CN207077445U - 一种多段式柔性机械臂与消化内镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医疗器械领域，公开了一种多段式柔性机械臂与消化内镜，其中机械臂包括若干串联的臂段，以及三根以上的驱动绳；臂段包括若干串联的转动体，相邻臂段之间，以及同一臂段内的相邻转动体之间通过滚动副连接；驱动绳沿转动体的周向分布，且沿串联方向依次穿过各臂段的转动体，并与最末端的转动体固接；随驱动绳的伸缩，前一转动体可相对后一转动体沿至少一个方向摆动，且相邻臂段的摆动方向相互交错，同一臂段内的相邻转动体的摆动方向相同。本实用新型通过若干串联的转动体形成臂段，臂段串联形成机械臂，臂段之间以及同一臂段的转动体之间通过滚动副连接，可以实现臂段之间与转动体之间的灵活转动，实现机械臂的灵活弯曲。

Description

一种多段式柔性机械臂与消化内镜

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，具体是涉及一种消化内镜，尤其是涉及一种消化内镜上的多自由度柔性机械臂。

背景技术

随着技术的发展，消化内镜越来越多的应用于疾病的诊断、治疗。在实际应用场合中消化内镜可与机械臂配合使用，即医护人员通过消化内镜的影像系统获取病变的位置，然后利用机械臂带动手术器械对病变位置进行操作。机械臂多数采用柔性臂，通过自身的弯曲实现手术器械的多向运动。现有技术中的机械臂通常由柔性橡胶或者硅胶制成，利用材料的性质实现柔性弯曲，然而此种机械臂运动不够灵活，响应不够迅速，且尺寸较大，无法做到微型化设计，难以满足人们的要求。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种多段式柔性机械臂，用于解决现有技术中运动不够灵活、尺寸大、响应不够迅速的问题。

本实用新型还涉及一种应用上述多段式柔性机械臂的消化内镜。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多段式柔性机械臂，包括若干串联的臂段，以及三根以上的驱动绳；臂段包括若干串联的转动体，相邻臂段之间，以及同一臂段内的相邻转动体之间通过滚动副连接；驱动绳沿转动体的周向分布，且沿串联方向依次穿过各臂段的转动体，并与最末端的转动体固接；随驱动绳的伸缩，前一转动体可相对后一转动体沿至少一个方向摆动，且相邻臂段的摆动方向相互交错，同一臂段内的相邻转动体的摆动方向相同。

作为上述方案的进一步改进方式，转动体的尾端设有带有向外突出的曲面，转动体的首端设有平面，前一转动体的曲面与后一转动体的平面抵持。

作为上述方案的进一步改进方式，曲面形状满足设置：沿第一方向处处等高，沿与第一方向垂直的第二方向，中间部位最高，并向两侧逐渐降低。

作为上述方案的进一步改进方式，相邻臂段的摆动方向相互垂直。

作为上述方案的进一步改进方式，包括四根驱动绳，驱动绳沿转动体的周向均匀分布。

作为上述方案的进一步改进方式，转动体上设有与驱动绳数量对应的绳孔，驱动绳穿设在对应的绳孔内。

作为上述方案的进一步改进方式，转动体的中心设有通道，通道沿串联方向贯穿转动体。

一种消化内镜，包括上述多段式柔性机械臂。

本实用新型的有益效果是：

通过若干串联的转动体形成臂段，臂段串联形成机械臂，臂段之间以及同一臂段的转动体之间通过滚动副连接，从而可以实现臂段之间与转动体之间的灵活转动，进而可以实现机械臂的灵活弯曲，提升机械臂的响应速度，减小机械臂的径向尺寸。

在本实用新型的优选实施例中，转动体之间通过曲面与平面配合，除摩擦力之外没有其他阻碍转动的作用力，从而可以实现转动体之间的灵活转动。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型多段式柔性机械臂一个实施例的立体示意图；

图2是本实用新型转动体一个实施例的立体示意图；

图3是本实用新型转动体一个实施例的正视图；

图4是本实用新型转动体一个实施例的侧视图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1，示出了本实用新型一个实施例的立体示意图，如图所示，柔性机械臂的主体结构包括若干串联的臂段100，以及三根以上(本实用新型所称的以上包括本数)的驱动绳200。臂段100包括若干串联的转动体300，其中，相邻臂段100之间，以及同一臂段内的相邻转动体300之间均通过滚动副连接，从而可以实现臂段之间与转动体之间的灵活转动，进而可以实现机械臂的灵活弯曲，提升机械臂的响应速度。

参照图2至图4，分别示出了本实用新型转动体一个实施例的立体示意图、正视图与侧视图。如图所示，转动体300大体成圆柱形，其首端具有平面301，尾端具有向外突出的曲面302，该曲面302满足设置：沿图3中箭头的方向处处等高，沿图4中箭头的方向中间部位最高，并向两边逐渐降低，即转动体300可沿图4中箭头方向摆动。

转动体300上优选还设有若干的绳孔303，绳孔303的数量与驱动绳200的数量对应，本实施例中优选设置四个绳孔303，该四个绳孔303沿转动体300的周向均匀分布。

转动体300上优选还设有通道304，通道304沿串联方向贯穿转动体300，以供末端执行器械等机构所需的驱动绳穿过转动体到达体外控制端。

参照图1，若干转动体300串联形成臂段，即位于同一臂段内的前一转动体300的曲面302与后一转动体300的平面301抵持，由于曲面302与平面301之间为线接触，除摩擦力之外没有其他阻碍转动的作用力，故转动体300之间的转动十分灵活。优选的，同一臂段内的相邻转动体300的摆动方向相同。

若干臂段100串联形成机械臂，具体是前一臂段100尾端的转动体300的曲面302与后一臂段100首端的转动体300的平面301抵持。为实现机械臂的多向弯曲，相邻臂段100的摆动方向相互交错，本实施例中相邻臂段100的摆动方向相互垂直。

本实用新型中臂段的数量、同一臂段内转动体的数量以及臂段之间摆动方向的夹角均可根据实际情况调整，如相邻臂段摆动方向的夹角可以为30°、45°或者60°等，本实用新型对此不作具体限定。

驱动绳200作为机械臂的动力源，其沿串联方向依次穿过各臂段100内的转动体300，并与最末端的转动体300(如图1所示，最末端的转动体即为最上端的转动体)固接，如此，当一侧驱动绳200拉紧同时对侧的驱动绳200松开时，机械臂将朝驱动绳拉紧的一侧弯曲，通过四根驱动绳200的配合便可以实现机械臂朝四个方向上的弯曲。

本实用新型还公开了一种应用上述多段式柔性机械臂的消化内镜。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种多段式柔性机械臂，其特征在于，包括若干串联的臂段，以及三根以上的驱动绳；所述臂段包括若干串联的转动体，相邻所述臂段之间，以及同一臂段内的相邻所述转动体之间通过滚动副连接；所述驱动绳沿所述转动体的周向分布，且沿串联方向依次穿过各所述臂段的所述转动体，并与最末端的所述转动体固接；随所述驱动绳的伸缩，前一所述转动体可相对后一所述转动体摆动，且相邻所述臂段的摆动方向相互交错，同一臂段内的相邻所述转动体的摆动方向相同。

2.根据权利要求1所述的多段式柔性机械臂，其特征在于，所述转动体的尾端设有带有向外突出的曲面，前一所述转动体的所述曲面与后一所述转动体的首端抵持。

3.根据权利要求2所述的多段式柔性机械臂，其特征在于，所述曲面形状满足设置：沿第一方向处处等高，沿与所述第一方向垂直的第二方向，中间部位最高，并向两侧逐渐降低。

4.根据权利要求1所述的多段式柔性机械臂，其特征在于，相邻所述臂段的摆动方向相互垂直。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的多段式柔性机械臂，其特征在于，包括四根所述驱动绳，所述驱动绳沿所述转动体的周向均匀分布。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的多段式柔性机械臂，其特征在于，所述转动体上设有与所述驱动绳数量对应的绳 孔，所述驱动绳穿设在对应的所述绳孔内。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的多段式柔性机械臂，其特征在于，所述转动体的中心设有通道，所述通道沿串联方向贯穿所述转动体。

8.一种消化内镜，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的多段式柔性机械臂。