[发明专利]一种基于柔性链带的多自由度柔性器械

权利要求书

1.一种基于柔性链带的多自由度柔性器械，具有中空的轴管，轴管内设有柔性传动杆及四股牵引丝线，轴管的远端通过蛇形关节连接前端执行装置，前端执行装置包括至少一个工具瓣和工具支撑座，工具瓣与工具支撑座转动连接，柔性传动杆的远端穿过轴管、及形成在蛇形关节及工具支撑座中心的中心通道驱动工具瓣相对工具支撑座转动，四股牵引丝线的远端分别穿过围绕蛇形关节中心通道四周均匀布置的通孔连接工具支撑座的四周，驱动工具支撑座相对轴管自由摆动，其特征在于，所述轴管的近端安装万向转向机构，万向转向机构的远端和靠近万向转向机构近端的卡箍分别与弯曲的连杆的两端固定连接，所述柔性传动杆的近端依次穿过万向转向机构、柔性传动杆套管连接手柄中的轴向滑动件，所述卡箍与万向转向机构的近端之间布置所述手柄；

所述万向转向机构包括圆柱形的中空壳体，中空壳体的近端沿环向均匀设置多个相互隔开的裙板组成的环形结构，裙板之间的缝隙平行于轴管，环形结构被套置在卡环中，环形结构内安装有指环结构，指环结构具有沿环向布置的球冠表面，卡环能使环形结构夹紧指环结构，和在紧固件松弛时，使环形结构与指环结构间隙配合；所述指环结构中心安装有万向节内框，万向节内框的上下左右侧分别对称嵌入相互垂直的一对纵向转轴和一对横向转轴，一对纵向转轴相背的一端与指环结构转动连接，一对横向转轴相背的一端与 Y 型摆动关节的两个对称分岔端转动连接，Y 型摆动关节与万向节内框均设有正对轴管的通孔，四股牵引丝线的近端沿轴管伸入中空壳体内分别经由均匀布置在 Y 型摆动关节四周的线管分线，然后张紧着与均匀分布在指环结构的四周的四点连接固定；

所述手柄的远端设有万向关节，所述指环结构背向轴管的一侧与可伸缩的连接件的远端连接，所述连接件的近端通过万向关节连接手柄，所述柔性传动杆套管的两端分别对接指环结构的中心和手柄远端。

2.根据权利要求1所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述手柄的远端设有指向手柄中轴且环绕手柄中轴均匀分布的四个转轴，所述指环结构背向轴管的一侧与链带连接板二固定连接，所述链带连接板二的四周边缘中的至少两个相互垂直的边缘分别与一根链带的远端铰接，各根链带的近端分别与对应的转轴转动连接，该链带包括链块及铰接链块的铰轴，所有铰轴均垂直于轴管的轴向。

3.根据权利要求 1~2 任一项所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械， 其特征在于，四股牵引丝线的近端分别与安装在所述指环结构内的四组收线机构连接固定，所述指环结构背向轴管的一侧与具有中心通孔的端盖紧固连接，所述收线机构包括蜗轮、蜗杆，所述牵引丝线的近端捆绑固定在蜗轮上，蜗轮可转动地安装在指环结构内的空腔中并与蜗杆啮合，四个蜗杆远离蜗轮的一端分别与均匀分布在端盖中心通孔四周的四个蜗杆孔转动连接，蜗杆孔贯穿端盖的正反面， 所述牵引丝线的近端与蜗轮的轴向垂直。

4.根据权利要求 3 所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述空腔为所述指环结构内以中心孔为圆心均匀对称布置的四个 L 型空腔， L 型空腔的一端均指向端盖，用于收容蜗杆，L 型空腔的另一端的延伸方向与牵引丝线垂直，用于收容蜗轮，蜗杆与蜗轮在 L 型空腔内啮合，指环结构还设有供牵引丝线引入 L 型空腔与蜗轮缠绕连接的丝线孔。

5.根据权利要求 4 所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述 Y型摆动关节固定于轴承二中，所述轴管的近端固定于轴承一中，所述轴承一和轴承二与中空壳体的内周转动连接，所述轴管的近端固定连接喇叭管， 喇叭管的内周与 Y 型摆动关节的远端点焊连接固定。

6.根据权利要求 5 所述的基于柔性链带的多自由度柔性器械，其特征在于，所述喇叭管外表面或内表面设有四条平行螺旋管，螺旋管环绕喇叭管 1/2+n 圈，n 为整数，每根所述牵引丝线的近端经由一根螺旋管引出，再分别连接至指环结构的四个蜗轮。