[发明专利]一种刚度可控鞘管及其调控方法和手术机器人

权利要求书

1.一种刚度可控鞘管，其特征在于，包括：

鞘管，其包括依次连接的头部段、过渡段、主体段以及尾部段，其中所述鞘管包括具有供活检器械工具通入的中空通道的内层管和套设在所述内层管外的外层管，所述头部段的内层管和外层管之间设置有相变层，所述过渡段、主体段以及尾部段的内层管和外层管紧密贴合；

鞘管调控模块，其包括连接于所述相变层的刚度调控单元和连接于所述头部段的调弯装置，所述刚度调控单元用于调控所述相变层的相变状态以实时调节所述头部段的刚度；所述调弯装置包括调弯丝和连接于所述调弯丝的长度调节组件，所述调弯丝的一端连接于所述长度调节组件，另一端贯穿所述鞘管的主体段和过渡段地连接于所述头部段，所述长度调节组件用于调节所述调弯丝在所述鞘管内的长度，从而经由所述调弯丝带动所述头部段发生角度弯曲，实现所述鞘管的调弯功能。

2.根据权利要求1所述的刚度可控鞘管，其特征在于，所述长度调节组件包括支撑座、设置在所述支撑座上的导向轴、可滑动地设置于所述导向轴的导向滑块以及联动于所述导向滑块的丝杠电机，其中所述导向滑块连接于所述调弯丝，所述丝杠电机用于驱动所述导向滑块沿所述导向轴滑动，从而改变所述调弯丝在所述鞘管内的长度。

3.根据权利要求2所述的刚度可控鞘管，其特征在于，所述长度调节组件还包括连接于所述导向滑块和所述丝杠电机的转轴的导向滑块支架，所述导向滑块支架具有与所述导向滑块相适配的支撑部和延伸自所述支撑部的联动部，所述支撑部和所述导向滑块可滑动地设置在所述导向轴上，所述丝杠电机的转轴连接于所述联动部。

4.根据权利要求3所述的刚度可控鞘管，其特征在于，所述支撑座为两个，两个所述支撑座分别支撑于所述导向轴的两端；所述长度调节组件还包括用于支撑所述丝杠电机的电机支架。

5.根据权利要求1所述的刚度可控鞘管，其特征在于，所述刚度调控单元包括加热回路、测量回路以及电连接于所述加热回路和所述测量回路的控制器，所述加热回路和所述测量回路均连接于所述相变层，所述相变层为填充在所述内层管和所述外层管之间的低熔点合金，所述加热回路包括螺旋缠绕在所述内层管外的加热丝和电连接于所述加热丝与所述控制器的驱动器，所述测量回路包括连接于所述低熔点合金的测量丝和电连接于所述测量丝与所述控制器的电阻采集装置，所述控制器用于基于所述电阻采集装置采集到的电阻值，经由所述驱动器调控所述加热丝的电流值，从而实时调节所述低熔点合金的相变状态。

6.根据权利要求5所述的刚度可控鞘管，其特征在于，所述鞘管包括用于容置所述调弯丝的拉线腔室、用于容置所述加热丝的加热丝腔室以及用于容置所述测量丝的测量丝腔室；所述调弯丝设置于所述拉线腔室，且一端打结后，通过薄垫片固定在所述头部段；所述拉线腔室、所述加热丝腔室以及所述测量丝腔室相互独立；所述拉线腔室自所述头部段贯穿延伸至所述主体段；所述加热丝腔室以及所述测量丝腔室均自所述过渡段贯穿延伸至所述尾部段。

7.根据权利要求5所述的刚度可控鞘管，其特征在于，所述低熔点合金采用铋基共晶合金；

和/或，所述测量丝为铜丝、金丝或银丝；

和/或，所述加热丝采用直径为0.04mm～0.06mm的漆包铜丝，所述测量丝采用头端裸露的直径为0.08～0.1mm的漆包铜丝。

8.根据权利要求1所述的刚度可控鞘管，其特征在于，所述调弯丝为高分子LCP丝，直径为0.15mm～0.18mm；所述鞘管的内层管均采用聚四氟乙烯材料；所述头部段的长度为25～30mm，其外层管采用邵氏硬度为20D的Pebax弹性体材料；所述过渡段的长度为5～10mm，其外层管采用邵氏硬度为40D的Pebax弹性体材料；所述主体段的长度为50～55mm，其外层管采用硬度为60D的Pebax弹性体材料；所述尾部段的外层管采用硬度为60D的Pebax弹性体材料。