[发明专利]一种面向微创手术的变刚度机器人及工作方法

权利要求书

1.一种面向微创手术的变刚度机器人，其特征在于，包括：

机械臂：前端与固定在底板的机械臂支座连接，包括柔性管、多个关节及四组绳线，相邻关节球面接触，柔性管穿过所有关节，与关节的通孔采用过盈配合连接，所有关节中穿过所有绳线，绳线沿与关节同心设置的圆周均匀分布，一组内的两根绳线布置在所述圆周直径的两端，绳线一端端部与机械臂末端的关节固定连接，另一端穿过机械臂支座；

弯曲机构：包括设置在底板的多个能够转动的转盘，一组内的两根绳线穿过机械臂支座后固定连接同一个转盘，转盘转动能够收起一根绳线的同时释放另一根绳线；

刚性杆：能够伸入或伸出柔性管，改变机械臂的刚度；

所述刚性杆与固定在底板的第二驱动机构连接，第二驱动机构能够驱动刚性杆伸入或伸出柔性管；刚性杆能够伸入机械臂的柔性管中，使部分柔性管管段无法弯曲，为机械臂的工作提供了刚性支撑。

2.如权利要求1所述的一种面向微创手术的变刚度机器人，其特征在于，所述底板固定有第一驱动机构，所述第一驱动机构与转盘连接，第一驱动机构能够驱动转盘的转动。

3.如权利要求2所述的一种面向微创手术的变刚度机器人，其特征在于，所述第一驱动机构采用舵机，舵机的输出轴与转盘连接。

4.如权利要求1所述的一种面向微创手术的变刚度机器人，其特征在于，所述第二驱动机构包括与底板固定连接的第一电机，第一电机的输出轴连接第一丝杠，第一丝杠连接有第一丝杠滑块，第一丝杠滑块与刚性杆固定连接。

5.如权利要求1所述的一种面向微创手术的变刚度机器人，其特征在于，所述关节一侧端面设有凸台，凸台具有球状端面，关节的另一端具有与所述球状端面相匹配的球状槽面，相邻关节的球状端面和球状槽面接触，实现相邻关节的球面接触。

6.如权利要求1所述的一种面向微创手术的变刚度机器人，其特征在于，所述底板与第三驱动机构连接，第三驱动机构能够驱动底板沿平直状态下机械臂的轴线方向运动。

7.如权利要求6所述的一种面向微创手术的变刚度机器人，其特征在于，所述第三驱动机构包括第二电机，所述第二电机与第二丝杠连接，所述第二丝杠连接有第二丝杠滑块，所述第二丝杠滑块与底板固定连接。

8.一种权利要求1-7任一项所述的面向微创手术的变刚度机器人的工作方法，其特征在于，转盘转动，转盘带动与其连接的一根绳线收起的同时释放另一根绳线，带动机械臂向收起绳线一侧的方向弯曲，机械臂能够在人体腔路中前进到达目的位置，刚性杆伸入或伸出柔性管，能够改变机械臂的刚度。