[实用新型]一种耦合运动链的连续体机构及手术工具

说明书

本实用新型涉及医疗器械领域，公开一种耦合运动链的连续体机构及手术工具。其包括：连续体机构和运动链，连续体机构包括基盘、止盘和结构骨，结构骨与止盘固定连接并贯穿基盘。运动链与止盘和基盘连接，其有至少两个旋转轴线彼此垂直且旋转轴线均与连续体机构的延伸方向垂直的旋转副。所述手术工具包括上述连续体机构。本实用新型提供的耦合运动链的连续体机构及手术工具，具有灵活弯曲能力的同时，提高了连续体机构绕轴向的抗扭能力，提升了负载能力和运动精确性，降低了手术操作难度，延长了手术工具的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种耦合运动链的连续体机构及手术工具。

背景技术

传统的刚性手术器械多为细长的杆状结构，其末端设置有手术执行器，杆状结构通过多杆件串联铰接，采用钢丝绳拉力驱动，使手术器械在铰接关节处实现弯转，由于存在复杂的手眼协同操作需求，传统的刚性手术器械存在灵活度有限、工作范围较小等缺点，限制了其推广应用。随着手术机器人系统的研究和开发，目前开始采用柔性机械臂取代传统的刚性手术器械，极大地提高了手术器械的自由度和柔性，增加了器械运动的灵活性。

现有的柔性机械臂通过驱动丝与驱动机构耦接，使柔性机械臂产生对应的弯曲变形，从而产生期望的运动。但是，现有的柔性机械臂普通存在刚性不足、负载能力较低的问题。由于柔性机械臂具有弹性且极易弯曲，使得柔性机械臂绕着轴向的抗扭能力较差。当柔性机械臂受到外部负载时，容易产生绕着轴向的扭转，导致柔性机械臂失去运动的精确性，同时，柔性机械臂的扭转运动容易造成柔性机械臂发生弯折或损坏，降低手术器械的使用寿命。

实用新型内容

基于以上问题，本实用新型的目的在于提供一种耦合运动链的连续体机构及手术工具，提高抗扭性能，延长使用寿命。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：耦合运动链的连续体机构包括：连续体机构和运动链；

所述连续体机构包括基盘、止盘和结构骨；

所述基盘和所述止盘间隔设置；

所述结构骨的远端与所述止盘固定连接，所述结构骨的近端贯穿所述基盘；

所述运动链的远端和近端分别与所述止盘和所述基盘连接；

所述运动链包括至少两个旋转轴线彼此垂直的旋转副，各所述旋转副的旋转轴线与所述连续体机构的延伸方向垂直；

采用上述配置，从而使运动链本身不具有绕着轴线方向的旋转能力，因而限制约束连续体机构绕轴线的旋转能力，且不影响连续体的弯曲运动。

作为本实用新型的连续体机构的优选方案，所述运动链还包括至少一个移动副，所述移动副被设置成能沿所述连续体机构的延伸方向移动；

设置移动副，从而进一步增加运动链的在弯曲运动时的自由度。

作为本实用新型的连续体机构的优选方案，所述运动链包括：依次连接的第一旋转副、第二旋转副、第三旋转副和第四旋转副，第一旋转副的近端与基盘连接，第四旋转副的远端与止盘连接，第一旋转副和第二旋转副的旋转轴线彼此垂直，第三旋转副和第四旋转副的旋转轴线彼此垂直；

设置多个旋转副，从而增加运动链在弯曲运动时的自由度，避免因运动链影响连续体机构的弯曲运动。

作为本实用新型的连续体机构的优选方案，所述运动链包括：第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和第六连杆；

所述第一连杆近端和所述基盘固定连接，所述第一连杆远端和所述第二连杆近端通过转轴铰接，形成所述第一旋转副，所述第二连杆远端和所述第三连杆近端通过转轴铰接，形成所述第二旋转副，所述第一旋转副和所述第二旋转副的旋转轴线彼此垂直；