CN115089301A - 一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人及其控制方法 - Google Patents

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张钢
杜付鑫
薛少伟
魏行行
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Abstract

本发明属于微创手术机器技术领域，提出了一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人及其控制方法，包括固定台模组，以及设置在所述固定台模组上的连续体机构、管切驱动机构、同心管驱动机构和控制夹钳启闭机构；本发明中的连续体机构由内向外依次是同心管连续体和管切式连续体；通过管切驱动机构控制管切式连续体的弯曲运动与旋转运动，通过同心管驱动机构控制同心管连续体的进给与旋转运动，以及通过控制夹钳启闭机构控制控制夹钳启闭机构钢丝的进给与旋转运动，实现夹钳的启闭；采用这种复合驱动的方式可以使连续体机构适应复杂的人体环境，深入病灶执行手术动作，整体结构紧凑，且减小了手术器械的直径。

Description

一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人及其控制方法
技术领域
本发明属于微创手术机器人技术领域，尤其涉及一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人及其控制方法。
背景技术
机器人技术在微创外科领域的应用，比如在颅底肿瘤切除手术中的应用，使手术的安全可靠性更高，手术器械操作更灵活，最主要的是能够解决医生在进行长时间手术时产生的疲劳问题。
发明人发现，现有的用于颅底肿瘤切除的机器人中，各机构之间在位置上的连接紧凑性较差，整体驱动功能不完善，且机器人整体尺寸大，影响其在微创手术中的应用和推广。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人及其控制方法，连续体机构由内向外依次是同心管连续体，管切式连续体；再通过管切驱动机构和同心管驱动机构分别控制管切式连续体的进给运动与旋转运动和同心管连续体的进给与旋转运动，采用这种复合驱动的方式可以使连续体机构适应复杂的人体环境，深入病灶执行手术动作，同时减小手术器械的直径。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，采用如下技术方案：
一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，包括固定台模组，以及设置在所述固定台模组上的连续体机构、管切驱动机构、同心管驱动机构和控制夹钳启闭机构；
所述连续体机构包括管切式连续体以及位于所述管切式连续体内部的同心管连续体；所述同心管连续体内部设置有软管，所述软管内设置有控制夹钳启闭机构钢丝；
所述管切驱动机构与所述管切式连续体连接；所述同心管驱动机构与所述同心管连续体连接；所述控制夹钳启闭机构与所述控制夹钳启闭机构钢丝连接。
进一步的，所述管切式连续体的管壁圆周方向上，阵列等分布有多个钢丝孔，每个钢丝孔内设置有钢丝线。
进一步的，所述管切控制机构包括导轨支架，所述管切式连续体的末端与导轨支架固定连接；所述导轨支架的两端分别通过轴承与所述固定台模组上的第一支架和第二支架连接；所述第二支架上设置有驱动所述管切控制机构转动的动力装置；
所述导轨支架上通过导轨和滑块设置有连接件，所述连接件上固定有拉力传感器；所述第一支架上固定有电机固定组块，所述电机固定组块的输出轴上固定有管切控制机构丝杠，所述管切控制机构丝杠通过管切控制机构丝杠螺母与所述连接件连接。
进一步的，所述钢丝线的一端穿过所述钢丝孔后与所述管切式连续体固定，另一端与所述拉力传感器固定。
进一步的，所述控制同心管直线运动机构包括控制同心管直线运动机构丝杠支撑座、控制同心管直线运动机构控制器、控制同心管直线运动机构丝杠螺母、控制同心管直线运动机构丝杠、控制同心管直线运动机构联轴器、控制同心管直线运动机构电机底座和控制同心管直线运动机构电机；
所述控制直线运动电机与所述电机底座固定连接，所述电机底座与所述固定台模组上的第五支座固定连接；所述丝杠一端与所述丝杠支撑座内的轴承过盈配合，另一端通过所述联轴器与所述控制直线运动电机连接；所述丝杠支撑座与所述固定台模组上的第三支座固定连接；所述控制器一端通过所述控制同心管直线运动机构丝杠螺母与所述控制同心管直线运动机构丝杠活动连接，另一端通过轴承与所述同心管连续体连接。
进一步的，所述控制同心管旋转机构包括控制同心管旋转机构同步带轮、第一控制同心管旋转机构同步带轮、第二控制同心管旋转机构同步带轮和控制同心管旋转机构电机；所述控制旋转运动电机与电机底座固定连接；所述电机底座与所述固定台模组上的第四支座固定连接；所述同心管连续体与所述第二控制同心管旋转机构同步带轮固定连接；所述第一控制同心管旋转机构同步带轮与所述控制旋转运动电机的输出轴固定连接；所述第二控制同心管旋转机构同步带轮和所述第一控制同心管旋转机构同步带轮之间通过皮带连接。
进一步的，所述控制同心管旋转机构还包括控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承和控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓；所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓与所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承移动连接。
进一步的，所述控制夹钳启闭机构包括控制夹钳启闭机构丝杠支撑座、控制夹钳启闭机构丝杠螺母、控制夹钳启闭机构丝杠、控制夹钳启闭机构联轴器、控制夹钳启闭机构电机底座、控制夹钳启闭机构电机、控制夹钳启闭机构钢丝、软管和第二控制器；
所述控制夹钳启闭电机与所述控制夹钳启闭机构电机底座，所述控制夹钳启闭机构电机底座与所述固定台模组上的第四支座固定连接；所述丝杠一端与所述丝杠支撑座内的轴承过盈配合，另一端通过所述联轴器与所述控制夹钳启闭电机连接；所述丝杠支撑座与所述固定台模组上的第六支座固定连接；所述第二控制器一端通过所述丝杠螺母与所述丝杠活动连接，另一端通过轴承与所述控制夹钳启闭机构钢丝连接。
进一步的，所述控制夹钳旋转机构包括控制夹钳旋转机构电机、控制夹钳旋转机构同步带张紧调节螺栓、控制夹钳旋转机构同步带张紧调节轴承、第一控制夹钳旋转机构同步带轮和第二控制夹钳旋转机构同步带轮；
所述控制旋转运动电机与所述电机底座固定连接，所述电机底座与所述固定台模组上的第五支座固定连接；所述控制夹钳启闭机构钢丝与所述第二控制夹钳旋转机构同步带轮固定连接；所述第一控制夹钳旋转机构同步带轮与所述控制旋转运动电机的输出轴固定连接；所述第一控制夹钳旋转机构同步带轮和所述第二控制夹钳旋转机构同步带轮之间通过皮带连接。
为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人控制方法，采用如下技术方案：
一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人控制方法，采用了如第一方面中所述的用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，包括：通过管切驱动机构控制管切式连续体的弯曲运动与旋转运动，通过同心管驱动机构控制同心管连续体的进给与旋转运动，以及通过控制夹钳启闭机构控制控制夹钳启闭机构钢丝的进给与旋转运动，实现夹钳的启闭。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明中的连续体机构由内向外依次是同心管连续体和管切式连续体；通过管切驱动机构控制管切式连续体的弯曲运动与旋转运动，通过同心管驱动机构控制同心管连续体的进给与旋转运动，以及通过控制夹钳启闭机构控制控制夹钳启闭机构钢丝的进给与旋转运动，实现夹钳的启闭；采用这种复合驱动的方式可以使连续体机构适应复杂的人体环境，深入病灶执行手术动作，整体结构紧凑，且减小了手术器械的直径；
2、本发明控制偏转机构通过四根钢丝线实现管切式连续体的空间运动，使连续体刚度更高，手术环境适应性更好。
附图说明
构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
图1为本发明实施例1的整体结构示意图；
图2为本发明实施例1的管切式连续体、设于固定台模组上的管切控制机构和管切驱动机构结构示意图；
图3为本发明实施例1的管切控制机构电机模组结构示意图；
图4为本发明实施例1的管切式连续体结构示意图；
图5为本发明实施例1的控制同心管直线运动机构结构示意图；
图6为本发明实施例1的控制同心管旋转机构结构示意图；
图7为本发明实施例1的控制夹钳启闭机构结构示意图；
图8为本发明实施例1的控制夹钳旋转机构结构示意图；
其中，1、固定台模组；1-1、底座；1-2、第一支座；1-3、第二支座；1-4、第三支座；1-5、第四支座；1-6、第五支座；1-7、第六支座；2、连续体机构；2-1、管切式连续体；2-2、同心管连续体；3、管切控制机构；3-1、管切控制机构电机模组；3-1-1、管切控制机构电机；3-1-2、第一导轮；3-1-3、第二导轮；3-1-4、电机固定组块；3-2、第三导轮；3-3、导轮架；3-4、管切控制机构联轴器；3-5、导轨；3-6、管切控制机构丝杠；3-7、管切控制机构丝杠支撑座；3-8、连接件；3-9、管切控制机构丝杠螺母；3-10、滑块；3-11、导轨支架；3-12、拉力传感器；4、管切驱动机构；4-1、第一管切驱动机构径向滚珠轴承；4-2、管切驱动机构电机；4-3、管切驱动机构同步带轮；4-3-1、第一管切驱动机构同步带轮；4-3-2、第二管切驱动机构同步带轮；4-3、第一切驱动机构径向滚珠轴承；4-4、第二管切驱动机构径向滚珠轴承；5、控制同心管直线运动机构；5-1、控制同心管直线运动机构丝杠支撑座；5-2、第一控制器；5-3、控制同心管直线运动机构丝杠螺母；5-4、控制同心管直线运动机构丝杠；5-5、控制同心管直线运动机构联轴器；5-6、光杆；5-7、控制同心管直线运动机构电机底座；5-8、控制同心管直线运动机构电机；5-9、第一光杆固定座；5-10、第二光杆固定座；6、控制同心管旋转机构；6-1、控制同心管旋转机构同步带轮；6-1-1、第一控制同心管旋转机构同步带轮；6-1-2、第二控制同心管旋转机构同步带轮；6-2、控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承；6-3、控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓；6-4、控制同心管旋转机构电机；7、控制夹钳启闭机构；7-1、控制夹钳启闭机构丝杠支撑座；7-2、控制夹钳启闭机构丝杠螺母；7-3、控制夹钳启闭机构丝杠；7-4、控制夹钳启闭机构联轴器；7-5、控制夹钳启闭机构电机底座；7-6、控制夹钳启闭机构电机；7-7、控制夹钳启闭机构钢丝；7-8、软管；7-9、第二控制器；8、控制夹钳旋转机构；8-1、控制夹钳旋转机构电机；8-2、控制夹钳旋转机构同步带张紧调节螺栓；8-3、控制夹钳旋转机构同步带张紧调节轴承；8-4、控制夹钳旋转机构同步带轮；8-4-1、第一控制夹钳旋转机构同步带轮；8-4-2、第二控制夹钳旋转机构同步带轮。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供了一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，包括固定台模组1、设于所述固定台模组1上的连续体机构2、管切控制机构3、管切驱动机构4、控制同心管直线运动机构5、控制同心管旋转机构6、控制夹钳启闭机构7、控制夹钳旋转机构8等；
如图1、图2、图5、图6、图7和图8所示，所述固定台模组1包括底座1-1、第一支座1-2、第二支座1-3、第三支座1-4、第四支座1-5、第五支座1-6和第六支座1-7。所述第一支座1-2、所述第二支座1-3、所述第三支座1-4、所述第四支座1-5、所述第五支座1-6和所述第六支座1-7均所述底座1-1固定连接，具体的，可以通过螺栓或焊接等方式进行固定连接。
如图1、图2、图4和图5所示，所述连续体机构2包括管切式连续体2-1和同心管连续体2-2；其中，所述管切式连续体2-1的末端与导轨支架3-11固定连接。所述管切式连续体2-1管壁圆周阵列等分布有多个钢丝孔，每个钢丝孔内设置有钢丝线；本实施例中，钢丝孔可以设置为4个，对应的采用4根控制偏转的钢丝线设置在所述管切式连续体2-1管壁圆周阵列等分布的4个钢丝孔内，在4根控制偏转钢丝线分别伸缩时，带动管切式连续体2-1进行空间里360°的偏摆和俯仰运动。
所述管切控制机构3包括导轨支架3-11，所述管切式连续体2-1的末端与导轨支架3-11固定连接；所述导轨支架3-11的两端分别通过轴承与所述固定台模组上的第一支架1-2和第二支架1-3连接；所述第二支架1-3上设置有驱动所述管切控制机构2转动的动力装置；所述导轨支架3-11上通过导轨3-5和滑块3-10设置有连接件3-8，所述连接件3-8上固定有拉力传感器3-12；所述第一支架1-2上固定有电机固定组块3-1-4，所述电机固定组块3-1-4的输出轴上固定有管切控制机构丝杠3-6，所述管切控制机构丝杠3-6通过管切控制机构丝杠螺母3-9与所述连接件3-8连接；具体的，如图2、图3和图4所示，所述管切控制机构3包括管切控制机构电机模组3-1、管切控制机构电机3-1-1、第一导轮3-1-2、第二导轮3-1-3、电机固定组块3-1-4、第三导轮3-2、导轮架3-3、管切控制机构联轴器3-4、导轨3-5、管切控制机构丝杠3-6、管切控制机构丝杠支撑座3-7、连接件3-8、管切控制机构丝杠螺母3-9、滑块3-10导轨支架3-11和拉力传感器3-12等。具体的，所述管切控制机构3的两套组成部分为在空间内的圆周等阵列结构，仅就一套组成部分进行解释说明。为清楚表达各部件关系，如图3所示，拆除与该部分描述无关零件，所述管切控制机构电机3-1-1与所述电机固定组块3-1-4固定连接，所述电机固定组块3-1-4与所述第一支座1-2固定连接；所述第三导轮3-2设置在所述导轮架3-3上，所述导轮架3-3与所述第一支座1-2固定连接，所述第一导轮3-1-2和所述第二导轮3-1-3设置在所述电机固定组块3-1-4上；所述管切控制机构丝杠3-6一端通过所述管切控制机构联轴器3-4与所述管切控制机构电机3-1-1连接，另一端与所述管切控制机构丝杠支撑座3-7内的轴承过盈配合；所述管切控制机构丝杠支撑座3-7另一端与所述导轨支架3-11固定连接；所述管切控制机构丝杠螺母3-9一端与所述管切控制机构丝杠3-6通过螺纹配合后活动连接，另一端与所述连接件3-8固定连接；所述连接件3-8另一端与所述滑块3-10固定连接；所述滑块3-10通过所述导轨3-5与所述导轨支架3-11活动连接；所述导轨支架3-11一端通过第一管切驱动机构径向滚珠轴承4-1与所述第一支座1-2活动连接，另一端通过第二管切驱动机构径向滚珠轴承4-4与所述第二支座1-3活动连接；所述拉力传感器3-12通过所述连接件3-8与所述管切控制机构丝杠螺母3-9固定连接；控制偏转钢丝线一端与所述拉力传感器3-12固定连接，通过所述第三导轮3-2、所述第一导轮3-1-2和所述第二导轮3-1-3转换方向，另一端通过所述第三管切式连续体2-1内成圆周等阵列结构排列的四个细孔与所述管切式连续体2-1的端口固定连接；所述管切控制机构电机3-1-1旋转时，带动所述管切控制机构丝杠3-6旋转，使所述管切控制机构丝杠螺母3-9通过连接件3-8带动所述拉力传感器3-12执行前进或后退的直线运动，进而带动控制偏转钢丝线执行伸缩运动，使控制偏转钢丝线调整所述管切式连续体2-1的空间偏转情况。所述管切控制机构3的另一套组成部分为在空间内的圆周等阵列结构，具体设置和工作原理在此不再详述。
如图2所示，所述管切驱动机构4包括第一管切驱动机构径向滚珠轴承4-1、管切驱动机构电机4-2、第一管切驱动机构同步带轮4-3-1、第二管切驱动机构同步带轮4-3-2、第一切驱动机构径向滚珠轴承4-3和第二管切驱动机构径向滚珠轴承4-4等；所述管切驱动机构4的工作原理为，所述管切驱动机构电机4-2与所述第二支座1-3固定连接；所述第一管切驱动机构同步带轮4-3-1一端与所述管切驱动机构电机4-2的输出轴固定连接，另一端通过同步带传动与所述第二管切驱动机构同步带轮4-3-2连接。所述管切驱动机构电机4-2旋转时，带动所述第一管切驱动机构同步带轮4-3-1旋转，通过同步带传动使所述第二管切驱动机构同步带轮4-3-2旋转，进而通过所述导轨支架3-11带动所述管切式连续体2-1执行旋转运动。
如图5所示，控制同心管直线运动机构5包括控制同心管直线运动机构丝杠支撑座5-1、第一控制器5-2、控制同心管直线运动机构丝杠螺母5-3、控制同心管直线运动机构丝杠5-4、控制同心管直线运动机构联轴器5-5、光杆5-6、控制同心管直线运动机构电机底座5-7、控制同心管直线运动机构电机5-8、第一光杆固定座5-9和第二光杆固定座5-10等；所述控制同心管直线运动机构5的工作原理为，所述控制直线运动电机5-8与所述电机底座5-7固定连接，所述电机底座5-7与所述第五支座1-6固定连接；所述丝杠5-6一端与所述丝杠支撑座5-1内的轴承过盈配合，另一端通过所述联轴器5-5与所述控制直线运动电机5-8连接；所述丝杠支撑座5-1与所述第三支座1-4固定连接；所述第一控制器5-2一端通过所述控制同心管直线运动机构丝杠螺母5-3与所述丝杠5-4活动连接，另一端通过轴承与所述同心管连续体2-2连接，同时通过轴承与所述光杆5-6活动连接连接，可以通过直线轴承与所述光杆5-6活动连接连接；所述光杠5-6通过所述第一光杆固定座5-9与所述第六支座1-7连接，通过所述第二光杆固定座5-10与第六支座1-7固定连接；所述控制直线运动电机5-8旋转时，带动所述丝杠5-4旋转，使所述第一控制器5-2带动所述同心管连续体2-2执行前进或后退的直线进给运动；所述第一控制器5-2与所述光杆5-6连接保证所述同心管连续体2-2保持水平运动。
如图6所示，所述控制同心管旋转机构6包括控制同心管旋转机构同步带轮6-1、第一控制同心管旋转机构同步带轮6-1-1、第二控制同心管旋转机构同步带轮6-1-2、控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承6-2、控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓6-3和控制同心管旋转机构电机6-4等；所述控制同心管旋转机构6的工作原理为，所述控制旋转运动电机6-4与所述电机底座7-5固定连接；所述电机底座7-5与所述第四支座1-5固定连接；所述同心管连续体2-2与所述第二控制同心管旋转机构同步带轮6-1-2固定连接；所述第一控制同心管旋转机构同步带轮6-1-1与所述控制旋转运动电机6-4的输出轴固定连接；所述第二控制同心管旋转机构同步带轮6-1-2和所述第一控制同心管旋转机构同步带轮6-1-1之间通过皮带连接；在本实施例中，所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓6-3与所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承6-2移动连接，在其他实施例中，也可以不进行所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓6-3和所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承6-2的设置，此时，皮带不可调节张紧度；所述控制旋转运动电机6-4旋转时，带动所述第一控制同心管旋转机构同步带轮6-1-1旋转，所述第一控制同心管旋转机构同步带轮6-1-1通过皮带带动所述第二控制同心管旋转机构同步带轮6-1-2旋转，进而带动所述同心管连续体2-2执行旋转运动；转动所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓6-3时，带动所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承6-2上下移动，进而调节皮带张紧。
如图7所示，所述控制夹钳启闭机构7包括控制夹钳启闭机构丝杠支撑座7-1、控制夹钳启闭机构丝杠螺母7-2、控制夹钳启闭机构丝杠7-3、控制夹钳启闭机构联轴器7-4、控制夹钳启闭机构电机底座7-5、控制夹钳启闭机构电机7-6、控制夹钳启闭机构钢丝7-7、软管7-8和第二控制器7-9等；所述控制夹钳启闭机构7的工作原理为，其中所述控制夹钳启闭电机7-6与所述电机底座7-5固定连接，所述电机底座7-5与所述第四支座1-5固定连接；所述丝杠7-3一端与所述丝杠支撑座7-1内的轴承过盈配合，另一端通过所述联轴器7-4与所述控制夹钳启闭电机7-6连接；所述丝杠支撑座7-1与所述第六支座1-7固定连接；所述第二控制器7-9一端通过所述丝杠螺母7-2与所述丝杠7-3活动连接，另一端通过轴承与所述控制夹钳启闭机构钢丝7-7连接，同时通过轴承与所述光杆5-6活动连接连接，可以通过直线轴承与所述光杆5-6活动连接连接；控制所述夹钳启闭电机7-6旋转时，带动所述丝杠7-3旋转，使所述第二控制器7-9带动所述控制夹钳启闭机构钢丝7-7执行前进或后退运动，进而控制夹钳启闭；所述第二控制器7-9与光杆连接保证控制夹钳启闭机构钢丝保持水平运动。
如图8所示，所述控制夹钳旋转机构8包括控制夹钳旋转机构电机8-1、控制夹钳旋转机构同步带张紧调节螺栓8-2、控制夹钳旋转机构同步带张紧调节轴承8-3、第一控制夹钳旋转机构同步带轮8-4-1和第二控制夹钳旋转机构同步带轮8-4-2；所述控制夹钳旋转机构8的工作原理为，所述控制旋转运动电机8-1与所述电机底座5-7固定连接，所述电机底座5-7与所述第五支座1-6固定连接；所述控制夹钳启闭机构钢丝7-7与所述第二控制夹钳旋转机构同步带轮8-4-2固定连接；所述第一控制夹钳旋转机构同步带轮8-4-1与所述控制旋转运动电机8-1的输出轴固定连接；两个皮带轮之间通过皮带连接；所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓8-2与所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承8-3移动连接；控制所述旋转运动电机8-1旋转时，带动所述第一控制夹钳旋转机构同步带轮8-4-1旋转，所述第一控制夹钳旋转机构同步带轮8-4-1通过皮带带动所述第二控制夹钳旋转机构同步带轮8-4-2旋转，进而带动所述控制夹钳启闭机构钢丝7-7执行旋转运动；本实施例中，所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓8-2时，带动所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承8-3上下移动，进而调节皮带张紧，在其他实施例中，也可以不设置所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓8-2和所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承8-3，此时不能调节皮带张紧度。
本实施例中，所述同心管连续体2-2位于所述管切式连续体2-1内部且贯穿于所述管切式连续体2-1，以及软管7-8位于所述同心管连续体2-2内且贯穿于所述同心管连续体2-2均属于常规设置；所述控制夹钳启闭机构钢丝7-7贯穿所述软管7-8且连接夹钳，对夹钳进行控制均属于常规设置，在此不再详述。
实施例2：
本实施例提供了一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人控制方法，采用了如实施例1中所述的用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，包括：通过管切驱动机构3控制管切式连续体2-1的弯曲运动与旋转运动，通过同心管驱动机构4控制同心管连续体2-2的进给与旋转运动，以及通过控制夹钳启闭机构8控制控制夹钳启闭机构钢丝7-7的进给与旋转运动，实现夹钳的启闭。
以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，其特征在于，包括固定台模组，以及设置在所述固定台模组上的连续体机构、管切驱动机构、同心管驱动机构和控制夹钳启闭机构；
所述连续体机构包括管切式连续体以及位于所述管切式连续体内部的同心管连续体；所述同心管连续体内部设置有软管，所述软管内设置有控制夹钳启闭机构钢丝；
所述管切驱动机构与所述管切式连续体连接；所述同心管驱动机构与所述同心管连续体连接；所述控制夹钳启闭机构与所述控制夹钳启闭机构钢丝连接。
2.如权利要求1所述的一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，其特征在于，所述管切式连续体的管壁圆周方向上，阵列等分布有多个钢丝孔，每个钢丝孔内设置有钢丝线。
3.如权利要求2所述的一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，其特征在于，所述管切控制机构包括导轨支架，所述管切式连续体的末端与导轨支架固定连接；所述导轨支架的两端分别通过轴承与所述固定台模组上的第一支架和第二支架连接；所述第二支架上设置有驱动所述管切控制机构转动的动力装置；
所述导轨支架上通过导轨和滑块设置有连接件，所述连接件上固定有拉力传感器；所述第一支架上固定有电机固定组块，所述电机固定组块的输出轴上固定有管切控制机构丝杠，所述管切控制机构丝杠通过管切控制机构丝杠螺母与所述连接件连接。
4.如权利要求3所述的一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，其特征在于，所述钢丝线的一端穿过所述钢丝孔后与所述管切式连续体固定，另一端与所述拉力传感器固定。
5.如权利要求1所述的一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，其特征在于，所述控制同心管直线运动机构包括控制同心管直线运动机构丝杠支撑座、控制同心管直线运动机构控制器、控制同心管直线运动机构丝杠螺母、控制同心管直线运动机构丝杠、控制同心管直线运动机构联轴器、控制同心管直线运动机构电机底座和控制同心管直线运动机构电机；
所述控制直线运动电机与所述电机底座固定连接，所述电机底座与所述固定台模组上的第五支座固定连接；所述丝杠一端与所述丝杠支撑座内的轴承过盈配合，另一端通过所述联轴器与所述控制直线运动电机连接；所述丝杠支撑座与所述固定台模组上的第三支座固定连接；所述控制器一端通过所述控制同心管直线运动机构丝杠螺母与所述控制同心管直线运动机构丝杠活动连接，另一端通过轴承与所述同心管连续体连接。
6.如权利要求1所述的一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，其特征在于，所述控制同心管旋转机构包括控制同心管旋转机构同步带轮、第一控制同心管旋转机构同步带轮、第二控制同心管旋转机构同步带轮和控制同心管旋转机构电机；所述控制旋转运动电机与电机底座固定连接；所述电机底座与所述固定台模组上的第四支座固定连接；所述同心管连续体与所述第二控制同心管旋转机构同步带轮固定连接；所述第一控制同心管旋转机构同步带轮与所述控制旋转运动电机的输出轴固定连接；所述第二控制同心管旋转机构同步带轮和所述第一控制同心管旋转机构同步带轮之间通过皮带连接。
7.如权利要求6所述的一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，其特征在于，所述控制同心管旋转机构还包括控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承和控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓；所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节螺栓与所述控制同心管旋转机构同步带张紧调节轴承移动连接。
8.如权利要求1所述的一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，其特征在于，所述控制夹钳启闭机构包括控制夹钳启闭机构丝杠支撑座、控制夹钳启闭机构丝杠螺母、控制夹钳启闭机构丝杠、控制夹钳启闭机构联轴器、控制夹钳启闭机构电机底座、控制夹钳启闭机构电机、控制夹钳启闭机构钢丝、软管和第二控制器；
所述控制夹钳启闭电机与所述控制夹钳启闭机构电机底座，所述控制夹钳启闭机构电机底座与所述固定台模组上的第四支座固定连接；所述丝杠一端与所述丝杠支撑座内的轴承过盈配合，另一端通过所述联轴器与所述控制夹钳启闭电机连接；所述丝杠支撑座与所述固定台模组上的第六支座固定连接；所述第二控制器一端通过所述丝杠螺母与所述丝杠活动连接，另一端通过轴承与所述控制夹钳启闭机构钢丝连接。
9.如权利要求1所述的一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，其特征在于，所述控制夹钳旋转机构包括控制夹钳旋转机构电机、控制夹钳旋转机构同步带张紧调节螺栓、控制夹钳旋转机构同步带张紧调节轴承、第一控制夹钳旋转机构同步带轮和第二控制夹钳旋转机构同步带轮；
所述控制旋转运动电机与所述电机底座固定连接，所述电机底座与所述固定台模组上的第五支座固定连接；所述控制夹钳启闭机构钢丝与所述第二控制夹钳旋转机构同步带轮固定连接；所述第一控制夹钳旋转机构同步带轮与所述控制旋转运动电机的输出轴固定连接；所述第一控制夹钳旋转机构同步带轮和所述第二控制夹钳旋转机构同步带轮之间通过皮带连接。
10.一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人控制方法，其特征在于，采用了如权利要求1-9任一项所述的用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人，包括：通过管切驱动机构控制管切式连续体的弯曲运动与旋转运动，通过同心管驱动机构控制同心管连续体的进给与旋转运动，以及通过控制夹钳启闭机构控制控制夹钳启闭机构钢丝的进给与旋转运动，实现夹钳的启闭。
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