[发明专利]一种用于介入手术的绳驱动可重构导管机器人

摘要

本发明公开了一种用于介入手术的绳驱动可重构导管机器人，包含介入导管、连接管、固定盘、绳索导向模块和动力模块，其中介入导管包含N个依次相连的导管弯曲单元，N为大于等于2的自然数；导管弯曲单元包含阳接头、镍钛合金心管、硅胶鞘管、阴接头、以及第一至第三驱动绳索；所述绳索导向模块包含导向盘和3N个导向单元；所述动力模块包含3N个均匀分布在导向盘外的固定盘上、和3N个导向单元一一对应的动力单元。本发明采用绳驱动方式，有利于简化弯曲单元的结构，便于后续结构的微型化；能够精确控制导管运动，降低操作难度，提高了介入手术的成功率与精确度，减少患者痛苦。

主权项

1.一种用于介入手术的绳驱动可重构导管机器人，其特征在于，包含介入导管、连接管、固定盘、绳索导向模块和动力模块；其中介入导管包含N个依次相连的导管弯曲单元，N为大于等于2的自然数；所述导管弯曲单元包含阳接头、镍钛合金心管、硅胶鞘管、阴接头、以及第一至第三驱动绳索，其中，所述阳接头、阴接头为相互配对的快插接头，所述镍钛合金心管的两端分别和所述阳接头、阴接头固连；所述硅胶鞘管包在所述镍钛合金心管外、和所述镍钛合金心管固连；导管弯曲单元设有贯穿所述阳接头、硅胶鞘管、阴接头且和镍钛合金心管轴线平行的第一至第三通道，且第一至第三通道和镍钛合金心管轴线形成的平面之间的夹角为120°；所述第一至第三驱动绳索均采用柔性材料制成，能够自由弯曲但不能伸缩；第一至第三驱动绳索分别对应设置在所述第一至第三通道中，且第一至第三绳索的一端均和所述阳接头固连；所述导管弯曲单元的阴接头和其相邻导管弯曲单元的阳接头连接使得二者固连；所述N个导管弯曲单元的第一至第三通道均对应相联通，形成介入导管的第一至第三合成通道；且介入导管的一端为第一个导管弯曲单元的阳接头、另一端为第N个导管弯曲单元的阴接头；所述固定盘为圆形；所述绳索导向模块包含导向盘和3N个导向单元，所述导向盘呈圆环状，所述3N个导向单元周向均匀设置在导向盘的一面上；所述导向盘的另一面固定在所述固定盘上、和所述固定盘同轴设置；所述导向单元包含均包含滑轮支架和至少一个滑轮，其中，所述滑轮支架固定在所述导向盘上；所述滑轮均设置在所述滑轮支架上、能够在所述滑轮支架上自由转动；所述连接管为两端开口的空心管，其一端和所述固定盘远离导向盘一面的中心垂直固连、和所述固定盘同轴设置；所述固定盘中心设有通孔、通孔的直径小于所述连接管外壁的直径；所述介入导管第N个导管弯曲单元的阴接头的外壁和所述连接管的另一端的内壁固连、使得介入导管和连接管同轴设置；所述动力模块包含3N个均匀分布在导向盘外的固定盘上、和3N个导向单元一一对应的动力单元；所述动力单元包含伺服电机、电机支架、联轴器、线轴和轴承；其中，所述伺服电机通过电机支架固定在所述固定盘上，其输出轴和所述联轴器的一端固连；所述线轴一端和所述联轴器的另一端固连、另一端通过轴承和所述固定盘相连；所述N个导管弯曲单元的第一至第三驱动绳索、3N个导向单元、3N个动力单元一一对应，N个导管弯曲单元的第一至第三驱动绳索分别从介入导管的第一至第三合成通道穿过固定盘中心的通孔后、通过3N个导向单元上的滑轮变向进而和3N个动力单元的线轴一一对应固连。