[发明专利]主-从柔性机器人内窥镜系统

说明书

一种柔性机器人内窥镜从系统，包括内窥镜主体和从所述主体延伸的柔性细长轴，至少一个腱驱动的机器人内窥镜仪器可插入到所述柔性细长轴中；坞站，所述内窥镜主体与所述坞站可释放地对接；以及平移机构，用于当所述内窥镜主体对接时选择性地在所述柔性细长轴内纵向移动所述内窥镜器械。平移机构可以携带和选择性地替换通过腱驱动每个机器人内窥镜仪器的致动器。机器人仪器运动的至少一个自由度(DOF)由一对致动器和相应的一对腱控制。致动接合结构将致动器可释放地联接到用于驱动每个内窥镜仪器的适配器结构。腱预张力可以在可编程控制下自动发生。没有腱卷曲结构的滚动接头可以用于机器人内窥镜器械中以减少腱磨损和滚动接头空间体积。

本申请是申请日为2015年03月19日，国际申请号为PCT/SG2015/050044的国际申请，并于2016年11月17日进入中国的发明专利申请(申请号为：CN201580024954.9)的分案申请，在此通过引用将原母案申请全部内容结合到本申请中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年03月19日提交，申请号为61/955,232，名称为“主-从柔性机器人内窥镜系统”的美国临时专利申请的优先权。本申请参考引用上述申请的全部内容。

技术领域

一种主-从柔性机器人内窥镜系统的从系统包括一内窥镜本体和一自该本体延伸的柔性细长轴，至少一腱驱动机器人内窥镜仪器可插入该本体或长杆；一坞站，供内窥镜主体可释放地停驻；及一转换机构在所述内窥镜本体停驻时可操作的选择性的在纵向方将所述内窥镜仪器放入所述柔性长杆。一促动结构可释放地将电机盒制动器连接至一适配器结构以驱动每个内窥镜仪器。对于至少一些空间运动的DOF，两个制动器及两个相应的腱能控制每个DOF的仪器运动。在可编程的控制下，腱伸张能自动发生。一个没有腱卷边结构的滚动接头能被应用于机器内窥镜仪器，以减少腱磨损及滚动接头的空间体积。

背景技术

多种主-从机器人柔性内窥镜系统已提出或正在开发中。例如，国际专利申请号PCT/SG2013/000408和国际专利公开号WO 2010/138083描述的主-从机器人柔性内窥镜系统中，腱驱动机器人手臂和相应的末端执行器可插入内窥镜主体，该内窥镜主体具有自其延伸的柔性细长轴，从而使得机器人手臂和末端执行器可延伸出挠性细长轴的末端以执行内窥镜检查过程。驱动机器人手臂和它们的末端执行器的腱具有护套结构，如螺旋线圈护套。

柔性机器人内窥镜系统的组成部分，包括携带机器人手臂和相应的末端执行器，旨在用于插入人体要求尺寸最小化的柔性细长轴。遗憾的是，一些现有的柔性机器人内窥镜系统的体内导入部分具有比所需的相对于它们旨在被部署于身体内部环境更大的直径或截面面积。

在内窥镜检查过程中，由所述柔性细长轴携带的机器人手臂和末端执行器必须在任何时候都被精确地操纵以响应于外科医生产生的控制信号。柔性机器人内窥镜系统的挠性，允许柔性细长轴插入自然体孔，随后所述柔性细长轴沿着一条曲折或高度曲折路径到外科医生可以执行内窥镜检查过程的目标部位。然而，这样的灵活性本身会引起关于确保机器人手臂和它们的末端执行器在所述柔性细长轴沿着所述曲折路径延伸仍能保持精确控制的困难。更具体地说，取决于沿腱经过的路径，腱由机器人手臂和末端效应在空间操作其张力可以显著变化，导致腱松弛或腱反弹而降低机器人手臂及它们的末端执行器的一致性及高精度控制性。

因此需要一种能够克服这些问题的柔性机器人内窥镜检查系统。

发明内容