CN114631891A - 一种柔性手术机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性手术机器人，包括柔性执行装置和传动装置。柔性执行装置包括蛇形关节串和执行器械。蛇形关节串包括至少三个首尾依次铰接的关节，且铰接位置的转动轴线包括第一轴线和垂直于第一轴线的第二轴线。关节包括首关节、尾关节和若干个位于首关节与尾关节之间的中间关节，执行器械与首关节相连。传动装置包括第一传动组件和第二传动组件。与现有技术相比，本发明的柔性机器人能够适应患者体内狭窄拥挤等复杂的非结构化环境，以帮助医生更好的进行相关的手术操作。
Description
技术领域
本发明涉及微创手术医疗设备技术领域，特别是涉及一种柔性手术机器人。
背景技术
随着科技的迅速发展，越来越多的机器人取代人应用于生产生活中，医疗领域亦是如此。传统手术使用尺寸较大的刚性手术器械，易造成较大的手术创伤，不仅加重了外科医生的工作量，而且增加了病人的伤痛和感染的风险。现在的微创手术器械虽然尺寸有所减小，但仍为刚性结构，自由度有限、操作不便，易与患者体内组织出现碰撞干涉，增加了手术的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性机器人，能够适应患者体内狭窄拥挤等复杂的非结构化环境，以帮助医生更好的进行相关的手术操作。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种柔性手术机器人，包括：
柔性执行装置，所述柔性执行装置包括蛇形关节串和执行器械；所述蛇形关节串包括至少三个首尾依次铰接的关节，且铰接位置的转动轴线包括第一轴线和垂直于所述第一轴线的第二轴线；所述关节包括首关节、尾关节和若干个位于所述首关节与所述尾关节之间的中间关节，所述执行器械与所述首关节相连；
传动装置，所述传动装置包括第一传动组件和第二传动组件；所述第一传动组件用于驱动所述第一轴线所在铰接位置旋转，包括第一线绳、第二线绳和第一卷绕装置，所述第一线绳的第一端和所述第二线绳的第一端与所述首关节固定相连，所述第一线绳的第二端和所述第二线绳的第二端与所述第一卷绕装置相连，所述第一卷绕装置能够使所述第一线绳与所述第二线绳中一个放卷、另一个收卷；所述第二传动组件用于驱动所述第二轴线所在铰接位置旋转，包括第三线绳、第四线绳和第二卷绕装置，所述第三线绳的第一端和所述第四线绳的第一端与所述首关节或其中一个所述中间关节固定相连，所述第三线绳的第二端和所述第四线绳的第二端与所述第二卷绕装置相连，所述第二卷绕装置能够使所述第三线绳与所述第四线绳中一个放卷、另一个收卷。
优选地，所述执行器械包括用于实现夹持或剪断功能的开合组件，所述开合组件包括第一夹爪和与所述第一夹爪铰接的第二夹爪；所述传动装置还包括用于驱动所述第二夹爪绕其铰接位置旋转的第三传动组件，所述第三传动组件包括第五线绳、第六线绳和第三卷绕装置，所述第五线绳的第一端和所述第六线绳的第一端与所述第二夹爪固定相连，所述第五线绳的第二端和所述第六线绳的第二端与所述第三卷绕装置相连，所述第三卷绕装置能够使所述第五线绳与所述第六线绳中一个放卷、另一个收卷。
优选地，所述开合组件还包括与所述第一夹爪固定相连的第一弹性杆，所述第一弹性杆穿过所述首关节且与所述首关节滑动相连；所述传动装置还包括用于推动所述第一弹性杆滑动的第一推动组件；所述第三卷绕装置包括第一电机、第二电机、第一张紧轮和第二张紧轮，所述第一电机与所述第一张紧轮传动相连，所述第二电机与所述第二张紧轮传动相连，所述第五线绳的第二端与所述第一张紧轮固定相连，所述第六线绳的第二端与所述第二张紧轮固定相连。
优选地，所述第一推动组件包括第三电机和摩擦轮，所述第三电机与所述摩擦轮传动相连，所述摩擦轮与所述第一弹性杆滚动相连，以推动所述第一弹性杆沿自身轴线滑动。
优选地，所述柔性执行装置还包括第二弹性杆，所述第二弹性杆的第一端与所述尾关节固定相连。
优选地，所述传动装置还包括支架和用于沿直线推动所述支架的第二推动组件；所述第一传动组件、所述第二传动组件、所述第三传动组件和所述第一推动组件均安装于所述支架上；所述第二弹性杆的第二端与所述支架固定相连。
优选地，所述第一弹性杆依次穿过所述蛇形关节串和所述第二弹性杆，以在所述蛇形关节串、所述第二弹性杆弯曲时与其保持相同的形状，所述第二弹性杆上设有供所述第一弹性杆穿过弹性杆通孔；所述第二弹性杆上分别设有供所述第一线绳穿过的第一线孔、供所述第二线绳穿过的第二线孔、供所述第三线绳穿过的第三线孔和供所述第四线绳穿过的第四线孔；所述第一弹性杆为管状，所述第五线绳和所述第六线绳从所述第一弹性杆的内腔中穿过。
优选地，所述柔性执行装置还包括保护套，所述保护套紧密套设于所述蛇形关节串和所述第二弹性杆外侧。
优选地，所述执行器械包括视觉传输系统，所述视觉传输系统用于对病患位置进行拍摄。
优选地，所述第一卷绕装置包括第四电机和第三张紧轮，所述第四电机与所述第三张紧轮传动相连，所述第一线绳的第二端和所述第二线绳的第二端均卷绕于所述第三张紧轮上；所述第二卷绕装置包括第五电机和第四张紧轮，所述第五电机与所述第四张紧轮传动相连，所述第三线绳的第二端和所述第四线绳的第二端均卷绕于所述第四张紧轮上。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明通过第一传动组件和第二传动组件可以控制蛇形关节串的弯曲角度，以适应患者身体内狭窄拥挤等复杂的非结构化环境，从而将执行器械移动至病患位置，通过执行器械执行相关的手术操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例柔性手术机器人的示意图；
图2为蛇形关节串和执行器械的示意图；
图3为执行器械的示意图；
图4为第二弹性杆的纵向剖视图；
图5为第二弹性杆的横向剖视图；
图6为传动装置的示意图；
图7为传动装置部分结构的爆炸图；
图8为传动装置部分结构的示意图；
附图标记说明：1柔性执行装置；2传动装置；1-1蛇形关节串；1-2第二弹性杆；1-1-1首关节；1-1-2中间关节；1-1-3尾关节；1-1-4开合组件；1-1-5视觉传输系统；1-1-4-1第一夹爪；1-1-4-2第二夹爪；1-1-4-3第一弹性杆；2-1丝杠；2-2支架；2-3步进电机；2-4联轴器；2-5导向轮；2-6张紧轮；2-2-1底板；2-2-2长铜柱；2-2-3下分隔板；2-2-4上分隔板；2-2-5短铜柱；2-2-6轴承；2-2-7前板；2-2-8顶板；2-2-9第一推动组件；2-2-10导向轮立柱；2-2-11张紧轮立柱；2-2-9-1摩擦轮柱；2-2-9-2第一上支撑；2-2-9-3第一下支撑；2-2-9-4第二上支撑；2-2-9-5第二下支撑；2-2-9-6滑动通道。
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。
本发明的目的是提供一种柔性机器人，能够适应患者体内狭窄拥挤等复杂的非结构化环境，以帮助医生更好的进行相关的手术操作。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-图8，本实施例提供一种柔性手术机器人，包括柔性执行装置1和传动装置2。
柔性执行装置1包括蛇形关节串1-1和开合组件1-1-4。蛇形关节串1-1包括至少三个首尾依次铰接的关节，且铰接位置的转动轴线包括第一轴线和垂直于第一轴线的第二轴线。关节包括首关节1-1-1、尾关节1-1-3和若干个位于首关节1-1-1与尾关节1-1-3之间的中间关节1-1-2，开合组件1-1-4与首关节1-1-1相连(此处的相连可以是固定相连或滑动相连)。需要说明的是，首关节1-1-1是指蛇形关节串1-1上最先抵达病患位置的关节，某个关节的首端是指其靠近首关节1-1-1的一端，某个关节的尾端是指其靠近尾关节1-1-3的一端。
传动装置2包括第一传动组件和第二传动组件。第一传动组件用于驱动第一轴线所在铰接位置旋转，包括第一线绳、第二线绳和第一卷绕装置，第一线绳的第一端和第二线绳的第一端与首关节1-1-1固定相连，第一线绳的第二端和第二线绳的第二端与第一卷绕装置相连，第一卷绕装置能够使第一线绳与第二线绳中一个放卷、另一个收卷。第二传动组件用于驱动第二轴线所在铰接位置旋转，包括第三线绳、第四线绳和第二卷绕装置，第三线绳的第一端和第四线绳的第一端与首关节1-1-1或其中一个中间关节1-1-2固定相连，第三线绳的第二端和第四线绳的第二端与第二卷绕装置相连，第二卷绕装置能够使第三线绳与第四线绳中一个放卷、另一个收卷。本实施例中，第三线绳的第一端和第四线绳的第一端均优选为与首关节1-1-1固定相连。
该柔性手术机器人的工作原理如下：通过第一卷绕装置控制第一线绳放卷、第二线绳收卷时，可以控制首关节1-1-1相对于与其相连的中间关节1-1-2向一个方向摆动；通过第一卷绕装置控制第一线绳收卷、第二线绳放卷时，可以控制首关节1-1-1相对于与其相连的中间关节1-1-2向与该方向相反的方向摆动。同理，通过第二卷绕装置控制第三线绳放卷、第四线绳收卷时，可以控制同时与第三线绳的第一端、第四线绳的第一端相连的首关节1-1-1相对于尾关节1-1-3(当中间关节1-1-2为一个时)，或相对于与其相连的另一中间关节1-1-2(当中间关节1-1-2为多个时)向一个方向摆动；通过第二卷绕装置控制第三线绳收卷、第四线绳放卷时，可以控制同时与第三线绳的第一端、第四线绳的第一端相连的首关节1-1-1相对于尾关节1-1-3(当中间关节1-1-2为一个时)，或相对于与其相连的另一中间关节1-1-2(当中间关节1-1-2为多个时)向与该方向相反的方向摆动。
通过第一传动组件和第二传动组件可以控制蛇形关节串1-1的弯曲角度，以适应患者身体内狭窄拥挤等复杂的非结构化环境，从而将开合组件1-1-4移动至病患位置，通过开合组件1-1-4执行相关的手术操作。
根据手术类型的不同，可以选择相应的开合组件1-1-4。例如，参照图2-图3，本实施例中，开合组件1-1-4包括用于实现夹持或剪断功能的开合组件，开合组件包括第一夹爪1-1-4-1和与第一夹爪1-1-4-1铰接的第二夹爪1-1-4-2。传动装置2还包括用于驱动第二夹爪1-1-4-2绕其铰接位置旋转的第三传动组件，第三传动组件包括第五线绳、第六线绳和第三卷绕装置，第五线绳的第一端和第六线绳的第一端与第二夹爪1-1-4-2固定相连，第五线绳的第二端和第六线绳的第二端与第三卷绕装置相连，第三卷绕装置能够使第五线绳与第六线绳中一个放卷、另一个收卷。通过第三卷绕装置控制第五线绳放卷、第六线绳收卷时，可以控制第二夹爪1-1-4-2相对于第一夹爪1-1-4-1向一个方向摆动；通过第三卷绕装置控制第五线绳收卷、第六线绳放卷时，可以控制第二夹爪1-1-4-2相对于第一夹爪1-1-4-1向与该方向相反的方向摆动。当第一夹爪1-1-4-1和第二夹爪1-1-4-2的夹紧位置为刀刃状时，可实现剪断功能。当第一夹爪1-1-4-1和第二夹爪1-1-4-2的夹紧位置不是刀刃状时，可实现夹持功能。需要说明的是，第五线绳和第六线绳可以是一个整体线绳，该整体线绳的中部与第二夹爪1-1-4-2固定相连，使该中部的两侧分别为第五线绳和第六线绳。
进一步的，参照图3，本实施例中，开合组件还包括与第一夹爪1-1-4-1固定相连的第一弹性杆1-1-4-3，第一弹性杆1-1-4-3穿过首关节1-1-1且与首关节1-1-1滑动相连(即开合组件与首关节1-1-1滑动相连)。传动装置2还包括用于推动第一弹性杆1-1-4-3滑动的第一推动组件2-2-9。通过第一推动组件2-2-9推动第一弹性杆1-1-4-3相对于首关节1-1-1滑动，可使第一夹爪1-1-4-1和第二夹爪1-1-4-2在到达病患位置前收缩在首关节1-1-1内，在到达病患位置后再伸出首关节1-1-1，避免因第一夹爪1-1-4-1和第二夹爪1-1-4-2在患者体内的移动而造成患者损伤。
由于第一推动组件2-2-9的推动，第五线绳和第六线绳存在同时放卷和同时收卷的过程，因此第五线绳和第六线绳不能卷绕在同一个张紧轮2-6上。本实施例中，第三卷绕装置包括第一电机、第二电机、第一张紧轮和第二张紧轮，第一电机与第一张紧轮传动相连，第二电机与第二张紧轮传动相连，第五线绳的第二端与第一张紧轮固定相连，第六线绳的第二端与第二张紧轮固定相连。通过第一电机控制第一张紧轮的旋转，通过第二电机控制第二张紧轮的旋转，从而对第五线绳的放卷、收卷以及第六线绳的放卷、收卷分别控制。
第一推动组件2-2-9的类型有多种，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。参照图7-图8，本实施例中，第一推动组件2-2-9包括第三电机和摩擦轮，第三电机与摩擦轮传动相连，摩擦轮与第一弹性杆1-1-4-3滚动相连，以推动第一弹性杆1-1-4-3沿自身轴线滑动。然而，实际实施方式不限于此。例如，可以在第一弹性杆1-1-4-3上固定柔性齿条，通过齿轮与柔性齿条的啮合传动实现第一弹性杆1-1-4-3的滑动。
参照图1、图4-图5，为了能够使开合组件1-1-4探入患者体内更深的位置，本实施例的柔性执行装置1还包括第二弹性杆1-2，第二弹性杆1-2的第一端与尾关节1-1-3固定相连。第一弹性杆1-1-4-3和第二弹性杆1-2的材质有多种类型，例如硅胶、橡胶，只要对人体组织无毒害，且能够弹性变形即可。
当医生手持第二弹性杆1-2将开合组件1-1-4探入患者体内时，可能由于医生的手臂抖动影响手术过程。因此，参照图1、图6，本实施例中，传动装置2还包括支架2-2和用于沿直线推动支架2-2的第二推动组件。第一传动组件、第二传动组件、第三传动组件和第一推动组件2-2-9均安装于支架2-2上。第二弹性杆1-2的第二端与支架2-2固定相连。
为了更好地约束第一弹性杆1-1-4-3，本实施例中，第一弹性杆1-1-4-3依次穿过蛇形关节串1-1和第二弹性杆1-2，以在蛇形关节串1-1、第二弹性杆1-2弯曲时与其保持相同的形状，第二弹性杆1-2上设有供第一弹性杆1-1-4-3穿过弹性杆通孔。为了更好地约束线绳，参照图4-图5，本实施例中，第二弹性杆1-2上分别设有供第一线绳穿过的第一线孔、供第二线绳穿过的第二线孔、供第三线绳穿过的第三线孔、供第四线绳穿过的第四线孔，第一线孔、第二线孔、第三线孔和第四线孔优选为沿第二弹性杆1-2轴线的圆周方向均布。第一弹性杆1-1-4-3为管状，第五线绳和第六线绳从第一弹性杆1-1-4-3的内腔中穿过。
为了便于清洁，本实施例中，柔性执行装置1还包括保护套，保护套紧密套设于蛇形关节串1-1和第二弹性杆1-2外侧。保护套能够避免患者体液污染其内部的蛇形关节串1-1和第二弹性杆1-2，同时能够避免蛇形关节串1-1和第二弹性杆1-2上附着的细菌侵入患者体内。
参照图2，除了上述的开合组件外，本实施例中，开合组件1-1-4还包括与首关节1-1-1相连的视觉传输系统1-1-5，视觉传输系统1-1-5用于对病患位置进行拍摄。视觉传输系统1-1-5优选为通过数据线将拍摄数据向外传输，第二弹性杆1-2上设有供数据线沿轴向穿过的数据线孔。另外，根据实际需要的不同，本领域技术人员也可选择取样棉签等其它类型的开合组件1-1-4，或者单独使用视觉传输系统1-1-5或开合组件，以实现所需功能。
本实施例中，第一卷绕装置包括第四电机和第三张紧轮，第四电机与第三张紧轮传动相连，第一线绳的第二端和第二线绳的第二端均卷绕于第三张紧轮上。第二卷绕装置包括第五电机和第四张紧轮，第五电机与第四张紧轮传动相连，第三线绳的第二端和第四线绳的第二端均卷绕于第四张紧轮上。由于第一线绳和第二线绳由同一个张紧轮2-6驱动，第三线绳和第四线绳由同一个张紧轮2-6驱动，第一卷绕装置只需要布置一个第四电机，第二卷绕装置也只需布置一个第五电机，从而降低成本。第一线绳的第二端与第二线绳的第二端可以分别螺旋缠绕固定在第三张紧轮上。第三线绳的第二端与第四线绳的第二端可以分别螺旋缠绕固定在第四张紧轮上。
本实施例中，各线绳均为钢丝绳，根据实际需要的不同，本领域技术人员也可选择其它材质的线绳，例如塑料线绳。
参照图2，本实施例中，蛇形关节串1-1包括首尾依次铰接的十一个关节，由首关节1-1-1至尾关节1-1-3方向，第一轴线和第二轴线交替设置，每个铰接位置的两个关节的相对转动角度范围是60度，整个蛇形关节串1-1最大可转向150度。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可选择其它数量的关节，其它第一轴线与第二轴线的分布方式，以及每个铰接位置的两个关节的相对转动角度范围。
参照图6-图7，本实施例中，支架2-2包括由下至上依次设置的底板2-2-1、下分隔板2-2-3、上分隔板2-2-4、前板2-2-7和顶板2-2-8，底板2-2-1与下分隔板2-2-3分别与第一立柱的两端固定相连，下分隔板2-2-3与上分隔板2-2-4分别与第二立柱的两端固定相连，上分隔板2-2-4与顶板2-2-8分别与第三立柱的两端固定相连。本实施例中，第一立柱为长铜柱2-2-2，第二立柱和第三立柱为短铜柱2-2-5。前板2-2-7竖直设置，前板2-2-7的上下两端分别与顶板2-2-8、上分隔板2-2-4通过角码固定相连，前板2-2-7的侧面与第二弹性杆1-2固定相连。前板2-2-7内部设有内孔，且内孔的数量和位置与第二弹性杆1-2的内孔相同，以供各线绳、数据线以及第一弹性杆1-1-4-3从中穿过。第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机均位于底板2-2-1与下分隔板2-2-3之间且输出轴向上穿过下分隔板2-2-3，第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机的输出轴上分别同轴固定第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、第四联轴器和第五联轴器，第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、第四联轴器和第五联轴器位于下分隔板2-2-3与上分隔板2-2-4之间，第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、第四联轴器和第五联轴器上分别同轴固定第一张紧轮立柱、第二张紧轮立柱、第一摩擦轮柱、第三张紧轮立柱和第四张紧轮立柱。第一张紧轮立柱与顶板2-2-8、上分隔板2-2-4均通过轴承转动相连，第一张紧轮立柱上固定有第一张紧轮。第二张紧轮立柱与顶板2-2-8、上分隔板2-2-4均通过轴承转动相连，第二张紧轮立柱上固定有第二张紧轮。第一摩擦轮柱与顶板2-2-8、上分隔板2-2-4均通过轴承转动相连，第一摩擦轮柱上固定有摩擦轮。第三张紧轮立柱与顶板2-2-8、上分隔板2-2-4均通过轴承转动相连，第三张紧轮立柱上固定有第三张紧轮。第四张紧轮立柱与顶板2-2-8、上分隔板2-2-4均通过轴承转动相连，第四张紧轮立柱上固定有第四张紧轮。
参照图8，与第一弹性杆1-1-4-3滚动相连的摩擦轮优选为两个，且对称分布于第一弹性杆1-1-4-3的两侧，从而对第一弹性杆1-1-4-3夹紧限位。其中一个摩擦轮固定于第一摩擦轮柱上，另一个摩擦轮固定于第二摩擦轮柱上，第二摩擦轮柱与顶板2-2-8、上分隔板2-2-4均通过轴承转动相连。第一摩擦轮柱上固定有第一齿轮，第二摩擦轮柱上固定有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，实现第一摩擦轮柱与第二摩擦轮柱的反向旋转。
参照图6、图8，为了便于对线绳进行导向，本实施例中，还包括导向轮立柱2-2-10和导向轮2-5。导向轮立柱2-2-10的上下两端分别与顶板2-2-8和上分隔板2-2-4固定相连，导向轮2-5套设于导向轮立柱2-2-10上且与导向轮立柱2-2-10转动相连，导向轮2-5上设有用于嵌入线绳的环形线槽。
参照图7-图8，第一推动组件2-2-9推动第一弹性杆1-1-4-3滑动时，为了对第一弹性杆1-1-4-3进行导向，本实施例中，还包括导向组件。导向组件包括支撑组件和滑动通道2-2-9-6，滑动通道2-2-9-6为管状结构，供第一弹性杆1-1-4-3在其内部滑动。支撑组件包括下支撑和上支撑，下支撑固定于上间隔板上，其上表面具有开口向上的第一半圆孔，用以对第一弹性杆1-1-4-3进行承托。上支撑固定于下支撑上，上支撑的下表面具有开口向下的第二半圆孔，第一半圆孔与第二半圆孔拼接为一个圆筒，滑动通道2-2-9-6放置于该圆孔内。本实施例中，上支撑包括两个，分别为第一上支撑2-2-9-2和第二上支撑2-2-9-4，下支撑包括两个，分别为第一下支撑2-2-9-3和第二下支撑2-2-9-5。第一上支撑2-2-9-2和第一下支撑2-2-9-3拼接为一个圆筒，第二上支撑2-2-9-4和第二下支撑2-2-9-5拼接为另一个圆筒。第二上支撑2-2-9-4内和/或第二下支撑2-2-9-5内设有限位挡板，限位挡板可对第一弹性杆1-1-4-3的端部进行轴向限位。
沿直线推动支架2-2的第二推动组件的类型有多种，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。参照图1、图6，本实施例中，第二推动组件为丝杠螺母组件，包括第六电机、第六联轴器、丝杠2-1、螺母、导轨、轴承座和支撑座。第六电机的输出轴、第六联轴器和丝杠2-1依次同轴固定相连，螺母与丝杠2-1螺纹连接，导轨、轴承座和第六电机均固定于支撑座上，丝杠2-1与轴承座转动连接，螺母滑动安装于导轨上，支架2-2的底板2-2-1固定于螺母上。当第六电机工作时，可驱动螺母沿直线运动，从而带动支架2-2一起沿直线运动。然而，实际实施方式不限于此。例如，第二推动组件也可以是气缸组件，使气缸的活塞杆与支架2-2固定相连，通过气缸的动作带动支架2-2沿直线运动。
参照图6-图7，本实施例中，第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机均优选为步进电机2-3，第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、第四联轴器、第五联轴器和第六联轴器优选为型号相同的联轴器2-4。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种柔性手术机器人，其特征在于，包括：
柔性执行装置，所述柔性执行装置包括蛇形关节串和执行器械；所述蛇形关节串包括至少三个首尾依次铰接的关节，且铰接位置的转动轴线包括第一轴线和垂直于所述第一轴线的第二轴线；所述关节包括首关节、尾关节和若干个位于所述首关节与所述尾关节之间的中间关节，所述执行器械与所述首关节相连；
传动装置，所述传动装置包括第一传动组件和第二传动组件；所述第一传动组件用于驱动所述第一轴线所在铰接位置旋转，包括第一线绳、第二线绳和第一卷绕装置，所述第一线绳的第一端和所述第二线绳的第一端与所述首关节固定相连，所述第一线绳的第二端和所述第二线绳的第二端与所述第一卷绕装置相连，所述第一卷绕装置能够使所述第一线绳与所述第二线绳中一个放卷、另一个收卷；所述第二传动组件用于驱动所述第二轴线所在铰接位置旋转，包括第三线绳、第四线绳和第二卷绕装置，所述第三线绳的第一端和所述第四线绳的第一端与所述首关节或其中一个所述中间关节固定相连，所述第三线绳的第二端和所述第四线绳的第二端与所述第二卷绕装置相连，所述第二卷绕装置能够使所述第三线绳与所述第四线绳中一个放卷、另一个收卷。
2.根据权利要求1所述的柔性手术机器人，其特征在于，所述执行器械包括用于实现夹持或剪断功能的开合组件，所述开合组件包括第一夹爪和与所述第一夹爪铰接的第二夹爪；所述传动装置还包括用于驱动所述第二夹爪绕其铰接位置旋转的第三传动组件，所述第三传动组件包括第五线绳、第六线绳和第三卷绕装置，所述第五线绳的第一端和所述第六线绳的第一端与所述第二夹爪固定相连，所述第五线绳的第二端和所述第六线绳的第二端与所述第三卷绕装置相连，所述第三卷绕装置能够使所述第五线绳与所述第六线绳中一个放卷、另一个收卷。
3.根据权利要求2所述的柔性手术机器人，其特征在于，所述开合组件还包括与所述第一夹爪固定相连的第一弹性杆，所述第一弹性杆穿过所述首关节且与所述首关节滑动相连；所述传动装置还包括用于推动所述第一弹性杆滑动的第一推动组件；所述第三卷绕装置包括第一电机、第二电机、第一张紧轮和第二张紧轮，所述第一电机与所述第一张紧轮传动相连，所述第二电机与所述第二张紧轮传动相连，所述第五线绳的第二端与所述第一张紧轮固定相连，所述第六线绳的第二端与所述第二张紧轮固定相连。
4.根据权利要求3所述的柔性手术机器人，其特征在于，所述第一推动组件包括第三电机和摩擦轮，所述第三电机与所述摩擦轮传动相连，所述摩擦轮与所述第一弹性杆滚动相连，以推动所述第一弹性杆沿自身轴线滑动。
5.根据权利要求3所述的柔性手术机器人，其特征在于，所述柔性执行装置还包括第二弹性杆，所述第二弹性杆的第一端与所述尾关节固定相连。
6.根据权利要求5所述的柔性手术机器人，其特征在于，所述传动装置还包括支架和用于沿直线推动所述支架的第二推动组件；所述第一传动组件、所述第二传动组件、所述第三传动组件和所述第一推动组件均安装于所述支架上；所述第二弹性杆的第二端与所述支架固定相连。
7.根据权利要求6所述的柔性手术机器人，其特征在于，所述第一弹性杆依次穿过所述蛇形关节串和所述第二弹性杆，以在所述蛇形关节串、所述第二弹性杆弯曲时与其保持相同的形状，所述第二弹性杆上设有供所述第一弹性杆穿过弹性杆通孔；所述第二弹性杆上分别设有供所述第一线绳穿过的第一线孔、供所述第二线绳穿过的第二线孔、供所述第三线绳穿过的第三线孔和供所述第四线绳穿过的第四线孔；所述第一弹性杆为管状，所述第五线绳和所述第六线绳从所述第一弹性杆的内腔中穿过。
8.根据权利要求7所述的柔性手术机器人，其特征在于，所述柔性执行装置还包括保护套，所述保护套紧密套设于所述蛇形关节串和所述第二弹性杆外侧。
9.根据权利要求1所述的柔性手术机器人，其特征在于，所述执行器械包括视觉传输系统，所述视觉传输系统用于对病患位置进行拍摄。
10.根据权利要求1所述的柔性手术机器人，其特征在于，所述第一卷绕装置包括第四电机和第三张紧轮，所述第四电机与所述第三张紧轮传动相连，所述第一线绳的第二端和所述第二线绳的第二端均卷绕于所述第三张紧轮上；所述第二卷绕装置包括第五电机和第四张紧轮，所述第五电机与所述第四张紧轮传动相连，所述第三线绳的第二端和所述第四线绳的第二端均卷绕于所述第四张紧轮上。
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