CN113017838A - 柔性机械臂及手术设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性机械臂及手术设备。本发明实施例中的柔性机械臂，包括执行末端、进给组件和柔性臂。夹持机构能够进行夹持，进给组件包括第一连接件与第二连接件，第一连接件能够相对第二连接件移动，对夹持的粘膜等部位进行提拉动作。柔性臂至少能够向两个方向弯曲，因此执行末端可以灵活地调整自身姿态。本发明实施例中的柔性机械臂适用于内镜下粘膜切割手术等外科手术，能够降低医生的操作难度，提升手术效率，减少手术所需的时间。本发明实施例中的手术设备包括上述的柔性机械臂。

Description

柔性机械臂及手术设备

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种柔性机械臂及手术设备。

背景技术

传统的内镜下粘膜切割手术(ESD手术)是由消化科医生在消化内镜的帮助下完成对病变粘膜的切割手术。目前，内窥镜的柔性机械臂存在自由度不足的缺点。内窥镜的灵活性低，增加了医生在手术中的操作难度，延长了手术的时间。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种柔性机械臂，能够提升柔性机械臂操作的灵活性。

本发明还提出一种包括上述柔性机械臂的手术设备。

根据本发明第一方面的实施例中的柔性机械臂，包括：

执行末端，所述执行末端包括夹持机构，所述执行末端连接有第一驱动绳，所述第一驱动绳用于带动所述夹持机构进行夹持动作；

进给组件，所述进给组件包括第一连接件与第二连接件，所述执行末端与所述第一连接件连接，所述第一连接件能够相对所述第二连接件移动，所述第一连接件连接有第二驱动绳，所述第二驱动绳用于带动所述第一连接件相对所述第二连接件移动；

柔性臂，连接于所述第二连接件，所述柔性臂至少能够向两个方向弯曲。

根据本发明实施例的柔性机械臂，至少具有如下有益效果：第一连接件能够相对第二连接件移动，柔性臂能够至少沿两个方向弯曲，夹持机构能够进行夹持，至少具有四个自由度，具有良好的灵活性。

根据本发明的一些实施例，所述第一连接件与所述执行末端转动连接，且所述第一驱动绳能够带动述所述执行末端绕所述第一驱动绳的轴线旋转。

根据本发明的一些实施例，所述柔性机械臂还包括第一套管和第二套管，所述第二驱动绳的内部中空形成第一驱动绳通道，所述第一套管套设于所述第一驱动绳上，所述第一套管穿设于所述第一驱动绳通道之中，所述进给组件、所述柔性臂的内部均中空并连通形成第二驱动绳通道，所述第二套管套设于所述第二驱动绳上，所述第二套管穿设于所述第二驱动绳通道之中。

根据本发明的一些实施例，所述执行末端还包括拉杆与安装座，所述安装座与所述第一驱动绳连接，所述夹持机构包括夹持钳和两根连杆，所述安装座设置有安装槽，所述夹持钳与安装座连接，所述连杆与所述拉杆位于所述安装槽中，两根所述连杆连接于所述拉杆与所述夹持钳之间，两根所述连杆的一端分别与所述夹持钳的两个钳刀铰接，两根所述连杆的另一端与所述拉杆铰接，所述拉杆与所述第一驱动绳连接。

根据本发明的一些实施例，所述第一连接件设置有滑动槽，所述第二连接件包括两个滑动部，两个所述滑动部与所述滑动槽的槽壁滑动接触。

根据本发明的一些实施例，所述第一连接件设置有第一限位槽，所述第一限位槽连通于所述滑动槽，所述第一限位槽的宽度大于所述滑动槽的宽度，所述第二驱动绳用于连接第一连接件的一端连接有限位块，所述限位块位于所述第一限位槽中，所述限位块的宽度大于所述滑动槽的宽度。

根据本发明的一些实施例，所述柔性臂包括：

第一臂段，所述第一臂段与所述第二连接件连接；

第二臂段，所述第二臂段与所述第一臂段连接；

第三驱动绳，所述第一臂段能够在所述第三驱动绳的带动下沿第一方向弯曲；

第四驱动绳，所述第二臂段能够在所述第四驱动绳的带动下沿第二方向弯曲，所述第一方向与所述第二方向垂直；

关节连接件，所述第一臂段和所述第二臂段分别连接于所述关节连接件的两端。

根据本发明的一些实施例，所述第一臂段、所述第二臂段分别包括多个沿轴向排布的骨节，所述骨节沿轴向的一端设置有两个对称的第一凸台，所述骨节沿轴向的另一端对应于所述第一凸台的位置设置有第一凹槽；相邻所述骨节之间具有间隙，所述骨节的所述第一凸台容纳于相邻的所述骨节的所述第一凹槽中，并与所述第一凹槽的槽壁贴合，所述第一臂段的所述骨节的两个所述第一凸台之间的连线与所述第二方向一致，所述第二臂段的所述骨节的两个所述第一凸台之间的连线与所述第一方向一致。

根据本发明的一些实施例，所述骨节设置有中心套管过孔和多个第一通孔，所述第二驱动绳穿设于所述中心套管过孔之中，所述第三驱动绳和所述第四驱动绳穿设于所述第一通孔中。

根据本发明的一些实施例，所述第一臂段的一端的所述骨节连接于所述第二连接件，所述第三驱动绳连接于所述第二连接件，所述第二臂段的一端的所述骨节连接于所述关节连接件，所述第四驱动绳连接于所述关节连接件或所述第二连接件。

根据本发明的一些实施例，所述第二连接件上设置有固定槽和第二通孔，所述固定槽位于所述第二凹槽的两侧，所述第二通孔与所述固定槽连通，所述第三驱动绳穿设于所述第二通孔之中，并固定在所述固定槽中。

根据本发明的一些实施例，所述关节连接件包括第三连接件与第四连接件，所述第三连接件与所述第二臂段连接，所述第四连接件与所述第一臂段连接，所述第三连接件与所述第四连接件连接。

根据本发明的一些实施例，所述第四连接件设置有连接孔，所述第三连接件包括多个第二凸台，所述第二凸台设置于所述连接孔中，所述第二凸台的一侧表面与所述连接孔的内壁贴合，所述第四连接件包括多个限位凸台部，所述第三连接件上设置有多个第二限位槽，所述限位凸台部容纳于所述第二限位槽中，所述限位凸台部与所述第二限位槽的槽壁贴合，所述第三连接件和所述第四连接件对应设置有供所述第三驱动绳穿过的通孔。

根据本发明的一些实施例，所述第二臂段还包括第五连接件，所述第五连接件位于远离所述第一臂段的一端，所述第五连接件开设有供所述第一驱动绳、所述第二驱动绳、所述第三驱动绳和所述第四驱动绳分穿设的穿绳孔。

根据本发明的一些实施例，关节连接件包括第三连接件与第四连接件，所述第三连接件与所述第二臂段连接，所述第四连接件与所述第一臂段连接，所述第三连接件设置有连接凹槽，所述第二臂段与所述第三连接件连接的一端的所述骨节的第一凸台容纳于所述连接凹槽之中，所述第一凸台与所述连接凹槽的槽壁贴合，所述第四连接件设置有连接凸台，所述第一臂段与所述第四连接件连接的一端的所述骨节的第一凹槽容纳于所述连接凸台之中，所述连接凸台与所述第一凹槽的槽壁贴合，所述第三连接件与所述第四连接件连接。

根据本发明的一些实施例，所述第四连接件设置有连接孔，所述第三连接件包括多个所述第二凸台，所述第二凸台设置于所述连接孔中，所述第二凸台的一侧表面与所述连接孔的内壁贴合，所述第四连接件包括多个限位凸台部，所述第三连接件上设置有多个第二限位槽，所述限位凸台部容纳于所述第二限位槽中，所述限位凸台部与所述第二限位槽的槽壁贴合。

根据本发明的一些实施例，所述第二臂段还包括第五连接件，所述第五连接件与所述第二臂段远离所述第一臂段的一端的所述骨节连接，所述第五连接件与所述骨节之间具有间隙，第五连接件与所述第五连接件开设有供所述第一驱动绳、所述第二驱动绳、所述第三驱动绳和所述第四驱动绳穿设的穿绳孔。

根据本发明的一些实施例，所述第五连接件的包括第三曲面部，所述第三曲面部上设置有两个对称第三凸台，所述第三曲面部的凹陷方向与所述第二曲面部的凹陷方向相反，所述第三凸台容纳于远离所述第一臂段一端的所述骨节的所述第一凹槽之中，所述第三凸台的一端与所述第一凹槽的槽壁贴合。

根据本发明的一些实施例，所述柔性机械臂还包括柔性管，所述第五连接件相对所述第一臂段的远端还设置有连接部，所述柔性管套设于所述连接部上，所述第一驱动绳、所述第二驱动绳、所述第三驱动绳和所述第四驱动绳自所述穿线孔穿出所述第五连接件的部分设置于所述柔性管的管腔中。

根据本发明的一些实施例，所述第五连接件设置有多个限位通孔，所述第三驱动绳穿设于所述限位通孔之中，所述第三驱动绳在所述限位通孔远离所述骨节的一侧的位置所述穿绳孔包括多个限位通孔，所述第三驱动绳和所述第四驱动绳分别穿设于所述限位通孔之中，所述第三驱动绳和所述第四驱动绳在所述限位通孔远离所述骨节的一端套设有弹簧管。

根据本发明第二方面实施例的手术设备，包括驱动机构和本发明第一方面任一实施例中所述的柔性机械臂，所述驱动机构连接于所述第一驱动绳、所述第二驱动绳和所述柔性臂。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一实施例中的柔性机械臂的示意图；

图2为本发明图1实施例中的柔性机械臂的部分结构示意图；

图3为本发明图1实施例中的柔性机械臂的夹持机构的示意图；

图4为本发明图1实施例中的柔性机械臂的部分结构的示意图；

图5为本发明图1实施例中的柔性机械臂的第一连接件的示意图；

图6为本发明图1实施例中的柔性机械臂的第二连接件的示意图；

图7本发明图1实施例中的柔性机械臂的骨节的示意图；

图8为本发明图1实施例中的柔性机械臂的第三连接件的示意图；

图9为本发明图1实施例中的柔性机械臂的第四连接件的示意图；

图10为本发明图1实施例中的柔性机械臂的第五连接件的示意图。

附图标记：

执行末端100，拉杆110，安装座120，安装槽121，夹持钳130，连杆140，进给组件200，第一连接件210，第一限位槽211，限位块212，滑动槽213，第一套管过孔214，第二连接件220，第二套管过孔221，滑动部222，第二凹槽223，固定槽224，第二通孔225，第一臂段300，骨节310，第一曲面部311，第一凸台312，第二曲面部313，第一凹槽314，第一通孔315，中心套管过孔316，第四连接件320，第五套管过孔321，连接孔322，第五通孔323，限位凸台部324，连接凸台325，第二臂段400，第三通孔415，第三套管过孔416，第三连接件420，连接凹槽421，第四套管过孔422，第四通孔423，第二凸台424，第二限位槽425，第五连接件430，第六套管过孔431，限位通孔432，第三凸台433，连接部434，第三曲面部435，第一驱动绳500，第一套管510，第二驱动绳600，第二套管610，第三驱动绳700，弹簧管710，第四驱动绳720，关节连接件800，柔性臂900。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1和图2，本发明的实施例中提出了一种柔性机械臂，包括执行末端100、进给组件200和柔性臂900。执行末端100包括夹持机构，执行末端100连接有第一驱动绳500，第一驱动绳500用于带动夹持机构进行夹持动作。进给组件200包括第一连接件210与第二连接件220，执行末端100与第一连接件210连接，第一连接件210与第二连接件220连接，且第一连接件210能够相对第二连接件220移动，第一连接件210连接有第二驱动绳600，第二驱动绳600用于带动第一连接件210相对第二连接件220移动。柔性臂900连接于第二连接件220，柔性臂900至少能够向两个方向弯曲。

其中，夹持机构可以是具有夹持功能的镊子、钳子等结构。本申请实施例中的驱动绳是具有一定的柔性，并能够在驱动件的带动下沿轴线方向移动和绕轴线方向旋转的绳状或丝状结构。驱动绳可以由具有一定柔性的钢合金材料制成，且驱动绳能够传递驱动件的拉力或者推力。例如，驱动件为气缸，气缸推动或拉动驱动绳，驱动绳也能相应地推动与拉动其连接的机械结构。驱动件为电机，电机带动驱动绳转动，驱动绳也能够带动与驱动绳连接的机械机构也能发生相应转动。本申请实施例中的驱动件包括但不限于各类电机、气缸和液压缸等元件。可以理解的是，驱动绳具有一定的柔性，因此能够在外力作用下发生一定程度的弯曲变形。

柔性臂900可以是由多个零件铰接组成的关节机构，通过铰接转动实现弯曲，例如各类蛇骨机构。关节机构通过不同方向的铰接，以实现不同方向的弯曲。例如，柔性900包括三个臂段，每个臂段均为蛇骨机构，但三个臂段中的蛇骨所能够弯曲的方向各不相同，从而柔性臂900能够整体向三个方向弯曲。

第一连接件210与第二连接件220可以通过滑动连接的方式连接，以使第一连接件210 能够相对第二连接件220移动。例如：第一连接件210内设置滑轨，第二连接件220设置滑槽，滑轨在滑槽中滑动，第一连接件210与第二连接件220之间发生相对移动。第一连接件210与第二连接件220也可以通过螺纹连接，例如：第一连接件210的内部中空并设置内螺纹，第二连接件220的外表面设置有外螺纹，通过转动第一连接件210或第二连接件220，第一连接件210与第二连接件220之间发生相对移动。第一连接件210与第二连接件220之间发生相对移动，能够改变与第一连接件210连接的执行末端100所在的位置，延长或缩短柔性机械臂。

本发明实施例中的柔性机械臂，第一连接件210能够相对第二连接件220移动，柔性臂 900至少能够向两个方向弯曲，夹持机构能够进行夹持，柔性机械臂至少具有四个自由度，具有良好的灵活性。本发明实施例中的柔性机械臂适用于内镜下粘膜切割手术等外科手术，夹持机构能够进行夹持后，第一连接件210能够相对第二连接件220移动，对夹持的粘膜等部位进行提拉动作。柔性臂900能够弯曲，因此可以灵活地调整执行末端100的位置，降低医生的操作难度，提升手术效率，减少手术所需的时间。

在本发明的一些实施例中，第一连接件210与执行末端100转动连接，且第一驱动绳500 能够带动述执行末端100绕第一驱动绳500的轴线旋转。驱动件能够带动第一驱动绳500绕轴线旋转，且第一连接件210与执行末端100转动连接，从而与第一驱动绳500连接的执行末端100也会发生相应的旋转。随执行末端100的旋转，执行末端100上的夹持机构可以从不同角度进行夹持，增加了执行末端100的灵活性，更方便调整执行末端100上的夹持机构的夹持角度。

参照图1，在本发明的一些实施例中，柔性机械臂还包括第一套管510和第二套管610，第二驱动绳600的内部中空形成第一驱动绳500通道，第一套管510套设于第一驱动绳500 上，第一套管510穿设于第一驱动绳500通道之中，进给组件200、柔性臂900的内部均中空并连通形成第二驱动绳600通道，第二套管610套设于第二驱动绳600上，第二套管610 穿设于第二驱动绳600通道之中。第二驱动绳600套设于第一驱动绳500外，节省了柔性机械臂所占用的空间，简化柔性机械臂的结构。第一套管510、第二套管610分别对第一驱动绳500、第二驱动绳600具有保护作用，并防止与柔性机械臂的其他部件发生干涉。

参照图3和图4，在本发明的一些实施例中，执行末端100还包括拉杆110与安装座120，安装座120与第一驱动绳500连接，夹持机构包括夹持钳130和两根连杆140，安装座120设置有安装槽121，夹持钳130与安装座120连接，连杆140与拉杆110位于安装槽121中，两根连杆140连接于拉杆110与夹持钳130之间，两根连杆140的一端分别与夹持钳130的两个钳刀铰接，两根连杆140的另一端与拉杆110铰接，拉杆110与第一驱动绳500连接。通过第一驱动绳500拉动拉杆110，拉杆110带动连杆140，连杆140带动夹持钳130的钳刀进行夹持，结构简单，易于实现。在本发明的一些实施例中，拉杆110为T型拉杆，T型拉杆能够被宽度小于T型拉杆宽度的孔或槽等结构抵持住，因此可以通过将第一驱动绳500 设置在一个宽度小于T型拉杆宽度的孔或槽之中，使T型拉杆被抵持住，使夹持钳130夹持时更稳定。

参照图5和图6，在本发明的一些实施例中，第一连接件210设置有滑动槽213第二连接件220包括两个滑动部222，两个滑动部222与滑动槽213的槽壁滑动接触。第二驱动绳600带动滑动部222在滑动槽213中滑动，从而改变第一连接件210与第二连接件220之间的相对位置。例如，参照图1、图5和图6，第二驱动绳600带动滑动部222在滑动槽213 中向前滑动，整个柔性机械臂的长度增加，执行末端100可以达到更远的位置。第二驱动绳 600带动滑动部222在滑动槽213中向后滑动，整个柔性机械臂的长度减少，执行末端100 能够带动夹持机构进行提拉动作。

其中，第二驱动绳600的设置方式可以是第一连接件210设置有第一套管过孔214，第二连接件220设置有第二套管过孔221，第一驱动绳500穿设于第一套管过孔214之中，第二驱动绳600穿设于第二套管过孔221之中，从而第一驱动绳500、第二驱动绳600可以从柔性机械臂的内部带动柔性机械臂运动，减少了柔性机械臂的尺寸，更适宜柔性机械臂在狭小空间内操作。

参照图1和图5，在本发明的一些实施例中，第一连接件210设置有第一限位槽211，第一限位槽211连通于滑动槽213，第一限位槽211的宽度大于滑动槽213的宽度，第二驱动绳600连接第一连接件210的一端连接有限位块212，限位块212位于第一限位槽211中，限位块212的宽度大于滑动槽213的宽度。限位块212增加了第二驱动绳600与第一连接件 210之间的受力面，防止第二驱动绳600被拉断。此外，限位块212在限位槽中，由于限位块212的宽度大于滑动槽213的宽度，限位块212无法进入滑动槽213中，并被滑动槽213 一端的槽壁抵持住，从而第二驱动件可以往靠近第二连接件220的方向拉动第一连接件210。

在本发明的一些实施例中，柔性臂900包括第一臂段300、第二臂段400、第三驱动绳 700和第四驱动绳720和关节连接件800，第一臂段300与第二连接件220连接；第二臂段400与第一臂段300连接；第一臂段300能够在第三驱动绳700的带动下沿第一方向弯曲；第二臂段400能够在第四驱动绳720的带动下沿第二方向弯曲，第一方向与第二方向垂直；第一臂段300和第二臂段400分别连接于关节连接件800的两端。

参照图2，第一方向为图2所示左右方向，第二方向为图2所示上下方向，执行末端100、第一臂段300和第二臂段400沿前后方向依次设置，因此，第一臂段300或第二臂段400发生弯曲后，执行末端100的位置也会朝相应的方向相对摆动。执行末端100能够沿相互垂直的两个方向摆动，通过调节第三驱动绳700和第四驱动绳720的牵引能够调节执行末端100 在两个方向的摆动幅度，从而能够达到的位置更多，提高柔性机械部的灵活性。第一臂段300、第二臂段400可以是由多个零件铰接组成的关节机构，通过铰接转动实现弯曲，例如各类蛇骨机构。

参照图2和参照图7，在本发明的一些实施例中，第一臂段300、第二臂段400分别包括多个沿轴向排布的骨节310，骨节310沿轴向的一端设置有两个对称的第一凸台312，骨节310沿轴向的另一端于第一凸台312的对应位置设置有第一凹槽314。相邻骨节310之间具有间隙，从而为相邻骨节提供相对转动的空间，以使第一臂段300和第二臂段400整体弯曲。

第一臂段300的骨节310的两个第一凸台312之间的连线与第二方向一致，第二臂段400 的骨节310的两个第一凸台312之间的连线与第一方向一致。例如，参照图2和图7，第一方向为上下方向，第二方向为左右方向，第一臂段300的骨节310的两个第一凸台312沿上下方向设置，第三驱动绳700穿设于骨节的上下两侧中，并连接于第一臂段300前端的骨节或执行末端100。第二臂段400的骨节310的两个第一凸台312沿左右方向设置，第四驱动绳720穿设于骨节310的左右两侧中，并连接于第二臂段400前端的骨节310或关节连接件800。因此通过第三驱动绳700的牵引，第一臂段300的骨节310能够向左右方向倾斜，从而使第一臂段300沿左右方向弯曲。通过第四驱动绳720的牵引，第二臂段400的骨节310 能够向上下方向倾斜，从而使第二臂段400沿上下方向弯曲。由此，第一臂段300与第二臂段400的弯曲方向相互垂直。相邻的两个骨节310设置为：一个骨节310的第一凸台312容纳于另外一个骨节310的第一凹槽314中，第一凸台312的一端与另外一个骨节310的第一凹槽314的槽壁贴合。

参照图1和图7，骨节310包括第一曲面部311与第二曲面部313，第一曲面部311与第二曲面部313分别位于骨节310的两端，第一曲面部311设置有两个对称的第一凸台312，第二曲面部313于第一凸台312的相对位置设置有第一凹槽314，第一曲面部311自第一凸台312的两侧向骨节的中间凹陷形成曲面，第二曲面部313自第一凹槽314的两侧向骨节的中间凹陷形成曲面，从而第一曲面部311与第二曲面部313的凹陷方向相反。在相邻的两个骨节310之中，后一个骨节310的第一曲面部311的凹陷方向与前一个骨节310的第二曲面部313的凹陷方向相反，从而相邻的两个骨节310之间具有间隙，且两个骨节310之间通过第一凸台312与第一凹槽314连接。

第一凸台312的一侧的第三驱动绳700在驱动件的驱动下能够进行前推或回拉，相邻的两个骨节310之间具有间隙，从而与该第三驱动绳700连接的骨节310会向的该侧倾斜，并将拉力或推力传递到下一个骨节上，从而下一个骨节也会向该侧倾斜，最终第一臂段300中的关节整体向第三驱动绳700施加外力的一侧弯曲。

参照图1和图7，柔性机械臂设置了两根第三驱动绳700和两根第四驱动绳720，其中的两根第三驱动绳700依次穿过第二臂段400和第一臂段300的第一凸台312，拉动这两根第三驱动绳700中的其中一条，第二臂段400就会向该条第三驱动绳700所在的一侧弯曲；另外的两根第四驱动绳720依次穿过第二臂段400上的第一凸台312和第一臂段300，拉动这两根第四驱动绳720中的其中一条，第一臂段300就会向该条第三驱动绳700所在的一侧弯曲。第三驱动绳700拉回的距离越长，第一臂段300弯曲程度越大；第四驱动绳720拉回的距离越长，第二臂段400弯曲程度越大。多个骨节310组成的第一臂段300、第二臂段400，通过相邻的两个骨节310之间的间隙配合，能够实现小幅度弯曲，相对铰接等其他弯曲方式，更加灵活，更适用于狭小空间内操作。

在本发明的一些实施例中，骨节310设置有中心套管过孔316和多个第一通孔315，第二驱动绳600穿设于中心套管过孔316之中，第三驱动绳700和第四驱动绳720穿设于第一通孔315中。从而第二驱动绳600、第三驱动绳700和第四驱动绳720可以从柔性机械臂的内部带动柔性机械臂运动，减少了柔性机械臂的尺寸，更适宜柔性机械臂在狭小空间内操作。

在本发明的一些实施例中，第一臂段300的一端的骨节310连接于第二连接件220，第三驱动绳700连接于第二连接件220，第二臂段400的一端的骨节310连接于关节连接件800，第四驱动绳720连接于关节连接件800或第二连接件220。

第三驱动绳700连接于第二连接件220，例如，参照图6，第二连接件220与骨节310的连接的一端上设置有第二凹槽223、固定槽224和第二通孔225，第二凹槽223的两侧向第二连接件220的另一端凹陷形成曲面，第一臂段300一端的骨节310的第一凸台312容纳于第二凹槽223之中，第一凸台312的一端与第二凹槽223的槽壁贴合，固定槽224位于第二凹槽223的两侧，第二通孔225与固定槽224连通，第三驱动绳700穿设于第二通孔225 之中，并固定在固定槽224中。第二凹槽223的两侧向第二连接件220的另一端凹陷形成曲面，第一凸台312的两侧向骨节的中间凹陷形成曲面，骨节310与第二连接件220之间存在间隙，从而第二连接件220也能够在第三驱动绳700的带动下发生倾斜。

第四驱动绳720连接于关节连接件800或第二连接件220可以采用与上述第三驱动绳 700连接于第二连接件220同样的设置方式。其中，第三驱动绳700与第四驱动绳720均连接于第二连接件220上，第四驱动绳720的推力或拉力最先作用于第一臂段300，更利于柔性臂900整体弯曲。

参照图1，在本发明的一些实施例中，关节连接件800的两端均为曲面，且关节连接件 800与所连接的骨节310之间具有间隙，从而关节连接件800也能在第三驱动绳700或第四驱动绳720的带动下发生倾斜，以使整个柔性机械臂发生整体弯曲。

参照图1和图8，在本发明的一些实施例中，关节连接件800包括第三连接件420和第四连接件320，第三连接件420与第一臂段300连接，第四连接件320与第一臂段300连接，第三连接件420与第四连接件320连接。第一臂段300、第二臂段400分别连接第四连接件320与第三连接件420，在通过第三连接件420与第四连接件320连接，更便于第一臂段300、第二臂段400的分别装配。

在本发明的一些实施例中，第三连接件420设置有连接凹槽421第二臂段400一端的骨节310的第一凸台312容纳于连接凹槽421之中，第一凸台312与连接凹槽421的槽壁贴合，从而该骨节310可以被连接凹槽421的槽壁的抵持住，骨节310固定在连接凹槽421之中。本发明的一些实施例中的第三连接件420还设置了第四套管过孔422和第四通孔423，第二驱动绳600穿设于第四套管过孔422之中，第三驱动绳700和第四驱动绳720穿设于第四通孔423之中，以减少柔性机械臂的尺寸，更适宜柔性机械臂在狭小空间内操作。

第四连接件320设置有连接凸台325，第一臂段300与第四连接件320连接的一端的骨节310的第一凹槽314容纳于连接凸台325之中，连接凸台325与第一凹槽314的槽壁贴合，第三连接件420与第四连接件320连接。第一臂段300能够相对第四连接件320发生倾斜，第二臂段400能够相对第三连接件420发生倾斜，并且第一臂段300与第四连接件320之间、第二臂段400与第三连接件420之间无焊接、螺栓等连接结构，具有良好的柔性，从而能够适应柔性机械臂整体发生弯曲。

在本发明的一些实施例中，第四连接件320设置有第五套管过孔321和第五通孔323，第二驱动绳600穿设于第五套管过孔321之中，第三驱动绳700和第四驱动绳720穿设于第五通孔323之中，以减少柔性机械臂的尺寸，更适宜柔性机械臂在狭小空间内操作。

参照图1、图8和图9，在本发明的一些实施例中，第三连接件420包括多个第二凸台424，第二凸台424设置于连接孔322中，第二凸台424的一侧表面与连接孔322的内壁贴合，第四连接件320包括多个限位凸台部324，第三连接件420上设置有多个第二限位槽425，限位凸台部324容纳于第二限位槽425中，限位凸台部324与第二限位槽425的槽壁贴合。

其中，第二凸台424的一侧表面与连接孔322的内壁贴合，限位凸台部324与第二限位槽425的槽壁贴合，从而第三连接件420与第四连接件320相互抵持而连接在一起，并且彼此之间无焊接、螺栓等连接结构，具有一定的柔性，能够适应第一臂段300或第二臂段400的弯曲。

在本发明的一些实施例中，第二臂段400还包括第五连接件430，第五连接件430与第二臂段400远离第一臂段300的一端的骨节310连接，第五连接件430与骨节310之间具有间隙。例如，参照图1和图10，第五连接件430包括第三曲面部435，第五连接件430的一端设置有两个对称第三凸台433，第三凸台433的两侧向第五连接件430的另一端凹陷形成曲面，第三凸台433容纳于远离第一臂段300一端的骨节310的第一凹槽314之中，第三凸台433的一端与第一凹槽314的槽壁贴合。第三曲面部435的凹陷方向与第二曲面部313的凹陷方向相反，从而第五连接件430与骨节310之间具有间隙，从而与第五连接件430连接的骨节310能够在向第三驱动绳700施加外力的一侧倾斜。

在本发明的一些实施例中，第五连接件430开设有供第一驱动绳500、第二驱动绳600、第三驱动绳700和第四驱动绳720穿设的穿绳孔，穿绳孔包括第六套管过孔431、多个限位通孔432，第二驱动绳600穿设于第六套管过孔431之中，第三驱动绳700和第四驱动绳720穿设于限位通孔432之中，以减少柔性机械臂的尺寸，更适宜柔性机械臂在狭小空间内操作。具体实施时，第六套管过孔431开设于第五连接件430的中部，第六套管过孔431的周围开设有四个限位通孔432，四个限位通孔432分别开设于第五连接件430的对应于第三凸台433 和第一凹槽314的位置，以便第三驱动绳700和第四驱动绳720穿设。

在本发明的一些实施例中，柔性机械臂还包括柔性管(图中未示出)，第五连接件430 相对第一臂段300的远端还设置有连接部434，连接部434位于相对第三凸台433所在端的另一端，柔性管套设于连接部434上，第一驱动绳500、第二驱动绳600、第三驱动绳700 和第四驱动绳720设置于柔性管的管腔中。柔性管为具有一定的柔性，能够弯曲的管道结构。柔性管可以是由具有柔性的塑料材料或合金材料制成。柔性管能够防止第一驱动绳500、第二驱动绳600、第三驱动绳700和第四驱动绳720与外部接触。

在本发明的一些实施例中，连接部434设置有多个接触槽，柔性管与连接部434通过接触槽与连接部434连接。柔性管与连接部434通过接触槽与连接部434连接的连接方式可以是旋接、卡接等方式。

参照图2，在本发明的一些实施例中，第三驱动绳700在限位通孔432远离骨节310的一侧的位置套设有弹簧管710。弹簧管710增加了第三驱动绳700的在限位通孔432一侧的宽度，弹簧管710具有弹性，限位通孔432一侧的第三驱动绳700进入限位通孔432后，弹簧管710被压缩，抵持在第五连接件430上，能够防止第三驱动绳700继续进入限位通孔432，从而对第三驱动绳700具有的限位作用。

本发明实施例还提供一种手术设备，包括驱动机构和上述任一实施例的柔性机械臂，驱动机构连接于第一驱动绳500、第二驱动绳600和柔性臂900，从而驱动第一驱动绳500带动执行末端100进行夹持，驱动第二驱动绳600带动第一连接件210相对第二连接件220移动，实现执行末端100的进给运动，以及，驱动柔性臂进行弯曲运动，实现执行末端100的摆动。由此，能够灵活调整执行末端100的位置，以适应不同的夹持需求。在一些实施例中，驱动机构还可驱动第一驱动绳500带动执行末端100绕第一驱动绳的轴线旋转，从而能够灵活调整夹持机构的夹持角度，进一步提操作的高灵活性。

本发明实施例的柔性机械臂和具有该柔性机械臂的手术设备适用于内镜下粘膜切割手术等外科手术，能够辅助操作，降低医生的操作难度，提升手术效率，从而减少手术所需的时间。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (13)

1.柔性机械臂，其特征在于，包括：

执行末端，所述执行末端包括夹持机构，所述执行末端连接有第一驱动绳，所述第一驱动绳用于带动所述夹持机构进行夹持动作；

进给组件，所述进给组件包括第一连接件与第二连接件，所述执行末端与所述第一连接件连接，所述第一连接件能够相对所述第二连接件移动，所述第一连接件连接有第二驱动绳，所述第二驱动绳用于带动所述第一连接件相对所述第二连接件移动；

柔性臂，连接于所述第二连接件，所述柔性臂至少能够向两个方向弯曲。

2.根据权利要求1所述的柔性机械臂，其特征在于，所述第一连接件与所述执行末端转动连接，且所述第一驱动绳能够带动述所述执行末端绕所述第一驱动绳的轴线旋转。

3.根据权利要求1所述的柔性机械臂，其特征在于，所述柔性机械臂还包括第一套管和第二套管，所述第二驱动绳的内部中空形成第一驱动绳通道，所述第一套管套设于所述第一驱动绳上，所述第一套管穿设于所述第一驱动绳通道之中，所述进给组件、所述柔性臂的内部均中空并连通形成第二驱动绳通道，所述第二套管套设于所述第二驱动绳上，所述第二套管穿设于所述第二驱动绳通道之中。

4.根据权利要求1所述的柔性机械臂，其特征在于，所述第一连接件设置有滑动槽，所述第二连接件包括两个滑动部，两个所述滑动部与所述滑动槽的槽壁滑动接触。

5.根据权利要求4所述的柔性机械臂，其特征在于，所述第一连接件设置有第一限位槽，所述第一限位槽连通于所述滑动槽，所述第一限位槽的宽度大于所述滑动槽的宽度，所述第二驱动绳用于连接第一连接件的一端连接有限位块，所述限位块位于所述第一限位槽中，所述限位块的宽度大于所述滑动槽的宽度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的柔性机械臂，其特征在于，所述柔性臂包括：

第一臂段，所述第一臂段与所述第二连接件连接；

第二臂段，所述第二臂段与所述第一臂段连接；

第三驱动绳，所述第一臂段能够在所述第三驱动绳的带动下沿第一方向弯曲；

第四驱动绳，所述第二臂段能够在所述第四驱动绳的带动下沿第二方向弯曲，所述第一方向与所述第二方向垂直；

关节连接件，所述第一臂段和所述第二臂段分别连接于所述关节连接件的两端。

7.根据权利要求6所述的柔性机械臂，其特征在于，所述第一臂段、所述第二臂段分别包括多个沿轴向排布的骨节，所述骨节沿轴向的一端设置有两个对称的第一凸台，所述骨节沿轴向的另一端对应于所述第一凸台的位置设置有第一凹槽；相邻所述骨节之间具有间隙，所述骨节的所述第一凸台容纳于相邻的所述骨节的所述第一凹槽中，并与所述第一凹槽的槽壁贴合，所述第一臂段的所述骨节的两个所述第一凸台之间的连线与所述第二方向一致，所述第二臂段的所述骨节的两个所述第一凸台之间的连线与所述第一方向一致。

8.根据权利要求7所述的柔性机械臂，其特征在于，所述第一臂段的一端的所述骨节连接于所述第二连接件，所述第三驱动绳连接于所述第二连接件，所述第二臂段的一端的所述骨节连接于所述关节连接件，所述第四驱动绳连接于所述关节连接件或所述第二连接件。

9.根据权利要求7所述的柔性机械臂，其特征在于，所述关节连接件包括第三连接件与第四连接件，所述第三连接件与所述第二臂段连接，所述第四连接件与所述第一臂段连接，所述第三连接件与所述第四连接件连接。

10.根据权利要求9所述的柔性机械臂，其特征在于，所述第四连接件设置有连接孔，所述第三连接件包括多个第二凸台，所述第二凸台设置于所述连接孔中，所述第二凸台的一侧表面与所述连接孔的内壁贴合，所述第四连接件包括多个限位凸台部，所述第三连接件上设置有多个第二限位槽，所述限位凸台部容纳于所述第二限位槽中，所述限位凸台部与所述第二限位槽的槽壁贴合，所述第三连接件和所述第四连接件对应设置有供所述第三驱动绳穿过的通孔。

11.根据权利要求7所述的柔性机械臂，其特征在于，所述第二臂段还包括第五连接件，所述第五连接件与所述第二臂段远离所述第一臂段的一端的所述骨节连接，所述第五连接件与所述骨节之间具有间隙，所述第五连接件开设有供所述第一驱动绳、所述第二驱动绳、所述第三驱动绳和所述第四驱动绳穿设的穿绳孔。

12.根据权利要求11所述的柔性机械臂，其特征在于，所述穿绳孔包括多个限位通孔，所述第三驱动绳和所述第四驱动绳分别穿设于所述限位通孔之中，所述第三驱动绳和所述第四驱动绳在所述限位通孔远离所述骨节的一端套设有弹簧管。

13.手术设备，其特征在于，包括驱动机构和权利要求1至12中的任一项所述的柔性机械臂，所述驱动机构连接于所述第一驱动绳、所述第二驱动绳和所述柔性臂。

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