一种内芯为螺旋型的软体操作器制备方法技术

本发明专利技术提出一种内芯为螺旋形的软体操作器的设计。本发明专利技术的软体操作器由硅胶和光纤布拉格光栅(FBG)构成。本发明专利技术的软体操作器制作简单、稳定性可靠；并且成本较低、重复性高、易于大批量加工。

【技术实现步骤摘要】
一种内芯为螺旋型的软体操作器制备方法
本专利技术属于软体机器人、医疗器械领域，特别涉及一种内芯为螺旋型的软体操作器制备方法。
技术介绍
传统的刚性操作器，由于自身的刚性连杆结构，虽然精度较高，但自由度数量有限，与环境相互作用的能力较差，安全性较低。而且，在医学领域，刚性操作器在手术的过程中，易造成组织损伤、器官发炎，以及器官功能失常，对病人的生命安危，以及后续的医学治疗造成极大的困扰。而软体操作器可以灵活柔顺地改变其自身形状，实现弯曲、收缩等运动，又可以承受和吸收较大的能量冲击。目前，软体操作器基于仿生学的原理，结构一般比较简单、自适应能力强、安全性高，理论上可以有任意自由度。因而，可以在复杂空间以及非结构化环境下工作。在微创手术中，软体操作器通过人体的微小开孔进入腔体，由于人体的腔内环境复杂，空间狭窄，软体机器人难免与人体组织器官接触。软体操作器的本体结构一般由弹性聚合物，如橡胶、硅胶等构成，很大程度上减少了对人体组织的损伤的可能性。实际上，软体操作器的研究仍处于起步阶段，现在对软体操作器的研究也主要集中在软体操作器本体的制作上面。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种内芯为螺旋型的软体操作器制备方法，本专利技术的软体操作器由硅胶和光纤布拉格光栅(FBG)构成。本专利技术的软体操作器制作简单、稳定性可靠；并且成本较低、重复性高、易于大批量加工，增加装置的适用性。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种内芯为螺旋型的软体操作器制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤a、制备螺旋形的硅胶体：步骤a1、安装模具，所述模具内壁设置有螺旋凸起；步骤a2、将硅胶A和硅胶B为原料按1：1的比例倒入烧杯进行混合搅拌；步骤a3、将混合后的硅胶缓慢倒入所述模具，室温下固化24个小时后开模；步骤b、在所述硅胶体表面布设光纤光栅传感器：步骤b1、沿着所述硅胶体螺旋型表面布设光纤光栅传感器；步骤b2、在所述硅胶体底部和顶部与光纤传感器接触的位置滴一滴硅胶粘合剂固定所述光纤光栅传感器；步骤b3、将所述硅胶体放入封装模具中并在所述硅胶体外壁涂敷一层所述混合后的硅胶，静置，待所述硅胶固化成型后将所述软体操作器从所述封装模具中取出。优选的，所述模具内表面为螺旋形，内径为25mm，螺纹深度为1mm。优选的，所述封装模具内表面为没有螺纹的圆筒形模具，内径为28mm。优选地，所述硅胶粘合剂为6800强力速干胶。优选的，所述模具和所述封装模具均为半封闭式。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的软体操作器由硅胶和光纤布拉格光栅(FBG)构成。本专利技术的软体操作器制作简单、稳定性可靠；并且成本较低、重复性高、易于大批量加工。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本专利技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1示意性示出了本专利技术软体操作器结构示意图；图2示意性示出了本专利技术制备软体操作器的模板示意图。图中：1、软体操作器2、光纤光栅传感器3、模板4、封装模板具体实施方式通过参考示范性实施例，本专利技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。本文设计了一种内芯为螺旋形的软体操作器，并介绍了其相关制备过程。与现有技术相比，该软体操作器制作过程简单、方便、成本较低。为达到上述所列的目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术的内芯为螺旋形软体操作器由硅胶和FBG构成。Ecoflex-0050溶液混合均匀，并经模具固定，使其内芯形状为螺旋形。再将FBG传感器沿着螺旋形缠绕在内芯上，并利用速干胶固定。最后，再利用形同介质的硅胶溶液，固化脱模，便成功制备内芯为螺旋形的软体操作器。本专利技术所制备的内芯为螺旋形的软体操作器，其内芯直径25mm，整体直径30mm，高度100mm。在Solidworks中设计软体操作器形状的模具3。采用Ecoflex-0050硅胶按照1：1的比例将A、B溶液，各约40ml，在烧杯中混合，用透明塑料搅拌均匀。将混合后的溶液倒入密封好的硅胶模具3中，硅胶模具3的内壁为螺旋形，室温下固化4小时脱模。在制作好的螺旋形的硅胶体表面，沿着螺旋上升的方向布设光纤布拉格光栅(FBG)，使光栅的位置位于硅胶体中间高度处。在光纤和硅胶体两端的接触处，用6800强力速干胶固定。并将一端多余的光纤剪断，另一端的光纤保留，为了熔接跳线。将布设好光纤的硅胶体，剪掉光纤的一端放在软体操作器模型的底部，再次采用Ecoflex-0050硅胶按照1：1的比例将A、B溶液，各约20ml，均匀混合。将混合好的溶液倒入密封好的圆柱体的封装模具4中，再次固化4小时脱模，即制作完成软体操作器。如图1所示。本专利技术的有益效果：本专利技术的软体操作器由硅胶和光纤布拉格光栅(FBG)构成。本专利技术的软体操作器制作简单、稳定性可靠；并且成本较低、重复性高、易于大批量加工。结合这里披露的本专利技术的说明和实践，本专利技术的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本专利技术的真正范围和主旨均由权利要求所限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内芯为螺旋型的软体操作器制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤a、制备螺旋形的硅胶体：/n步骤a1、安装模具，所述模具内壁设置有螺旋凸起；步骤a2、将硅胶A和硅胶B为原料按1：1的比例倒入烧杯进行混合搅拌；步骤a3、将混合后的硅胶缓慢倒入所述模具，室温下固化24个小时后开模；/n步骤b、在所述硅胶体表面布设光纤光栅传感器：/n步骤b1、沿着所述硅胶体螺旋型表面布设光纤光栅传感器；步骤b2、在所述硅胶体底部和顶部与光纤传感器接触的位置滴一滴硅胶粘合剂固定所述光纤光栅传感器；步骤b3、将所述硅胶体放入封装模具中并在所述硅胶体外壁涂敷一层所述混合后的硅胶，静置，待所述硅胶固化成型后将所述软体操作器从所述封装模具中取出。/n

【技术特征摘要】
1.一种内芯为螺旋型的软体操作器制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤a、制备螺旋形的硅胶体：
步骤a1、安装模具，所述模具内壁设置有螺旋凸起；步骤a2、将硅胶A和硅胶B为原料按1：1的比例倒入烧杯进行混合搅拌；步骤a3、将混合后的硅胶缓慢倒入所述模具，室温下固化24个小时后开模；
步骤b、在所述硅胶体表面布设光纤光栅传感器：
步骤b1、沿着所述硅胶体螺旋型表面布设光纤光栅传感器；步骤b2、在所述硅胶体底部和顶部与光纤传感器接触的位置滴一滴硅胶粘合剂固定所述光纤光栅传感器；步骤b3、将所述硅胶体放入封装模具中并在所述硅胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙广开，祝连庆，朱伟涛，何彦霖，董明利，李红，何巍，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11