[发明专利]刚柔可切换内窥镜型微创手术机器人

权利要求书

1.一种刚柔可切换内窥镜型微创手术机器人，其特征在于，由硅胶软管(1)、静管(2)、动管(3)、充气堵头(4)、口F闭合器(5)、动管驱动器T2(6)、实心软管驱动器T1(7)、实心软管(8)、口F(9)、共用腔道(10)、第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)、控制器(15)、气泵(16)、气腔(17)构成，其中气动可变形段由硅胶软管(1)、静管(2)、动管(3)、实心软管(8)、气腔(17)构成；驱动段由充气堵头(4)、口F闭合器(5)、动管驱动器T2(6)、实心软管驱动器T1(7)、口F(9)、共用腔道(10)、第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)、控制器(15)、气泵(16)构成；气动可变形段从外到内依次紧扣，最外面的硅胶软管(1)与中间部位的静管(2)是固定套在一起的，它们之间没有相对位移，静管(2)和动管(3)是套在一起的，其中动管对静管来说有相对位移，实心软管(8)在动管(3)的内部，它们之间也有相对位移；充气堵头(4)和实心软管驱动器T1(7)跟实心软管(8)连着的，一个在实心软管(8)的头部端，另一个在实心软管(8)的尾部端；实心软管(8)夹在口F闭合器(5)中间；动管(3)和动管驱动器T2(6)之间是连着的；控制器(15)分别与第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)和气泵(16)连接；口F闭合器(5)和口F(9)连着的；硅胶软管(1)里面布满气腔(17)，也就是说气腔(17)在硅胶软管(1)的内部，其气腔(17)呈现出模块顺次串行连接；共用腔道(10)在实心软管(8)的内部；

控制器(15)控制部分控制气压与机械拉动装置，控制气泵(16)的启动和关闭，以及第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)的通路的切换，实现第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)的两种状态转换，使机器人正常工作；

第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)通过线圈驱动和两种状态的转换，只能开或关，开关时动作时间短，实现机器人从外界充气和向外接排气的功能；

机器人工作，机械驱动产生驱动力；动管驱动器T2(6)将所有的机械结构放入人体的内部，使全部气动可变形段的机构进入所需工作部位；实心软管驱动器T1(7)驱动充气堵头(4)使其进入到动管的底端，此时充气堵头(4)到达动管的最末端，口F闭合器(5)闭合；

同时，驱动段机械驱动结构拉动动管(3)在静管(2)中进行移动编码；编码完成后，编码的静管(2)和动管(3)气孔通气，驱动段机械控制结构开始通过电磁阀和控制器为动管(3)与实心软管(8)之间的间隙进行充放气；围绕硅胶软管(1)一圈的四个气腔(17)在不同时充气时，刚柔可切换内窥镜中间的软管会发生向没有充气的一端弯曲变形的现象，气腔软管在编码的作用下在不同的位置开始弯曲变形，使得机器人灵活性高；

气腔(17)由于充气堵头(4)的作用内部气压未发生变化，从而刚柔可切换内窥镜的弯曲变形也不会发生变化，此时的刚柔可切换内窥镜相当于刚性内窥镜；

当气动可变形段全部置于人体内部所需工作地点后，充气完成，口F闭合器(5)打开，通过驱动段机械驱动结构将实心软管(8)从动管(3)中取出，再通过机械驱动将用于医疗工作的器械放入动管中进入人体的工作地点进行工作。

2.根据权利要求1所述的刚柔可切换内窥镜型微创手术机器人，其特征在于，所述的充气堵头(4)不仅具有防止气体流通的作用，还可以防止液体流通，从而实现硅胶软管(1)形状将不会发生改变。

3.根据权利要求1所述的刚柔可切换内窥镜型微创手术机器人，其特征在于，最外层硅胶软管(1)，其弹性表面可以满足腔体的多自由度非线性运动，同时静管(2)和动管(3)的编码实现了外部硅胶软管多方向变形和多自由度运动，且运动轨迹可以确定，精度高。

4.根据权利要求1所述的刚柔可切换内窥镜型微创手术机器人，其特征在于，所述的硅胶软管(1)头部内还可以加用特殊光谱的CCD或内窥纤维镜检测装置提供新的诊疗图像信息，可用图像处理技术获得病变组织的特殊图像，还可通过电讯手段进行远程会诊。