[发明专利]连续体机器人

说明书

本发明涉及一种医疗器械，特别是涉及一种微创手术用连续体机器人。本发明的目的是提供一种相比同心管和线驱动连续体机器人具有更强的变形能力、更高的定位和追踪精度的连续体机器人，具体包括至少一个连续体基本单元据执行器连接单元，每个所述连续体基本单元包括两个单元节段及中间盘，每个连续体基本单元的两个单元节段相对旋转90°安装，每个所述单元节段包括静平台、动平台，每个所述单元节段的所述静平台、所述动平台相互平行，每个所述单元节段的所述静平台、所述动平台之间适于相对转动，一个所述单元节段的所述动平台和相邻单元节段的所述静平台之间适于相对转动，所述执行器连接单元与最末端的所述连续体基本单元的所述动平台相连接。

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，特别是涉及一种微创手术用连续体机器人。

背景技术

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜及内窥镜等现代医疗器械及相关设备进行的产生微小创伤的手术。相较于传统手术，微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快的优点。随着医疗相关领域技术的迅猛发展，手术微创化成为外科临床手术中的重要发展阶段，手术机器人越来越多地应用于人体腔道和脏器的微创手术中。传统的手术机器人多为刚性结构，体型较大且不能跟踪非线性病灶位置，在与身体腔脏器官、血管、敏感组织接触时，容易造成损伤。与传统刚性手术器械和手术机器人相比较，柔性手术机器人因其具有体型紧凑、灵活柔顺且能主动控制等特性，越来越多地应用于微创手术中。同心管机器人和线驱动机器人是柔性手术机器人中的典型代表。同心管机器人一般由一组预弯曲的高弹性同心管相互嵌套而成，每一个同心管都具有平移和旋转两个自由度。相互嵌套在一起的同心管，因为平移和旋转量的不同，可以形成不同的恒曲率曲线段；线驱动机器人一般是由多个微小的中空关节顺序连接而成，每个关节四周打孔穿线，通过线绳的拉力可以在前一个关节末端有规律地运动，多个关节的运动组合形成固定的曲线形状。因此，同心管机器人和线驱动可以完成器官中三维曲线的跟踪任务，并且具有主动控制和一定的变形能力，同心管机器人和线驱动机器人已经被提出可以应用于神经外科手术、泌尿手术和心内手术。

但是，同心管机器人需要由多个预弯曲的同心管相互嵌套而成，而同心管的预弯曲曲率会因时间和使用发生变化，且同心管的旋转自由度存在不稳定性的缺陷。线驱动机器人则存在的形状变化单一，曲线适应性差，尺寸相对较大的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种相比同心管和线驱动连续体机器人具有更强的变形能力、更高的定位和追踪精度的连续体机器人。

为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：

本发明连续体机器人，包括至少一个连续体基本单元据执行器连接单元，每个所述连续体基本单元包括两个单元节段及中间盘，每个连续体基本单元的两个单元节段相对旋转90°安装，每个所述单元节段包括静平台、动平台，每个所述单元节段的所述静平台、所述动平台之间通过柔性铰链相连接，每个所述单元节段的所述静平台、所述动平台相互平行，每个所述单元节段的所述静平台、所述动平台之间适于相对转动，一个所述单元节段的所述动平台和相邻单元节段的所述静平台分别连接于所述中间盘的两侧，一个所述单元节段的所述动平台和相邻单元节段的所述静平台之间适于相对转动，所述执行器连接单元用于安装微创手术用末端执行器，所述执行器连接单元与最末端的所述连续体基本单元的所述动平台相连接。

本发明连续体机器人，其中所述中间盘包括外环、内环、止推环、定位柱，所述定位柱设置于所述外环的朝向所述动平台的一侧面上，所述定位柱设置有至少两个，所述静平台包括静平台基盘、所述静平台基盘的中心开设有安装孔，所述安装孔与所述内环过盈配合使所述静平台与所述中间盘相连接，所述动平台包括动平台基盘、辅助定位环，所述辅助定位环连接于所述动平台基盘一侧面的中心处，所述动平台基盘的中心处开设有通孔，所述辅助定位环位于所述通孔的外围，所述动平台基盘上靠近边缘处开设有至少两个定位孔，各所述定位柱分别穿过一个各所述定位孔使所述动平台与所述中间盘的所述外环相连接。