CN114305536B - 一种基于柔性链带的多自由度柔性器械 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种基于柔性链带的多自由度柔性器械，包括弯曲的连杆、手柄、链带传动部、万向转向机构、轴管、蛇形关节、前端执行装置。在外科手术过程中，可以单手仅利用手相对手腕的转动驱动前端执行装置相对轴管转动，同时可在不使胳膊相对手臂轴转动的前提下，使前端执行装置绕轴管中轴转动；此外，本发明的万向转向机构增加了锁闭功能，使前端执行装置转动后能在任意方向锁定其与轴管的夹角，锁定后可使前端执行装置在转动后的位置实施夹持或切割功能，使用本发明的手术器械因此产生了巨大的微创手术进步，减少了切口数量和轴管的运动幅度。器械的柔性和操作准确性使得微创手术中抓取、切割、缝合等动作变得更为简单。

Description

一种基于柔性链带的多自由度柔性器械

技术领域

本发明涉及外科手术器械技术领域，具体涉及驱动蛇形关节进行多自由度摆动的手术器械。

背景技术

在微创手术操作过程中，外科医生在患者体表切开2～4个5～10mm的小切口，把所需手术器械通过患者体表的微小切口插入到腹腔内部，对病灶组织器官进行切割、夹持等手术操作，该操作方式使得手术器械只能在以切口为顶点的狭小倒锥子形工作空间内运动。当前微创手术器械以手控直杆式器械为主，器械的末端执行器只具有开合自由度，无关节偏摆功能，器械操作灵活度较低，增加了手术操作的难度。

如专利CN209450614U具有以下不足：1.丝线通过拉索紧固件与关节座连接，如利用螺丝拧入球头内压紧丝线，然后丝线在安装时预紧程度不足，柔性关节的运动若导致丝线松弛，将无法实现前端执行装置的转动；2.前端执行装置的转动是通过用手捏住方向控制件，驱动方向控制件在控制部外壳的圆形缺口中拨动，使第一关节座相对控制部外壳运动的，该装置无法通过手腕的仿型操作直接控制前端执行装置的转向；3.无法限制第一关节座相对控制部外壳和第一球型接头的运动，因此使用该装置使前端执行装置转动后，若驱动前端执行装置进行夹持或切割功能，会导致被牵拉的执行拉索驱动前端执行装置向与与杆部外壳(轴管)无夹角的方向运动，对体内的组织进行撕扯，因此，从这一点看，该CN209450614U和CN109171837B都未解决安全实施手术的问题，不具有实用性，不应当被授予专利权；4.拨动方向控制件驱动第一关节座绕十字万向节中心转动的过程可以看成如图1：一手握住套管G，一手推动握把W，使握把W的近端以远端的球头Q为支点，沿曲线S转动的过程，使用者在驱动握把W转动时相当于使手以球头Q的中心为圆心沿弧面移动，单纯依靠人体手绕腕关节转动较难实现握把W的转动，还需移动胳膊，而手术过程属于微操过程，医生不太习惯通过手臂的较大幅度运动来实施微创手术。

发明内容

本发明提供一种基于柔性链带的多自由度柔性器械，在外科手术过程中，可以单手仅利用手相对手腕的转动驱动前端执行装置相对轴管转动，同时可在不使胳膊相对手臂轴转动的前提下，使前端执行装置绕轴管中轴转动，因此医生在使用本装置时，更容易微操；此外，本发明的万向转向机构增加了锁闭功能，使前端执行装置转动后能在任意方向锁定其与轴管的夹角，锁定后可使前端执行装置在转动后的位置实施夹持或切割功能，因此，外科医生仅需在患者体表切开1个5～10mm的小切口，把所需手术器械通过患者体表的微小切口插入到腹腔内部，该操作方式使得手术器械只能在以切口为顶点的狭小倒锥子形工作空间内运动，对病灶组织器官进行切割、夹持等手术操作，无需因前端执行装置转动后不能进行夹持切割动作，而驱动整个轴管以切口为顶点转动，使前端执行装置伸直后在进行切割、夹持，或在患者体表增加切口。使用本发明的手术器械因此产生了巨大的微创手术进步，减少了切口数量和轴管的运动幅度。器械的柔性和操作准确性使得微创手术中抓取、切割、缝合等动作变得更为简单。

本发明的技术方案为：一种基于柔性链带的多自由度柔性器械，具有中空的轴管，轴管内设有柔性传动杆及四股牵引丝线，轴管的远端通过蛇形关节连接前端执行装置，前端执行装置包括至少一个工具瓣和工具支撑座，工具瓣与工具支撑座转动连接，柔性传动杆的远端穿过轴管、及形成在蛇形关节及工具支撑座中心的中心通道驱动工具瓣相对工具支撑座转动，四股牵引丝线的远端分别穿过围绕蛇形关节中心通道四周均匀布置的通孔连接工具支撑座的四周，驱动工具支撑座相对轴管自由摆动，所述轴管的近端安装万向转向机构，万向转向机构的远端和靠近万向转向机构近端的卡箍分别与弯曲的连杆的两端固定连接，所述柔性传动杆的近端依次穿过万向转向机构、柔性传动杆套管连接手柄中的轴向滑动件，所述卡箍与万向转向机构的近端之间布置所述手柄；

所述万向转向机构包括圆柱形的中空壳体，中空壳体的近端沿环向均匀设置多个相互隔开的裙板组成的环形结构，裙板之间的缝隙平行于轴管，环形结构被套置在卡环中，环形结构内安装有指环结构，指环结构具有沿环向布置的球冠表面，卡环能使环形结构夹紧指环结构，和在紧固件松弛时，使环形结构与指环结构间隙配合；所述指环结构中心安装有万向节内框，万向节内框的上下左右侧分别对称嵌入相互垂直的一对纵向转轴和一对横向转轴，一对纵向转轴相背的一端与指环结构转动连接，一对横向转轴相背的一端与Y型摆动关节的两个对称分岔端转动连接，Y型摆动关节与万向节内框均设有正对轴管的通孔，四股牵引丝线的近端沿轴管伸入中空壳体内分别经由均匀布置在Y型摆动关节四周的线管分线，然后张紧着与均匀分布在指环结构的四周的四点连接固定；

所述手柄的远端设有万向关节，所述指环结构背向轴管的一侧与可伸缩的连接件的远端连接，所述连接件的近端通过万向关节连接手柄，所述柔性传动杆套管的两端分别对接指环结构的中心和手柄远端。

优选地，所述手柄的远端设有指向手柄中轴且环绕手柄中轴均匀分布的四个转 轴，所述指环结构背向轴管的一侧与链带连接板二固定连接，所述链带连接板二的四周边缘中的至少两个相互垂直的边缘分别与一根链带的远端铰接，各根链带的近端分别与对应的转轴转动连接，该链带包括链块及铰接链块的铰轴，所有铰轴均垂直于轴管的轴向。

有利地，连杆的近端套在手腕部，连杆的远端对万向转向机构起到支点作用，手驱动手柄绕卡箍中心的手腕关节转动时，相当于手柄的远端绕圆心的圆周运动，链带随链带手柄的远端运动时可弯曲改变长度，因此由链带组成了绕万向节内框中心转动的可伸缩力臂，当可伸缩力臂相对轴管的夹角越大时，张紧的牵引丝线拉扯前端执行装置转动的力也越大，但此时链带也同步伸长，增加了力臂的长度，使手柄驱动力臂近端绕支点转动的力并未增加，却能提供更大的力矩，抵消牵引丝线上增加的拉力，万向转向机构内的指环结构在链带和手柄的驱动下，能绕纵向转轴的旋转中心一相对Y型摆动关节偏转，使被牵引丝线牵引的前端执行装置水平偏摆，也能绕横向转轴的旋转中心二相对Y型摆动关节偏转，使被牵引丝线牵引的前端执行装置垂直偏摆，链带和转轴相当于组成了可伸缩的连接件与十字万向节的组成装置，因此，能够使医生仅用单手操作手柄，实现对蛇形关节和前端执行装置的控制。同时，卡环能紧固收紧裙板，使裙板夹紧指环结构，阻止中空壳体和指环结构之间的相对运动，即可锁住前端执行装置。而在卡环未紧固收紧裙板时，指环结构能相对中空壳体自由转动。被锁住的前端执行装置能在柔性驱动杆伸缩运动时，驱动前端执行装置执行夹持、切割、缝合等动作。

进一步地，四股牵引丝线的近端分别与安装在所述指环结构内的四组收线机构连接固定，所述指环结构背向轴管的一侧与具有中心通孔的端盖紧固连接，所述收线机构包括蜗轮、蜗杆，所述牵引丝线的近端捆绑固定在蜗轮上，蜗轮可转动的安装在指环结构内的空腔中并与蜗杆啮合，四个蜗杆远离蜗轮的一端分别与均匀分布在端盖中心通孔四周的四个蜗杆孔转动连接，蜗杆孔贯穿端盖的正反面，所述牵引丝线的近端与蜗轮的轴向垂直。

有利地，从端盖背向指环结构的一端，使用能测量力矩的起子拧紧蜗杆，能使四股牵引丝线均被收紧至相同程度，收紧牵引丝线后，在未拨转蜗杆时，蜗杆使蜗轮自锁，阻止蜗轮转动，在牵引丝线随指环结构中的收线机构相对中空壳体运动时保持牵引丝线始终处于张紧状态。

进一步地，所述空腔为所述指环结构内以中心孔为圆心均匀对称布置的四个L型空腔，L型空腔的一端均指向端盖，用于收容蜗杆，L型空腔的另一端的延伸方向与牵引丝线垂直，用于收容蜗轮，蜗杆与蜗轮在L型空腔内啮合，指环结构还设有供牵引丝线引入L型空腔与蜗轮缠绕连接的丝线孔。

进一步地，所述Y型摆动关节固定于轴承二中，所述轴管的近端固定于轴承一中，所述轴承一和轴承二与中空壳体的内周转动连接，所述轴管的近端固定连接喇叭管，喇叭管的内周与Y型摆动关节的远端点焊连接固定。

有利地，该结构实现了手腕绕手臂中轴转动时，能同步使轴管、蛇形关节和前端执行装置一同同步实现轴向旋转。

进一步地，所述喇叭管外表面或内表面设有四条平行螺旋管，螺旋管环绕喇叭管1/2+n圈，n为整数，每根所述牵引丝线的近端经由一根螺旋管引出，再分别连接至指环结构的四个蜗轮。

有利地，每根牵引丝线沿螺旋管绕喇叭管1/2+n圈后再连接指环结构的四个蜗轮，使得操作者的手相对手腕的转动方向与前端执行装置相对轴管的转动方向相同。

进一步地，所述柔性传动杆套管的近端与设于手柄远端的轴承环内的接头管一固定连接，接头管一与轴承环转动连接，接头管一外套设与接头管一连接固定的转轮及链带连接板一，或转轮及所述的万向关节，所述链带连接板一的四周各布置一根所述的转轴。

有利地，该结构实现了无需使手腕绕手臂中轴转动，仅手握手柄，并手指拨动转轮，即可使轴管、蛇形关节和前端执行装置一同同步实现轴向旋转。

进一步地，所述柔性传动杆套管的远端固定连接设于所述端盖背向指环结构的一侧的接头管二，接头管二外套设与接头管二连接固定的所述链带连接板二。

进一步地，所述手柄内设有连杆滑块机构，包括安装在滑槽中可沿手柄轴向滑动的所述轴向滑动件，与手柄远端转动连接的扳把，与扳把及轴向滑动件转动连接，滑槽设于手柄内，扳把转动连接手柄的一端设有朝向手柄内的棘齿，手柄内还设有被弹性体偏置向扳把上的棘齿偏移的棘爪。

有利地，控制前端执行装置内工具瓣相对工具支撑座开合的柔性传动杆的近端连接手柄内的轴向滑动件，按压操作扳把推动轴向滑动件水平向手柄近端移动，带动柔性传动杆向近端拉动进而使工具瓣相对工具支撑座闭合，扳把下压过程中棘齿与棘爪啮合，进而锁住扳把，进而锁住工具瓣相对工具支撑座的位置。按压棘爪可压缩弹性体，释放棘爪与棘齿的啮合，进而释放扳把。

附图说明

图1现有多自由度手术器械等效连杆机构示意图；

图2本发明的基于柔性链带的多自由度柔性器械实施例的整体图；

图3为链带传动部的立体图；

图4为万向转向机构的外观示意图；

图5为万向转向机构的内部结构示意图；

图6为万向转向机构的内部爆炸图；

图7为万向转向机构的运动原理图；

图8为指环结构板半剖图；

图9为本发明的基于柔性链带的多自由度柔性器械的等效连杆机构示意图；

图10为手柄的内部结构示意图；

图11为蛇形关节的结构示意图；

图12为另一种卡环的结构示意图；

图13为另一种链带传动部的立体图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，术语“一”、“二”用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接,是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图2示出本发明的基于柔性链带的多自由度柔性器械实施例的整体图，具有中空的轴管40，轴管40的远端通过蛇形关节41连接前端执行装置50，轴管40的近端安装万向转向机构30，万向转向机构30的远端和卡箍16分别与弯曲的连杆11的两端固定连接，前端执行装置50包括至少一个工具瓣和工具支撑座(图中未示出)，工具瓣与工具支撑座转动连接，柔性传动杆的远端穿过轴管40、及形成在蛇形关节41及工具支撑座中心的中心通道91驱动工具瓣相对工具支撑座转动，柔性传动杆的近端依次穿过万向转向机构30、柔性传动杆套管12连接手柄10中的轴向滑动件15，手柄10位于卡箍16与万向转向机构30的近端之间。

图4示出万向转向机构30的外观示意图，万向转向机构30具有由对称的左外壳30a、右外壳30b相互组装形成的圆柱形的中空壳体，中空壳体的近端沿环向均匀设置由平行于轴管40的缝隙30c相互隔开的多个裙板30d，如图5示出万向转向机构30的内部结构示意图，中空壳体的近端内周安装有指环结构31，指环结构31具有沿环向分布的球冠表面，指环结构31与松弛状态的中空壳体的近端内周间隙配合，裙板30d组成的中空壳体近端被套置在卡环51中，卡环51包括C型卡环，C型卡环的两端能在紧固件收紧时相互靠拢，使裙板30d夹紧指环结构31，阻止中空壳体和指环结构31之间的相对运动，即可锁住前端执行装置50。而在紧固件松弛时，C型卡环51的两端相互远离，指环结构31能相对中空壳体自由转动。卡环51还包括图12所示的结构，卡环51内周和裙板30d组成的环形结构的外周分别设有相互配合螺纹，环形结构的近端直径大于远端的直径，将卡环51旋拧向环形结构的近端时，能使环形结构近端的直径缩小，从而夹紧指环结构31。

如图6示出万向转向机构30的内部爆炸图，指环结构31内周安装有十字万向节，十字万向节包括万向节内框35，万向节内框35的上下左右侧分别对称嵌入相互垂直的一对纵向转轴36和一对横向转轴37，一对纵向转轴36相背的一端与指环结构31转动连接，一对横向转轴37相背的一端与Y型摆动关节34的两个对称分岔端转动连接，Y型摆动关节34与万向节内框35均设有正对轴管40用于供柔性传动杆穿过的通孔34b/35a，Y型摆动关节34固定于轴承二32中，轴管40的近端固定于轴承一33中，轴承一33和轴承二32与中空壳体的内周转动连接。轴管40的近端固定连接喇叭管44，喇叭管44的内周与Y型摆动关节34的远端点焊连接固定，喇叭管44的内周与Y型摆动关节34的远端连接间隙供四股牵引丝线4a分别穿过。

作为优选的改进方案，喇叭管44外表面设有四条平行螺旋管44a，螺旋管44a环绕喇叭管44(1/2+n)圈，n为整数，每根牵引丝线4a的近端穿过轴管40的管壁再经由一根螺旋管44a引出，再分别连接至指环结构31内的四个蜗轮38。

或喇叭管44内表面设有四条平行螺旋管44a，螺旋管44a环绕喇叭管44(1/2+n)圈，n为整数，每根牵引丝线4a的近端在轴管40内经由一根螺旋管44a引出，再分别连接至指环结构31内的四个蜗轮38。

如此，每根牵引丝线沿螺旋管绕喇叭管1/2+n圈后再连接指环结构的四个蜗轮，使得操作者的手相对手腕的转动方向与前端执行装置相对轴管的转动方向相同。

参见图5～图7，及图11，四股牵引丝线4a的远端分别穿过围绕蛇形关节41中心通道四周均匀布置的通孔连接工具支撑座的四周，驱动工具支撑座相对轴管自由摆动，四股牵引丝线的近端沿轴管40伸入中空壳体内分别经由均匀布置在Y型摆动关节34四周的线管34a分线，然后与均匀安装在指环结构31内的四组收线机构43分别连接固定，指环结构31背向轴管40的一侧与具有中心通孔25a的端盖25紧固连接，收线机构43包括蜗轮38、蜗杆39，牵引丝线的近端捆绑固定在蜗轮38上，蜗轮38可转动的安装在指环结构31内的空腔中并与蜗杆39啮合，四个蜗杆39远离蜗轮38的一端分别与均匀分布在端盖25中心通孔25a四周的四个蜗杆孔25b转动连接，从端盖25背向指环结构31的一端，使用能测量力矩的起子拧紧蜗杆39，能使四股牵引丝线均被收紧至相同程度，收紧牵引丝线后，在未拨转蜗杆39时，蜗杆39使蜗轮38自锁，阻止蜗轮38转动，在牵引丝线随指环结构31中的收线机构43相对中空壳体运动时保持牵引丝线始终处于张紧状态。如图7，指环结构31能绕纵向转轴36的旋转中心一相对Y型摆动关节34偏转，使被牵引丝线牵引的前端执行装置50水平偏摆，指环结构31也能绕横向转轴37的旋转中心二相对Y型摆动关节34偏转，使被牵引丝线牵引的前端执行装置50垂直偏摆，同时轴承一33、轴承二32能够在指环结构31绕轴管40的中心轴旋转时，使轴管40、蛇形关节41和前端执行装置50一同同步实现轴向旋转。

如图8为指环结构31沿垂直于中轴的平面剖开后的视图，空腔为指环结构31内以中心孔31b为圆心均匀对称布置的四个L型空腔31a，L型空腔31a的一端均指向端盖25，用于收容蜗杆39，L型空腔31a的另一端的延伸方向与牵引丝线垂直，用于收容蜗轮38，蜗杆39与蜗轮38在L型空腔31a内啮合，指环结构31还设有供牵引丝线引入L型空腔31a与蜗轮38缠绕连接的丝线孔31c。

图3示出连接手柄10和端盖25的链带传动部的立体图，柔性传动杆套管12的远端固定连接设于端盖25背向指环结构31的一侧的接头管二26，柔性传动杆套管12的近端与设于手柄10远端的轴承环28内的接头管一23固定连接，接头管一23与轴承环28转动连接，接头管一23外套设与接头管一23连接固定的转轮21和链带连接板一22，接头管二26外套设与接头管二26连接固定的链带连接板二27，链带连接板一22的四周分别布置一根朝向接头管一23中心轴的转轴22a，链带连接板二27的四周边缘分别与四根链带24的远端铰接，四根链带24的近端分别与设于链带连接板一22四周的转轴22a转动连接。用手指拨动转轮21时，可使接头管一23、链带连接板一22、链带24、链带连接板二27、接头管二26随着手指的拨动而相对于手柄10轴向旋转，同步驱动轴管40、蛇形关节41和前端执行装置50一同实现轴向旋转。该链带24包括链块及铰接链块的铰轴，所有铰轴均垂直于轴管40的轴向。

手柄10能通过四条链带24操控端盖25运动，连杆11的近端套在手腕部，连杆11的远端对万向转向机构30起到支点作用，利于链带24和手柄10驱动万向转向机构30内的指环结构31进行运动，能够使医生仅用单手操作手柄10，实现对蛇形关节41和前端执行装置50的控制。链带24能够传递人手绕手腕在水平方向和竖直方向的运动至指环结构31。链带24相当控制指环结构31的加长力臂，能驱动指环结构31绕纵向转轴36、横向转轴37转动，其运动过程等效于图9所示的连杆机构，手驱动手柄10绕卡箍16中心的手腕关节转动，相当于链带连接板一22绕圆心的圆周运动，链带24随链带连接板一22运动时可弯曲改变长度，因此由链带24组成了绕万向节内框35中心转动的可伸缩力臂，当可伸缩力臂相对轴管40的夹角越大时，张紧的牵引丝线拉扯前端执行装置50转动的力也越大，但此时链带24也同步伸长，增加了力臂的长度，使手柄10驱动力臂近端绕支点转动的力并未增加，却能提供更大的力矩，抵消牵引丝线上增加的拉力；

而直接通过设置于端盖25上下方垂直于接头管二26的手柄驱动指环结构31转动的方式，一方面由于力臂短，更费力；另一方面，随端盖25转动的角度变大，牵引丝线作用在指环结构31一侧的拉力更大，但手柄不能伸长，因此更费力。

故经过医生实操测试本发明的基于柔性链带的多自由度柔性器械，具有省力，且能单手操控，能驱动前端执行装置50绕轴管40轴向周转，且在前端执行装置50偏转后，能锁定前端执行装置50相对轴管40的夹角，并驱动前端执行装置50执行夹持、切割、缝合动作。

图3示出连接手柄10和端盖25的链带传动部的立体图的技术方案还可以替换为图13所示的传动结构，手柄10的远端设有指向手柄中轴且环绕手柄中轴均匀分布的四个转轴22a组成的十字万向节，指环结构背向轴管的一侧与可伸缩的连接件24(如伸缩管)的远端连接，连接件24的近端通过十字万向节连接手柄，柔性传动杆套管套于伸缩管中，柔性传动杆套管的两端分别对接指环结构的中心和手柄远端。

图3和图13所示的方案均等同于在手柄10的远端设置万向关节，使指环结构背向轴管的一侧与可伸缩的连接件24的远端连接，而该连接件24的近端通过万向关节连接手柄10。

如图10示出手柄10的内部结构示意图，手柄10内设有连杆滑块机构，包括安装在滑槽13a中可沿手柄10轴向滑动的轴向滑动件15，与手柄10远端转动连接的扳把14a，与扳把14a及轴向滑动件15转动连接连接杆14b，扳把14a转动连接手柄10的一端设有朝向手柄10内的棘齿13b，手柄10内还设有被弹性体(图中未示出)偏置向扳把14a上的棘齿13b偏移的棘爪13c。

控制前端执行装置50内工具瓣相对工具支撑座开合的柔性传动杆(钢丝束)的近端连接手柄10内的轴向滑动件15，按压操作扳把14a推动轴向滑动件15水平向手柄10近端移动，带动柔性传动杆向近端拉动进而使工具瓣相对工具支撑座闭合，扳把14a下压过程中棘齿13b与棘爪13c啮合，进而锁住扳把14a，进而锁住工具瓣相对工具支撑座的位置。按压棘爪13c可压缩弹性体，释放棘爪13c与棘齿13b的啮合，进而释放扳把14a。

Claims (9)

1.一种基于柔性链带的多自由度柔性器械，具有中空的轴管，轴管内设有柔性传动杆及四股牵引丝线，轴管的远端通过蛇形关节连接前端执行装置，前端执行装置包括至少一个工具瓣和工具支撑座，工具瓣与工具支撑座转动连接，柔性传动杆的远端穿过轴管、及形成在蛇形关节及工具支撑座中心的中心通道驱动工具瓣相对工具支撑座转动，四股牵引丝线的远端分别穿过围绕蛇形关节中心通道四周均匀布置的通孔连接工具支撑座的四周，驱动工具支撑座相对轴管自由摆动，其特征在于，所述轴管的近端安装万向转向机构，万向转向机构的远端和靠近万向转向机构近端的卡箍分别与弯曲的连杆的两端固定连接，所述柔性传动杆的近端依次穿过万向转向机构、柔性传动杆套管连接手柄中的轴向滑动件，所述卡箍与万向转向机构的近端之间布置所述手柄；

所述万向转向机构包括圆柱形的中空壳体，中空壳体的近端沿环向均匀设置多个相互隔开的裙板组成的环形结构，裙板之间的缝隙平行于轴管，环形结构被套置在卡环中，环形结构内安装有指环结构，指环结构具有沿环向布置的球冠表面，卡环能使环形结构夹紧指环结构，和在紧固件松弛时，使环形结构与指环结构间隙配合；所述指环结构中心安装有万向节内框，万向节内框的上下左右侧分别对称嵌入相互垂直的一对纵向转轴和一对横向转轴，一对纵向转轴相背的一端与指环结构转动连接，一对横向转轴相背的一端与 Y 型摆动关节的两个对称分岔端转动连接，Y 型摆动关节与万向节内框均设有正对轴管的通孔，四股牵引丝线的近端沿轴管伸入中空壳体内分别经由均匀布置在 Y 型摆动关节四周的线管分线，然后张紧着与均匀分布在指环结构的四周的四点连接固定；

所述手柄的远端设有万向关节，所述指环结构背向轴管的一侧与可伸缩的连接件的远端连接，所述连接件的近端通过万向关节连接手柄，所述柔性传动杆套管的两端分别对接指环结构的中心和手柄远端。

2.根据权利要求1所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述手柄的远端设有指向手柄中轴且环绕手柄中轴均匀分布的四个转轴，所述指环结构背向轴管的一侧与链带连接板二固定连接，所述链带连接板二的四周边缘中的至少两个相互垂直的边缘分别与一根链带的远端铰接，各根链带的近端分别与对应的转轴转动连接，该链带包括链块及铰接链块的铰轴，所有铰轴均垂直于轴管的轴向。

3.根据权利要求 1~2 任一项所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械， 其特征在于，四股牵引丝线的近端分别与安装在所述指环结构内的四组收线机构连接固定，所述指环结构背向轴管的一侧与具有中心通孔的端盖紧固连接，所述收线机构包括蜗轮、蜗杆，所述牵引丝线的近端捆绑固定在蜗轮上，蜗轮可转动地安装在指环结构内的空腔中并与蜗杆啮合，四个蜗杆远离蜗轮的一端分别与均匀分布在端盖中心通孔四周的四个蜗杆孔转动连接，蜗杆孔贯穿端盖的正反面， 所述牵引丝线的近端与蜗轮的轴向垂直。

4.根据权利要求 3 所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述空腔为所述指环结构内以中心孔为圆心均匀对称布置的四个 L 型空腔， L 型空腔的一端均指向端盖，用于收容蜗杆，L 型空腔的另一端的延伸方向与牵引丝线垂直，用于收容蜗轮，蜗杆与蜗轮在 L 型空腔内啮合，指环结构还设有供牵引丝线引入 L 型空腔与蜗轮缠绕连接的丝线孔。

5.根据权利要求 4 所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述 Y型摆动关节固定于轴承二中，所述轴管的近端固定于轴承一中，所述轴承一和轴承二与中空壳体的内周转动连接，所述轴管的近端固定连接喇叭管， 喇叭管的内周与 Y 型摆动关节的远端点焊连接固定。

6.根据权利要求 5 所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述喇叭管外表面或内表面设有四条平行螺旋管，螺旋管环绕喇叭管 1/2+n 圈，n 为整数，每根所述牵引丝线的近端经由一根螺旋管引出，再分别连接至指环结构的四个蜗轮。

7.根据权利要求 6 所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述柔性传动杆套管的近端与设于手柄远端的轴承环内的接头管一固定连接，接头管一与轴承环转动连接，接头管一外套设与接头管一连接固定的转轮及链带连接板一，所述链带连接板一的四周各布置一根所述的转轴。

8.根据权利要求 7 所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述柔性传动杆套管的远端固定连接设于所述端盖背向指环结构的一侧的接头管二，接头管二外套设与接头管二连接固定的所述链带连接板二。

9.根据权利要求 8 所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述手柄内设有连杆滑块机构，包括安装在滑槽中可沿手柄轴向滑动的所述轴向滑动件，与手柄远端转动连接的扳把，以及与扳把及轴向滑动件转动连接的连接杆，滑槽设于手柄内，扳把转动连接手柄的一端设有朝向手柄内的棘齿，手柄内还设有被弹性体偏置向扳把上的棘齿偏移的棘爪。

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