【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微创手术和环境勘探领域，具体是涉及一种直径可变的管状柔性臂驱动装置。
技术介绍
1、柔性臂具有运动灵活、接触安全等优点，在微创手术和环境勘探等领域具有广阔的应用。其中，管状柔性臂内部中空，可在其内部通入柔性操作工具、摄像头等，能够完成更丰富的任务。
2、不同操作环境对柔性臂的直径大小要求不同。当操作环境空间狭小时，需要柔性臂结构纤细以顺利进入环境并完成操作动作；对于操作任务复杂、需要多种工具配合完成时，则需要柔性臂具有更大的内部空间，作为多工具的通路；此外，一项操作任务也可能面临多种操作环境间的反复切换，因而需要柔性臂具有不同的截面轮廓大小。
3、编织结构具有弯曲柔顺性与截面折展性，可作为可变直径柔性臂设计的主体结构。然而，现有的单层构型编织式柔性臂具有折展性，但轴向刚度低、难以通过丝线驱动空间运动；采用双层构型编织式柔性臂提升了轴向刚度、能够丝牵引驱动，但限制了结构的折展性。因此，现有技术难以实现变截面与可驱动的兼得。
4、为了解决上述问题，本案由此而生。
技术实现思路
1、为克服现有编织式柔性臂不能同时调节直径和运动驱动的缺陷，本专利技术提供了一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，以期提升柔性臂的环境适应能力。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，包括编织式柔性臂；其特征在于：还包括变径机构；所述变径机构中，机架上设有可沿着轴向移动的调节件，编织式柔性臂的近端连接机
4、所述机架为中空结构，机架的前端面设有定位槽，编织式柔性臂的近端伸入定位槽并由紧固件固定。
5、所述机架上设有若干沿着轴向延伸的滑槽；所述调节件包括可沿着滑槽滑动的滑块、设置在滑块内端的底座、设置在滑块外端的锁紧件；所述变径绳的两端分别与编织式柔性臂的远端以及调节件的底座固定。
6、所述紧固件为抱箍；所述锁紧件为螺栓与垫片。
7、所述编织式柔性臂包括由多股螺旋形的纤维交错编织而成并且内外嵌套的内层编织管与外层编织管，内层编织管与外层编织管的一端与端盖固定并且另一端伸入定位槽并由抱箍固定。
8、所述变径绳的两端分别与端盖以及调节件的底座固定。
9、还包括驱动机构；所述驱动机构包括控制器、驱动器、电机；所述控制器电连接驱动器，驱动器电连接电机，电机通过驱动绳连接端盖。
10、所述驱动绳的一端连接编织式柔性臂的端盖并且另一端连接电机。
11、所述电机为直线步进电机或旋转步进电机。
12、一种变径方法，包括：
13、1)、小直径运动
14、松开紧固件与锁紧件，编织式柔性臂自然伸长到初始状态，编织式柔性臂直径减小且长度增加，再锁上紧固件与锁紧件；驱动机构通过驱动绳牵引编织式柔性臂在小直径状态下运动；
15、2)、大直径运动
16、松开紧固件与锁紧件，使调节件向后移动，调节件通过变径绳压缩编织式柔性臂，编织式柔性臂受压后直径增大且长度减小，再锁上固件与锁紧件；驱动机构通过驱动绳牵引编织式柔性臂在大直径状态下运动。
17、本专利技术的有益效果是：
18、1、本专利技术的可变直径的编织式柔性臂能在不同的直径状态下通过驱动绳的牵引实现运动，也能根据需要切换柔性臂的直径状态，从而在对柔性臂直径有不同要求的多种应用环境中使用，同时实现了变截面与可驱动；
19、2、本专利技术的可变直径的编织式柔性臂具有良好的柔顺性，能实现大曲率弯折，对几何形貌复杂环境(如人体环境)有更强的适应能力。
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1.一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，包括编织式柔性臂(1-1)；其特征在于：还包括变径机构(1-3)；所述变径机构中，机架(6-2)上设有可沿着轴向移动的调节件(6-1)，编织式柔性臂的近端连接机架，编织式柔性臂的远端通过变径绳连接调节件；所述编织式柔性臂中还设有驱动绳(1-4)。
2.根据权利要求1所述的一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，其特征在于：所述机架为中空结构，机架的前端面设有定位槽(6-3)，编织式柔性臂的近端伸入定位槽并由紧固件(6-4)固定。
3.根据权利要求2所述的一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，其特征在于：所述机架上设有若干沿着轴向延伸的滑槽(6-5)；所述调节件包括可沿着滑槽滑动的滑块(7-1)、设置在滑块内端的底座(7-2)、设置在滑块外端的锁紧件；所述变径绳的两端分别与编织式柔性臂的远端以及调节件的底座固定。
4.根据权利要求3所述的一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，其特征在于：所述紧固件为抱箍；所述锁紧件为螺栓(7-3)与垫片(7-4)。
5.根据权利要求4所述的一种直径可变的
6.根据权利要求5所述的一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，其特征在于：所述变径绳的两端分别与端盖以及调节件的底座固定。
7.根据权利要求6所述的一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，其特征在于：还包括驱动机构；所述驱动机构包括控制器(9-1)、驱动器(9-2)、电机(9-3)；所述控制器电连接驱动器，驱动器电连接电机，电机通过驱动绳连接端盖。
8.根据权利要求7所述的一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，其特征在于：所述驱动绳的一端连接编织式柔性臂的端盖并且另一端连接电机。
9.根据权利要求8所述的一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，其特征在于：所述电机为直线步进电机或旋转步进电机。
10.一种变径方法，利用权利要求2-9任一项所述的编织式管状柔性臂驱动装置，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，包括编织式柔性臂(1-1)；其特征在于：还包括变径机构(1-3)；所述变径机构中，机架(6-2)上设有可沿着轴向移动的调节件(6-1)，编织式柔性臂的近端连接机架，编织式柔性臂的远端通过变径绳连接调节件；所述编织式柔性臂中还设有驱动绳(1-4)。
2.根据权利要求1所述的一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，其特征在于：所述机架为中空结构，机架的前端面设有定位槽(6-3)，编织式柔性臂的近端伸入定位槽并由紧固件(6-4)固定。
3.根据权利要求2所述的一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，其特征在于：所述机架上设有若干沿着轴向延伸的滑槽(6-5)；所述调节件包括可沿着滑槽滑动的滑块(7-1)、设置在滑块内端的底座(7-2)、设置在滑块外端的锁紧件；所述变径绳的两端分别与编织式柔性臂的远端以及调节件的底座固定。
4.根据权利要求3所述的一种直径可变的编织式管状柔性臂驱动装置，其特征在于：所述紧固件为抱箍；所述锁紧件为螺栓(7-3)与垫片(7-4)。
5.根据权利要求4所述的一种直...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡兴涛，陈嘉睿，周智凯，程小琳，尚祖峰，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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