驱动气体入口连通的腔体；

(4)在每个单元纤维定位槽上粘贴Jamming纤维条，再在每个纤维束缚定位槽上缠上一根束缚纤维，然后套上外层硅橡胶管，并在两端套上密封卡箍，用扎带将密封卡箍紧固。

6.如权利要求5所述的单气体驱动的柔性微创手术操作臂的制备方法，其特征在于，所述Jamming纤维条由多个尼龙纤维帘自下而上错层粘接在单元纤维定位槽内。

7.如权利要求6所述的单气体驱动的柔性微创手术操作臂的制备方法，其特征在于，所述每个尼龙纤维帘是用一条胶带将多根尼龙纤维粘接成梳状束。

8.如权利要求5所述的单气体驱动的柔性微创手术操作臂的制备方法，其特征在于，所述单元纤维定位槽周向均布四个，每个定位槽所占内部硅橡胶筒体的圆心角度为10°。

9.如权利要求5所述的单气体驱动的柔性微创手术操作臂的制备方法，其特征在于，所述内、外层硅橡胶筒体采用超软硅橡胶Ecoflex0010，AB组分1:1混合调配，并加入纳米铜离子混合均匀，在室温下固化24小时后脱模制成。