[实用新型]一种三维控弯的机械臂

说明书

本申请涉及一种三维控弯的机械臂，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；所述三维控弯的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。所述三维控弯的机械臂采用机械式控弯，机械臂近端的三维运动直接映射到远端的三维运动，只需单手操作，手感反馈强，操作简单，结构简单、紧凑，无需电源和通信网络，成本低。并且本申请的三维控弯的机械臂远端工具的控弯操作顺畅、转动稳定、定位精确快速，可旋转角度大，可灵活地调节远端进行三维旋转弯曲。

技术领域

本申请涉及一种三维控弯的机械臂，具体地，涉及一种可将近端的三维运动传递至位于远端的远端工具，使得所述远端工具进行与近端三维运动相应的三维运动。

背景技术

随着医学、控制及计算机技术的发展，微创外科手术的应用越来越广泛，这种手术创口小，恢复快，受到广大医生及患者的欢迎。目前微创外科手术器械主要包括机器人辅助的微创外科手术系统，例如达芬奇手术机器人，手术机器人利用计算机、大数据处理等智能技术，将主机器人的操作的数据传送到从机器人，从机器人接收到数据后转换为与主机器人的操作对应的操作，从而实现在机器远端模仿人进行准确而精密的手术操作，机器远端定位灵活，并可以由医生远程进行手术。但手术机器人需要对数据进行复杂的处理和传输，极大程度依靠网络进行数据传输，成本高，而且医生操作时没有手感反馈，需要经过专门培训。

现有技术中也有机械式的微创手术器械，通常包括一个较长的杆部，穿过患者皮肤，杆部的近端连接手柄，远端连接工具端，手柄与工具端之间连接有钢丝绳，医生通过操作手柄，通过钢丝绳控制远端工具的弯曲。这种机械式的微创手术器械，或称之为机械臂，相对于手术机器人成本低很多，操作时具有手感反馈，操作者基本不需要专门培训，上手快。但现有技术中的机械式微创手术器械对远端的调整角度单一，仅能在单一方向或两个方向上调整，无法进行多维度连续调整。有些机械臂为了实现远端的多维度调节，需要配置复杂的钢丝绳、滑轮或齿轮等，在调整时各部件容易互相影响导致远端工具发生卡顿、调整不到位等现象。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有独特结构设计的三维控弯的机械臂，可顺畅地调整远端工具的角度，实现360°旋转弯曲。

根据本申请，提供一种三维控弯的机械臂，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。

进一步，所述三维控弯的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。

优选地，所述比例为1、2、3，更优选地为3，即三维控弯的机械臂近端旋转10°，远端在对应的方向上旋转30°。

在一个实施方式中，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枢转连接在固定框架上。

进一步，所述远端工具包括具有近端和远端的杆部及远端执行器，所述杆部近端固定在固定框架上，杆部远端与所述远端执行器连接，所述杆部远端为可三维弯曲的柔性段。

进一步，铰链带的数量为两个，可以设置三个、四个或更多个。

优选地，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，例如，其中一个铰链带安装在近端控制器的远端上侧，另一个铰链带布置在近端控制器的远端的左侧或右侧。