【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多腔道连续体柔性臂领域，具体地，涉及自接触式多腔道连续体柔性臂及机器人。
技术介绍
1、传统应用于手术中的机械臂集成于外科手术机器人系统中，用于辅助外科手术的顺利进行，稳定、精确以及灵活的机械臂能够完成在人手无法触及的狭小空间内的操作。但是刚性结构的机械臂对于人体脆弱的组织容易造成损伤，因此，可用于微创手术的软体机械臂一出现就受到了广泛关注。
2、体积小巧的软体机械臂可以通过人体切开的创口，进入人体内实现类似胃镜等内窥镜的检查功能，也可以通过末端加载功能模块实现如抓取等操作。柔软拥有众多的优点。且软体机械臂不仅适用于微创手术狭窄腔道内的操作，也可以适用于工业狭窄空间内的操作，例如工业设备等狭窄空间内，可以柔性弯曲到达指定位置，进行摄像观察、中间通道穿入夹子/磁铁取走散落螺丝或其他器件、穿入螺丝刀或传感器等进行操作。整体外形尺寸可以根据实际需求进行放大。
3、目前很多软体机械臂均采用气动原理，但气动原理的软体机械臂存在安全隐患，由于是利用气动驱动软体产生移动或形变，一旦发生软体破裂，由于漏气对人体中的细小血管或器官产生危害。
4、经检索，现有一篇专利号为cn111588470a的中国专利技术专利，公开了用于腔内介入诊疗的全方向异形弯曲连续体柔性机械臂，包括基座和多个模块化单元，多个模块化单元由下向上层设在基座上，基座和模块化单元的上端面设有若干个接触块和若干个骨架，接触块的高度低于或等于骨架的高度，基座和模块化单元的中心设有通孔，通孔的周围设有多个线孔，多个模块化单元上的线孔和基座
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种自接触式多腔道连续体柔性臂及机器人。
2、根据本专利技术提供的一种自接触式多腔道连续体柔性臂，包括：柔性弯曲段、密封保护管、固定帽以及工作部件，工作部件安装在固定帽上，固定帽固定在柔性弯曲段的前端，密封保护管布置在柔性弯曲段和固定帽的外表面，且密封保护管布置在柔性弯曲段内第二装置通道的内表面；
3、柔性弯曲段外侧设有沿轴线分布竖直方向和水平方向的多个槽式结构，柔性弯曲段内部设置有多个装置通道和多个驱动丝通道，多个驱动丝通道内部连接有相对应的驱动丝。
4、优选的，柔性弯曲段包括第一间隙结构、中间片结构以及第二间隙结构，多个第一间隙结构和多个第二间隙结构依次交替排列，第一间隙结构和第二间隙结构之间布置有中间片结构；
5、第一间隙结构内设有竖直支撑梁结构和竖直自接触支撑结构，第一间隙结构与竖直支撑梁结构构成竖直方向槽式结构，且竖直自接触支撑结构表面与竖直方向槽式结构的第一竖直槽接触面和第二竖直槽接触面存在一定的距离间隙；
6、第二间隙结构内设有水平支撑梁结构和水平自接触支撑结构，第二间隙结构和水平支撑梁结构构成水平方向槽式结构，且水平自接触支撑结构与水平方向槽式结构的第一水平槽接触面和第二水平槽接触面存在一定的距离间隙。
7、优选的，中间片结构上设有驱动丝通孔，第一间隙结构和第二间隙结构上分别设有与驱动丝通孔相对应的驱动丝通孔对应处；沿柔性弯曲段的轴线方向，驱动通孔、第一间隙结构的驱动丝通孔对应处以及第二间隙结构的驱动丝通孔对应处形成驱动丝通道；驱动丝通道内连接有驱动丝，且驱动丝的一端与固定帽相连；
8、中间片结构上设有装置通孔，第一间隙结构和第二间隙结构上分别设有与装置通孔相对应的装置通孔对应处；沿柔性弯曲段的轴线方向，装置通孔、第一间隙结构的装置通孔对应处以及第二间隙结构的装置通孔对应处形成装置通道，装置通道内通过工作线缆和/或工作部件。
9、优选的，驱动丝包括圆头部和丝线主体，丝线主体通过圆头部与固定帽连接，且圆头部的直径大于驱动丝通道，驱动丝通过圆头部固定安装至固定帽上对应的驱动丝通道前端。
10、优选的，竖直自接触支撑结构包括第一竖直自接触支撑结构和第二竖直自接触支撑结构，水平自接触支撑结构包括第一水平自接触支撑结构和第二水平自接触支撑结构；
11、多个第一间隙结构、多个中间片结构以及多个第二间隙结构通过第一竖直自接触支撑结构和第一水平自接触支撑结构组成第一柔性弯曲段；
12、多个第一间隙结构、多个中间片结构以及多个第二间隙结构通过第二竖直自接触支撑结构和第二水平自接触支撑结构组成第二柔性弯曲段；
13、且第一竖直自接触支撑结构、第二竖直自接触支撑结构、第一水平自接触支撑结构以及第二水平自接触支撑结构分别由多个间距排列的支撑结构组成；
14、或者，多个水平自接触支撑结构和/或多个竖直自接触支撑结构采用多种结构形态，包括镂空结构、交错的弯曲铰链结构；多个水平自接触支撑结构和/或多个竖直自接触支撑结构在柔性弯曲段变形基础上进行二次弯曲变形，实现变刚度弯曲变形，以获得预设目标向下弯曲变形姿态。
15、优选的，柔性弯曲段包括第一柔性弯曲段和第二柔性弯曲段，第一柔性弯曲段和第二柔性弯曲段中心线的弯曲半径不同；
16、驱动丝通过向后驱动拉伸实现柔性弯曲段上下左右方向的弯曲变形、第一柔性弯曲段和第二柔性弯曲段的弯曲变形姿态。
17、优选的，当第一柔性弯曲段达到弯曲变形极限状态时，多个第一水平自接触支撑结构表面与对应的多个第一水平槽接触面接触，第一柔性弯曲段通过第一水平自接触支撑结构实现弯曲形状限位；
18、或者，多个第二竖直自接触支撑结构表面与对应的多个第二竖直槽接触面接触，第一柔性弯曲段通过第二竖直自接触支撑结构实现弯曲形状限位；
19、当第二柔性弯曲段达到弯曲变形极限状态时，多个第二水平自接触支撑结构表面与对应的多个第二水平槽接触面接触，第二柔性弯曲段通过第二水平自接触支撑结构实现弯曲形状限位；
20、或者，多个第一竖直自接触支撑结构表面与对应的多个第一竖直槽接触面接触，第二柔性弯曲段通过第一竖直自接触支撑结构实现弯曲形状限位。
21、优选的，固定帽上设有安装通道或安装孔，安装通道或安装孔的尺寸分别与装置通道和驱动丝通道的尺寸相对应。
22、优选的，工作部件包括摄像装置、照明或传感装置、照明或传感装置以及操作装置中的一个或多个；
23、摄像装置、照明或传感装置、照明或传感装置以及操作装置分别通过固定帽连接于柔性弯曲段的前端。
24、本专利技术还提供了一种机器人，包括自接触式多腔道连续体柔性臂和控制操作装置，自接触式多腔道连续体柔性臂的末端连接有控制操作装置，控制操作装置驱动控制自接触式多腔道连续体柔性臂内部驱动丝，控制操作装置分别控制摄像装置、照明或传感装置、照明或传感装置以及操作装置中的一个或多个。
25、与现有技术相比，本专利技术具有如本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，包括：柔性弯曲段(11)、密封保护管(12)、固定帽(13)以及工作部件，所述工作部件安装在所述固定帽(13)上，所述固定帽(13)固定在所述柔性弯曲段(11)的前端，所述密封保护管(12)布置在所述柔性弯曲段(11)和所述固定帽(13)的外表面，且所述密封保护管(12)布置在所述柔性弯曲段(11)内第二装置通道(112)的内表面；
2.根据权利要求1所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述柔性弯曲段(11)包括第一间隙结构(31)、中间片结构(32)以及第二间隙结构(33)，多个所述第一间隙结构(31)和多个所述第二间隙结构(33)依次交替排列，所述第一间隙结构(31)和所述第二间隙结构(33)之间布置有所述中间片结构(32)；
3.根据权利要求2所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述中间片结构(32)上设有驱动丝通孔，所述第一间隙结构(31)和所述第二间隙结构(33)上分别设有与所述驱动丝通孔相对应的驱动丝通孔对应处；沿所述柔性弯曲段(11)的轴线方向，所述驱动通孔、所述第一间隙结构
4.根据权利要求1所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述驱动丝(15)包括圆头部和丝线主体，所述丝线主体通过所述圆头部与所述固定帽(13)连接，且所述圆头部的直径大于所述驱动丝通道，所述驱动丝(15)通过所述圆头部固定安装至所述固定帽(13)上对应的所述驱动丝通道前端。
5.根据权利要求2所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述竖直自接触支撑结构包括第一竖直自接触支撑结构(1112)和第二竖直自接触支撑结构(1118)，所述水平自接触支撑结构包括第一水平自接触支撑结构(1117)和第二水平自接触支撑结构(1119)；
6.根据权利要求5所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述柔性弯曲段(11)包括所述第一柔性弯曲段(1101)和所述第二柔性弯曲段(1102)，所述第一柔性弯曲段(1101)和所述第二柔性弯曲段(1102)中心线的弯曲半径不同；
7.根据权利要求6所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，当所述第一柔性弯曲段(1101)达到弯曲变形极限状态时，多个所述第一水平自接触支撑结构(1117)表面与对应的多个所述第一水平槽接触面(1121)接触，所述第一柔性弯曲段(1101)通过所述第一水平自接触支撑结构(1117)实现弯曲形状限位；
8.根据权利要求1所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述固定帽(13)上设有安装通道或安装孔，所述安装通道或所述安装孔的尺寸分别与所述装置通道和所述驱动丝通道的尺寸相对应。
9.根据权利要求1所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述工作部件包括摄像装置(14)、照明或传感装置(16)、照明或传感装置(17)以及操作装置(18)中的一个或多个；
10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的自接触式多腔道连续体柔性臂(1)和控制操作装置(2)，所述自接触式多腔道连续体柔性臂(1)的末端连接有所述控制操作装置(2)，所述控制操作装置(2)驱动控制所述自接触式多腔道连续体柔性臂(1)内部所述驱动丝(15)，所述控制操作装置(2)分别控制所述摄像装置(14)、所述照明或传感装置(16)、所述照明或传感装置(17)以及所述操作装置(18)中的一个或多个。
...【技术特征摘要】
1.一种自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，包括：柔性弯曲段(11)、密封保护管(12)、固定帽(13)以及工作部件，所述工作部件安装在所述固定帽(13)上，所述固定帽(13)固定在所述柔性弯曲段(11)的前端，所述密封保护管(12)布置在所述柔性弯曲段(11)和所述固定帽(13)的外表面，且所述密封保护管(12)布置在所述柔性弯曲段(11)内第二装置通道(112)的内表面；
2.根据权利要求1所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述柔性弯曲段(11)包括第一间隙结构(31)、中间片结构(32)以及第二间隙结构(33)，多个所述第一间隙结构(31)和多个所述第二间隙结构(33)依次交替排列，所述第一间隙结构(31)和所述第二间隙结构(33)之间布置有所述中间片结构(32)；
3.根据权利要求2所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述中间片结构(32)上设有驱动丝通孔，所述第一间隙结构(31)和所述第二间隙结构(33)上分别设有与所述驱动丝通孔相对应的驱动丝通孔对应处；沿所述柔性弯曲段(11)的轴线方向，所述驱动通孔、所述第一间隙结构(31)的驱动丝通孔对应处以及所述第二间隙结构(33)的驱动丝通孔对应处形成所述驱动丝通道；所述驱动丝通道内连接有所述驱动丝(15)，且所述驱动丝(15)的一端与所述固定帽(13)相连；
4.根据权利要求1所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述驱动丝(15)包括圆头部和丝线主体，所述丝线主体通过所述圆头部与所述固定帽(13)连接，且所述圆头部的直径大于所述驱动丝通道，所述驱动丝(15)通过所述圆头部固定安装至所述固定帽(13)上对应的所述驱动丝通道前端。
5.根据权利要求2所述的自接触式多腔道连续体柔性臂，其特征在于，所述竖直自接触支撑结构...
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