[发明专利]一种基于连续体构型的单杆柔性驱动手术机器人执行器

权利要求书

1.一种基于连续体构型的单杆柔性驱动手术机器人执行器，其特征在于：包括固定在移动底座（1）上的机械臂（2）、固定在机械臂（2）上的安装架（3）、与安装架（3）相连的连续体柔性关节（4）、与连续体柔性关节（4）相连的手术钳总成（5）以及设置在安装架（3）内的驱动机构；所述的驱动机构包括连接手术钳总成（5）与第五电动推杆（65）的第五柔索（651），还包括连接连续体柔性关节（4）与第一电动推杆（61）的第一柔索（611）、连接连续体柔性关节（4）与第二电动推杆（62）的第二柔索（621）、连接连续体柔性关节（4）与第三电动推杆（63）的第三柔索（631）、连接连续体柔性关节（4）与第四电动推杆（64）的第四柔索（641），所述的第一柔索（611）、第二柔索（621）、第三柔索（631）及第四柔索（641）依次沿第五柔索（651）的周向均匀间隔布置，上述的各电动推杆均分别驱动与之相连的柔索实现直线往复运动，所述的手术钳总成（5）在第五柔索（651）的牵引下实现张开或闭合，所述的连续体柔性关节（4）在第一柔索（611）和第三柔索（631）的牵引下实现上下方向的偏转，所述的连续体柔性关节（4）在第二柔索（621）和第四柔索（641）的牵引下实现左右方向的偏转；

所述的连续体柔性关节（4）包括整体呈方形的关节本体（41）以及固定在关节本体两端的第二法兰盘（42）和第三法兰盘（43），其中：第二法兰盘（42）与第一法兰盘（35）连接，第三法兰盘（43）与手术钳总成的底盘（51）连接，所述的连续体柔性关节（4）沿其轴向分别设有与第一柔索（611）、第二柔索（621）、第三柔索（631）、第四柔索（641）、第五柔索（651）相配合的孔洞，所述的关节本体（41）沿其长度方向设有依次交错90°布置的方形槽（411），所述的方形槽（411）由关节本体（41）的外表面向内垂直开设，所述方形槽（411）的轴向宽度为2.5mm，相邻两个方形槽（411）之间的轴向距离为5mm；

所述的手术钳总成（5）包括与第三法兰盘（43）相固定的底盘（51）、与底盘（51）相连的外壳（52）以及贯穿底盘（51）设置的推杆（53），所述推杆（53）的一端与第五柔索（651）相固定，且推杆（53）与第五柔索（651）的中心轴线相吻合，所述推杆（53）的另一端与主连接关节（54）的中心点螺纹连接，所述的底盘（51）与主连接关节（54）之间的推杆（53）上套设有复位弹簧（55），所述复位弹簧（55）的一端与主连接关节（54）固连，复位弹簧（55）的另一端抵靠在底盘（51）的端面上，所述的手术钳总成（5）还包括对称设置的左钳体组件（56）与右钳体组件（57），所述的左钳体组件（56）包括左钳体（561）、第一连接关节（562）和第二连接关节（563），所述第一连接关节（562）的一端与左钳体（561）固连且该端通过螺栓与外壳（52）连接，第一连接关节（562）的另一端与第二连接关节（563）的一端铰接，第二连接关节（563）的另一端与主连接关节（54）的一端铰接；所述的右钳体组件（57）包括右钳体（571）、第三连接关节（572）和第四连接关节（573），所述的第三连接关节（572）的一端与右钳体（571）固连且该端通过螺栓与外壳（52）连接，第三连接关节（572）的另一端与第四连接关节（573）的一端铰接，第四连接关节（573）的另一端与主连接关节（54）的另一端铰接，初始状态下左钳体（561）与右钳体（571）处于闭合状态，且复位弹簧（55）处于压缩状态；

所述的安装架（3）包括与机械臂（2）相连的底座（31）、与底座（31）相配合连接的筒状壳体（32）、与筒状壳体（32）相配合连接的端盖（33），还包括连接端盖（33）与连续体柔性关节（4）的延长管（34），所述的筒状壳体（32）为分体结构，包括卡接配合的第一壳体（321）与第二壳体（322），所述延长管（34）的一端与端盖（33）上的第一柱状凸起（331）过盈配合，延长管（34）的另一端通过第一法兰盘（35）与连续体柔性关节（4）相连，所述的第一法兰盘（35）上设有与延长管（34）过盈配合的第二柱状凸起，所述的第一柱状凸起（331）及第二柱状凸起上均分别设有供第一柔索（611）、第二柔索（621）、第三柔索（631）、第四柔索（641）及第五柔索（651）穿出的孔洞。