[发明专利]一种初始角度可调的三维控弯机械臂

权利要求书

1.一种初始角度可调的三维控弯机械臂，包括：远端工具、近端控制器及位于远端工具及近端控制器之间的传输系统；其中所述近端控制器的三维运动通过传输系统传输至所述远端工具，使得所述远端工具重现所述近端控制器的三维运动；其特征在于，所述远端工具包括具有近端和远端的杆部及远端执行器，所述杆部远端为可三维弯曲的柔性段；所述传输系统包括至少一组钢丝，所述钢丝的近端与近端控制器连接，所述一组钢丝的远端在第一方向上固定在杆部远端的相对侧；所述近端控制器的倾斜运动带动所述一组钢丝发生相对运动，进而带动所述杆部远端及远端执行器在与所述第一方向对应的方向上弯曲；所述钢丝的近端设置钢丝紧固调整件，用于调整每根钢丝的张紧度，从而对杆部远端的初始角度进行调整。

2.根据权利要求1所述的初始角度可调的三维控弯机械臂，所述传输系统包括两组钢丝，每组所述钢丝的近端通过一个枢转连接件与所述近端控制器连接，一组钢丝的远端延伸并在所述第一方向上固定在杆部远端的相对侧，另一组钢丝在与所述第一方向垂直的第二方向上相对设置在杆部远端的相对侧；所述近端控制器的倾斜运动带动所述枢转连接件旋转，进而带动与该所述枢转连接件连接的一组钢丝的相对运动，使得一组钢丝控制杆部远端在第一方向、或第二方向上弯曲；当两个枢转连接件均发生倾斜运动时，两组钢丝均发生相对运动，最终杆部远端受两个弯曲力的共同作用而在第一方向和第二方向之间的方向上弯曲。

3.根据权利要求2所述的初始角度可调的三维控弯机械臂，所述传输系统包括固定框架，其中近端控制器与所述固定框架的近端连接，所述远端工具与所述固定框架的远端连接；所述枢转连接件包括与所述近端控制器连接并旋转固定在固定框架上的转盘、与转盘枢转连接的钢丝固定臂，所述钢丝固定臂通过转动件上的枢转轴与转动件连接；所述钢丝的近端固定连接在钢丝固定臂的近端；近端控制器的三维运动带动转盘发生旋转，转盘的旋转带动与之相连的两个钢丝固定臂跟着旋转，固定在一对钢丝固定臂近端的一对钢丝的近端发生相对运动，进而带动所述杆部远端发生弯曲。

4.根据权利要求3所述的初始角度可调的三维控弯机械臂，所述钢丝紧固调整件包括位于钢丝固定臂近端的调整螺母及紧固螺钉，紧固螺钉松开时可通过旋转所述调整螺母调整钢丝的张紧度，调整完毕后再次锁紧紧固螺钉将钢丝锁紧。

5.根据权利要求3或4所述的初始角度可调的三维控弯机械臂，所述钢丝固定臂上设置沿着其纵轴的滑动槽，固定穿线块穿过所述滑动槽与固定框架固定连接，所述固定穿线块中设置供所述钢丝滑动穿过的槽；所述转动件包括与所述固定框架枢转连接的连接件；所述钢丝穿过固定穿线块中的槽。

6.根据权利要求5所述的初始角度可调的三维控弯机械臂，所述固定框架通过至少两个铰链带与近端控制器连接，其中铰链带的第一端固定连接在所述近端控制器的前端，所述铰链带的第二端与所述枢转连接件连接。

7.根据权利要求6所述的初始角度可调的三维控弯机械臂，所述铰链带的数量为两个，所述两个铰链带的第一端彼此正交地固定在所述近端控制器的前端。

8.根据权利要求6或7所述的初始角度可调的三维控弯机械臂，所述铰链带为长条片状，具有上表面、下表面及纵轴，所述纵轴及垂直于其上下表面的方向确定的平面为卷曲平面，所述铰链带在所述卷曲平面内的任意方向上可弯曲，在非卷曲平面内的方向是刚性的，使得所述铰链带与近端控制器前端相连的第一端在非卷曲平面内的方向上的任何倾斜运动可传递至第二端使得所述第二端进行相应的倾斜运动，铰链带的第二端的倾斜运动带动与该铰链带相连的所述枢转连接件枢转，所述枢转连接件的枢转带动与其相连的两个钢丝产生相对运动，使得所述远端工具发生相应的弯曲。

9.根据权利要求6所述的初始角度可调的三维控弯机械臂，所述机械臂近端的旋转角度与其远端的旋转角度成比例，该比例位于0.1至10之间。

10.根据权利要求8所述的初始角度可调的三维控弯机械臂，

所述比例为3。