[发明专利]用于腔内介入诊疗的全方向异形弯曲连续体柔性机械臂

说明书

本发明提供了一种用于腔内介入诊疗的全方向异形弯曲连续体柔性机械臂，包括基座和多个模块化单元，多个模块化单元由下向上层设在基座上，基座和模块化单元的上端面设有若干个接触块和若干个骨架，接触块的高度低于或等于骨架的高度，基座和模块化单元的中心设有通孔，通孔的周围设有多个线孔，多个模块化单元上的线孔和基座上的至少一个线孔上下贯通用于穿入驱动丝；基座的通孔和多个模块化单元的通孔上下贯通形成中间腔道。本发明的连续体机械臂，可以逐段调节机械臂的弯曲曲率，通过较少的自由度可以较大程度的改变整个机械臂的形状，进而调整机械臂顶端的位置和姿态，从而使连续体机械臂具有好的方向定位能力。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体地，涉及一种用于腔内介入诊疗的全方向异形弯曲连续体柔性机械臂。

背景技术

现有的连续体机械臂大多不能实现全方向改变曲率的弯曲，无法实现利用较少的自由度实现尽可能大的变曲率弯曲。原因是不具有自接触结构的连续体机械臂不能改变其自身的弯曲曲率，理论上当其弯曲时具有常弯曲曲率，而且单节连续体机械臂不能实现其空间弯曲。

经过对现有技术的检索，申请号为201910323771.7的发明专利公开了一种全自由度连续体机械臂，其包括驱动组件、齿轮组件和伸缩组件，所述驱动组件包括四个驱动电机，所述四个驱动电机的输出端分别连接蜗杆轴，所述四个蜗杆轴的另一端分别通过滑动轴承连接到丝杆支座；所述齿轮组件包括分别与四个蜗杆轴相配合的齿轮，所述驱动电机驱动蜗杆轴带动齿轮转动，所述齿轮中心设有齿轮轴，所述齿轮轴两端分别通过球轴承固定在电机安装座上，所述齿轮轴的一端穿过电机安装座设有绕线辊，所述绕线辊中心设置丝杠，所述丝杠与所述绕线辊螺旋配合，所述丝杠的顶端固定在所述丝杆支座上，所述绕线辊相对于所述丝杠直线运动；所述伸缩组件包括牵引绳和弹性骨架，所述弹性骨架轴向外围设有四列导线环，所述四根牵引绳分别穿过四列导线环连接到四个绕线辊。该技术方案中连续体机械臂结构复杂、无法有效控制最大弯曲角度。

发明内容

针对现有技术中的局限性，本发明的目的是提供一种用于腔内介入诊疗的全方向异形弯曲连续体柔性机械臂。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

本发明提供一种用于腔内介入诊疗的全方向异形弯曲连续体柔性机械臂，包括基座和多个模块化单元，多个所述模块化单元由下向上设置在所述基座上，所述基座和所述模块化单元的上端面设有若干个接触块和若干个骨架，所述接触块的高度低于或等于所述骨架的高度，所述基座和所述模块化单元的中心设有通孔，所述通孔的周围设有多个线孔，通孔的直径大于线孔的直径，多个所述模块化单元上的线孔和所述基座上的至少一个线孔上下贯通用于穿入驱动丝；所述基座的通孔和多个所述模块化单元的通孔上下贯通形成中间腔道；可以提供容纳活检，消融等器械以及为形状传感器，电磁传感器提供安装的空间；

所述模块化单元包括中间圆盘和顶部圆盘；所述顶部圆盘上不设置所述接触块和骨架，所述机械臂的顶端为所述顶部圆盘，所述机械臂的底端为所述基座，所述基座与所述顶部圆盘之间为多个所述中间圆盘。

进一步地，沿所述基座至所述顶部圆盘的方向，多个所述中间圆盘分为第一中间圆盘组至第N中间圆盘组，属于同一中间圆盘组的中间圆盘具有相同数量的线孔，所述第一中间圆盘组至第N中间圆盘组中均包括M个所述中间圆盘，所述第一中间圆盘组至第N中间圆盘组中所述线孔的数量依次递减。通过配置M、N的个数以及中间圆盘的高度使连续体机械臂的长度适用于使用环境，例如，和目前商用气管镜、心脏消融导管弯曲部分长度类似。

进一步地，所述接触块和所述骨架的外侧是曲面，所述曲面半径与所述基座或所述中间圆盘的外侧曲面半径相同，所述接触块的曲面弧长大于所述骨架的曲面弧长；所述骨架向内延伸至所述通孔。所述基座上的接触块和骨架与所述基座一体成型，所述中间圆盘上的接触块和骨架与所述中间圆盘一体成型。接触块的个数和高度依据人体解剖腔道的形状来确定。