可弯转可伸缩的柔性连续体机械结构制造技术

本发明专利技术涉及一种可弯转可伸缩的柔性连续体机械结构。该连续体机械结构包括：远端结构体、近端结构体，以及中部连接体。远端结构体包括远端间隔盘、远端锁紧盘和结构骨。近端结构体包括近端间隔盘、近端锁紧盘和结构骨。中部连接体包括管道固定板和管道。其中，远端结构体经由中部连接体与近端结构体关联，结构骨一端固定于近端锁紧盘，依次穿过近端间隔盘、中部连接体、远端间隔盘，并固定于远端锁紧盘，使得当驱动近端结构体朝向任意方向弯转和/或伸缩时，远端结构体相应地朝向相反的方向弯转和/或伸缩。本发明专利技术的连续体机械结构以极其简单的结构实现了朝向任意方向的弯转和/或伸缩，具有非常广泛的用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械、工业自动化等领域，具体涉及用于医疗器械、工业自动化设备等的可弯转可伸缩的柔性连续体机械结构。
技术介绍
在现有的可弯转的机械结构中，可控弯转运动基本是通过相互铰接的两个刚性或柔性连杆通过在铰接关节处的相对转动来实现的。通过此种结构实现多个独立弯转运动的串联时，由于传动布置的困难，一般需要在每个铰接关节处安装驱动单元(如电机、液压顶杆等)；因而远端驱动单元成为了近端驱动单元的负载，这会使得此种功能的实现结构相对繁复、尺寸相对较大。在医疗手术或工业深腔检测等场合中，需要以极小外围尺寸构造多自由度多弯转功能的器械，尤其在用于病人的微创手术或工业深腔检测中，前述通过相互铰接方式实现串联的机械结构的方案显现出了诸多难以克服的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是专利技术一种机械结构，该机械结构可延接可弯转可伸缩，可承受一定负载(扭矩、外力等)，能以极精简的结构实现多自由度的远端灵活操作。为实现上述目的，本专利技术提供了一种柔性连续体机械结构，其特征在于，包括:远端结构体，所述远端结构体包括远端间隔盘、远端锁紧盘和结构骨；近端结构体，所述近端结构体包括近端间隔盘、近端锁紧盘和结构骨，且所述远端结构体上的结构骨与所述近端结构体上的对应的结构骨固定连接或者为同一根结构骨；以及中部连接体，所述中部连接体包括管道固定板和管道；其中，所述远端结构体经由所述中部连接体与所述近端结构体关联，结构骨一端固定于近端锁紧盘，依次穿过近端间隔盘、中部连接体、远端间隔盘，另一端固定于远端锁紧盘，使得当驱动所述近端结构体朝向任意方向弯转时，所述远端结构体相应地朝向相反的方向弯转，或者，当驱动所述近端结构体伸长或缩短时，所述远端结构体相应地缩短或伸长。本专利技术的一优选实施例中，所述远端结构体的结构骨和所述近端结构体的对应的结构骨为同一根结构骨，且所述结构骨长度可测量、可估算或恒定。本专利技术还提供了另一种柔性连续体机械结构，其特征在于，包括:远端结构体，所述远端结构体包括远端间隔盘、远端锁紧盘和结构骨；近端结构体，所述近端结构体包括近端间隔盘、近端锁紧盘和结构骨，且所述远端结构体上的结构骨与所述近端结构体上的对应的结构骨固定连接或者为同一根结构骨；中部连接体，所述中部连接体包括管道固定板和管道；以及驱动机构，用于驱动所述近端结构体运动，所述驱动机构由驱动锁紧盘、驱动间隔盘、驱动结构骨和驱动固定盘组成，所述驱动结构骨一端固定在所述驱动锁紧盘上，并依次穿过所述驱动间隔盘和驱动固定盘；其中，所述远端结构体经由所述中部连接体与所述近端结构体关联，结构骨一端固定于近端锁紧盘，依次穿过近端间隔盘、中部连接体、远端间隔盘，另一端固定于远端锁紧盘；所述驱动机构与所述近端结构体连接，使得驱动所述驱动结构骨时，所述驱动机构驱动所述近端结构体朝向任意方向弯转，所述远端结构体相应地朝向相反的方向弯转，或者，所述驱动机构驱动所述近端结构体伸长或缩短，所述远端结构体相应地缩短或伸长。本专利技术的另一优选实施例中，所述远端结构体和所述近端结构体的结构骨由弹性细杆或者弹性细管构成，所述远端锁紧盘与所述远端间隔盘、所述近端锁紧盘与所述近端间隔盘分别具有相同的通孔布置，且均为刚性盘状结构。本专利技术的另一优选实施例中，所述近端间隔盘之间以及近端间隔盘和近端锁紧盘之间保持一定距离，且所述近端间隔盘作用为限定结构骨的位置以及防止结构骨在受到推力时失稳。本专利技术的另一优选实施例中，所述远端间隔盘之间以及远端间隔盘和远端锁紧盘之间保持一定距离，且所述远端间隔盘作用为限定结构骨的位置以及防止结构骨在受到推力时失稳。本专利技术的另一优选实施例中，所述中部连接体由三根以上管道和2个以上管道固定板构成，且所述连续体机械结构的结构骨贯穿所述管道，一端伸至所述远端结构体内，穿过所述远端间隔盘固定于所述远端锁紧盘上，另一端伸至所述近端结构体内，穿过所述近端间隔盘固定于所述近端锁紧盘上。本专利技术的另一优选实施例中，所述柔性连续体机械结构延接有2节以上近端结构体和2节以上远端结构体以获得更高的运动灵活性。本专利技术的另一优选实施例中，所述中部连接体具有两个管道固定板，所述管道的两端分别固定在两个管道固定板上，且连续体机械结构的近端结构体的结构骨可依次穿过两个管道固定板中的一个、管道，以及另一个管道固定板，然后进入远端结构体。本专利技术的另一优选实施例中，所述近端结构体具有一个近端锁紧盘、多个近端间隔盘；所述远端结构体具有一个远端锁紧盘、多个远端间隔盘；所述近端结构体和所述远端结构体共用多根结构骨，结构骨的长度可测量、可估算或恒定；以及所述结构骨一端固定于所述远端锁紧盘，并依次穿过所述远端间隔盘、所述中部连接体，以及所述近端间隔盘，然后固定于所述近端锁紧盘，使得所述近端结构体被驱动朝向任意方向弯转和/或伸缩时，所述远端结构体朝向相反的方向弯转和/或伸缩。本专利技术的另一优选实施例中，所述近端结构体的近端锁紧盘为环状，在环的外周侧上设有多个沿径向的驱动连接孔，用于将所述近端结构体连接到驱动机构上。本专利技术的另一优选实施例中，所述结构骨的弹性细杆或者弹性细管构成，其数量大于或等于3根。本专利技术的柔性连续体机械结构中，优选地，驱动机构具有一个驱动锁紧盘、多个驱动间隔盘、多根驱动结构骨，以及一个驱动固定盘，所述驱动锁紧盘与所述近端结构体的近端锁紧盘固定连接，所述驱动固定盘与所述中部连接体的固定板固定连接，使得当驱动所述驱动机构朝向任意方向弯转和/或伸缩时，所述近端结构体相应地朝向任意方向弯转和/或伸缩。本专利技术的柔性连续体机械结构中，优选地，驱动结构骨由弹性细杆或者弹性细管构成，其数量大于或等于3根，并由人工或由自动控制的机电系统实现相应推、拉运动。本专利技术的柔性连续体机械结构中，优选地，驱动机构延接成为多节驱动机构以实现对延接有多节近端结构体和远端结构体的连续体机械结构的驱动。优选地，所述近端间隔盘和所述远端间隔盘为环状，在环上设有多个供结构骨穿过结构骨孔。优选地，所述中部连接体的临靠所述近端结构体的管道固定板的外周侧上设有多个沿径向的驱动连接孔，用于与驱动机构连接。优选地，所述的管道为任意形状、刚性或柔性，但其长度须可测量、可估算或恒定。本专利技术还提供了另一种柔性连续体机械结构，其特征在于，包括:远端结构体，所述远端结构体包括远端间隔盘、远端锁紧盘和结构骨；近端结构体，所述近端结构体包括近端间隔盘、近端锁紧盘和结构骨，且所述远端结构体上的结构骨与所述近端结构体上的对应的结构骨固定连接或者为同一根结构骨；以及中部连接体，所述中部连接体包括两个以上固定板，所述固定板上设有多个供结构骨穿过的孔；其中，所述远端结构体经由所述中部连接体与所述近端结构体关联，结构骨一端固定于近端锁紧盘，依次穿过近端间隔盘、中部连接体、远端间隔盘，另一端固定于远端锁紧盘，使得当驱动所述近端结构体朝向任意方向弯转时，所述远端结构体相应地朝向相反的方向弯转，或者，当驱动所述近端结构体伸长或缩短时，所述远端结构体相应地缩短或伸长。本专利技术的柔性连续体机械结构以非常简单、紧凑的结构实现了在近端操作而控制远端机构朝向任意方向的弯转和/或伸缩，在医疗领域，工业自动化设备方面具有非常广泛的应用。附图说明图1是本专利技术的柔性连续体机械结构的第一实施例的立体图；图2是本专利技术的柔性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性连续体机械结构，其特征在于，包括：远端结构体，所述远端结构体包括远端间隔盘、远端锁紧盘和结构骨；近端结构体，所述近端结构体包括近端间隔盘、近端锁紧盘和结构骨，且所述远端结构体上的结构骨与所述近端结构体上的对应的结构骨固定连接或者为同一根结构骨；以及中部连接体，所述中部连接体包括管道固定板和管道；其中，所述远端结构体经由所述中部连接体与所述近端结构体关联，结构骨一端固定于近端锁紧盘，依次穿过近端间隔盘、中部连接体、远端间隔盘，另一端固定于远端锁紧盘，使得当驱动所述近端结构体朝向任意方向弯转时，所述远端结构体相应地朝向相反的方向弯转，或者，当驱动所述近端结构体伸长或缩短时，所述远端结构体相应地缩短或伸长。

【技术特征摘要】
1.一种柔性连续体机械结构，其特征在于，包括: 远端结构体，所述远端结构体包括远端间隔盘、远端锁紧盘和结构骨； 近端结构体，所述近端结构体包括近端间隔盘、近端锁紧盘和结构骨，且所述远端结构体上的结构骨与所述近端结构体上的对应的结构骨固定连接或者为同一根结构骨；以及 中部连接体，所述中部连接体包括管道固定板和管道； 其中，所述远端结构体经由所述中部连接体与所述近端结构体关联，结构骨一端固定于近端锁紧盘，依次穿过近端间隔盘、中部连接体、远端间隔盘，另一端固定于远端锁紧盘，使得当驱动所述近端结构体朝向任意方向弯转时，所述远端结构体相应地朝向相反的方向弯转，或者，当驱动所述近端结构体伸长或缩短时，所述远端结构体相应地缩短或伸长。2.根据权利要求1所述的柔性连续体机械结构，其特征在于:所述远端结构体的结构骨和所述近端结构体 的对应的结构骨为同一根结构骨，且所述结构骨长度可测量、可估算或恒定。3.一种柔性连续体机械结构，其特征在于，包括: 远端结构体，所述远端结构体包括远端间隔盘、远端锁紧盘和结构骨； 近端结构体，所述近端结构体包括近端间隔盘、近端锁紧盘和结构骨，且所述远端结构体上的结构骨与所述近端结构体上的对应的结构骨固定连接或者为同一根结构骨； 中部连接体，所述中部连接体包括管道固定板和管道；以及 驱动机构，用于驱动所述近端结构体运动，所述驱动机构由驱动锁紧盘、驱动间隔盘、驱动结构骨和驱动固定盘组成，所述驱动结构骨一端固定在所述驱动锁紧盘上，并依次穿过所述驱动间隔盘和驱动固定盘； 其中，所述远端结构体经由所述中部连接体与所述近端结构体关联，结构骨一端固定于近端锁紧盘，依次穿过近端间隔盘、中部连接体、远端间隔盘，另一端固定于远端锁紧盘； 所述驱动机构与所述近端结构体连接，使得驱动所述驱动结构骨时，所述驱动机构驱动所述近端结构体朝向任意方向弯转，所述远端结构体相应地朝向相反的方向弯转，或者，所述驱动机构驱动所述近端结构体伸长或缩短，所述远端结构体相应地缩短或伸长。4.根据权利要求1所述的柔性连续体机械结构，其特征在于:所述远端结构体和所述近端结构体的结构骨由弹性细杆或者弹性细管构成，所述远端锁紧盘与所述远端间隔盘、所述近端锁紧盘与所述近端间隔盘分别具有相同的通孔布置，其均为刚性盘状结构。5.根据权利要求1所述的柔性连续体机械结构，其特征在于:所述近端间隔盘之间以及近端间隔盘和近端锁紧盘之间保持一定距离，且所述近端间隔盘作用为限定结构骨的位置以及防止结构骨在受到推力时失稳。6.根据权利要求1所述的柔性连续体机械结构，其特征在于:所述远端间隔盘之间以及远端间隔盘和远端锁紧盘之间保持一定距离，且所述远端间隔盘作用为限定结构骨的位置以及防止结构骨在受到推力时失稳。7.根据权利要求1所述的柔性连续体机械结构，其特征在于:所述中部连接体由三根以上管道和2个以上管道固定板构成，且所述连续体机械结构的结构骨贯穿所述管道，一端伸至所述远端结构体内，穿过所述远端间隔盘固定于所述远端锁紧盘上，另一端伸至所述近端结构体内，穿过所述近端间隔盘固定于所述近端锁紧盘上。8.根据权利要求1所述的柔性连续体机械结构，其特征在于:所述柔性连续体机械结构延接有2节以上近端结构体和2节以上远端结构体以获得更高的运动灵活性。9.根据权利要求1所述的柔性连...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪雯，
申请(专利权)人：汪雯，
类型：发明
国别省市：