軟體機(jī)械臂及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種軟體機(jī)械臂及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟體機(jī)械臂作為一種新型的醫(yī)療機(jī)器人有著非常好的前景，在全球范圍內(nèi)也引起了不小的研究熱潮，對(duì)于人體內(nèi)臟的微創(chuàng)消融手術(shù)有著不小的作用。目前的軟體機(jī)械臂主要是由實(shí)心的乳膠管作為主體，利用固定在機(jī)械臂頂端直角分布處的細(xì)線控制的機(jī)械臂。主要缺點(diǎn)在于控制不夠精細(xì)，而且形變程度較小，有時(shí)難以達(dá)到手術(shù)的要求。同時(shí)，由于其實(shí)心與功能的特殊性，在現(xiàn)有機(jī)械臂上加上相關(guān)傳感器十分困難，使得軟體機(jī)械臂功能的升級(jí)面臨比較大的困難。
[0003]本發(fā)明利用空心的乳膠套管，因此基本具有傳統(tǒng)軟體機(jī)械臂的軟體特性，并且還有利于實(shí)現(xiàn)較大的形變量?？招牡娜槟z套管具備較大的安置空間，能夠用于安置傳感器或其他部件;解決了傳統(tǒng)軟體機(jī)械臂實(shí)心的缺點(diǎn)，為后續(xù)的改進(jìn)提供了較大空間。
[0004]目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說(shuō)明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種軟體機(jī)械臂及其控制方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提供的軟體機(jī)械臂，包括頂端固定裝置、機(jī)械臂主體、底座以及控制裝置;所述機(jī)械臂主體通過(guò)若干牽引線緊固在頂端固定裝置與底座之間，所述控制裝置通過(guò)牽引線使得機(jī)械臂主體完成預(yù)定的形變。
[0007]優(yōu)選地，所述頂端固定裝置包括:頂端蓋、頂端圓環(huán)，所述頂端圓環(huán)設(shè)置在機(jī)械臂主體的頂部位置或者是機(jī)械臂主體內(nèi)部，所述頂端蓋安裝在機(jī)械臂主體的頂端用于密封機(jī)械臂主體的頂部。
[0008]優(yōu)選地，所述頂端圓環(huán)的邊緣位置按照?qǐng)A環(huán)周向均勻分布有若干通孔，所述通孔用于固定和引導(dǎo)牽引線;所述底座與頂端圓環(huán)的若干通孔對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有同等數(shù)量的牽引線穿孔。
[0009]優(yōu)選地，所述機(jī)械臂主體為中空的乳膠套管，且所述乳膠套管的內(nèi)壁布滿向圓心方向凸起的連線波浪結(jié)構(gòu)，所述乳膠套管的上端部與頂端圓環(huán)緊密粘連，所述乳膠套管的下端部與底座粘合。
[0010]優(yōu)選地，所述底座設(shè)置有氣栗通氣孔，所述氣栗通氣孔的一側(cè)與乳膠套管的下端部粘合并能夠連通乳膠套管的內(nèi)腔，所述氣栗通氣孔另一側(cè)連接氣栗。
[0011]優(yōu)選地，所述機(jī)械臂主體的內(nèi)腔通過(guò)氣栗通氣孔連接至氣栗，當(dāng)氣栗通氣孔閉合時(shí)，機(jī)械臂主體構(gòu)成一個(gè)密閉的空間。
[0012]優(yōu)選地，所述控制裝置包括:驅(qū)動(dòng)板、舵機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)板固定于底座上，所述舵機(jī)與牽引線相連，驅(qū)動(dòng)板能夠根據(jù)需求控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述舵機(jī)牽引若干牽引線，使得機(jī)械臂主體完成預(yù)定的形變。
[0013]優(yōu)選地，所述牽引線采用尼龍線制成，且通過(guò)將多股尼龍線繞指成一根牽引線來(lái)增加強(qiáng)度和張力；
[0014]所述機(jī)械臂主體采用硫化橡膠作為乳膠套管的材料；
[0015]所述頂端圓環(huán)和底座均采用鋁合金材質(zhì)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明提供的軟體機(jī)械臂的控制方法，包括如下步驟:
[0017]步驟1:將底座固定，并配置驅(qū)動(dòng)板、氣栗以及舵機(jī)，將若干牽引線的一端纏繞在舵機(jī)上；
[0018]步驟2:將若干牽引線的另一端依次穿過(guò)底座上的牽引線穿孔、機(jī)械臂主體內(nèi)腔的波浪型結(jié)構(gòu)后與頂端固定裝置緊固連接；
[0019]步驟3:通過(guò)驅(qū)動(dòng)板移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)底座，使得舵機(jī)帶動(dòng)牽引線按照預(yù)定的方向和角度動(dòng)作；
[0020]步驟4:通過(guò)氣栗讓機(jī)械臂內(nèi)部產(chǎn)生設(shè)定的氣壓以維持機(jī)械臂的形狀，使得機(jī)械臂產(chǎn)生預(yù)定的形變。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0022]1、本發(fā)明提供的軟體機(jī)械臂利用空心的乳膠套管，是一種新型的空心軟體機(jī)械臂，，在保持其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)滿足醫(yī)療機(jī)械臂要求的前提下，具有更大的可形變度和較好的回復(fù)特性，可以滿足更多的手術(shù)需求。
[0023]2、本發(fā)明提供的軟體機(jī)械臂的空心的乳膠套管具備較大的安置空間，能夠用于安置傳感器或其他部件;解決了傳統(tǒng)軟體機(jī)械臂實(shí)心的缺點(diǎn)，為后續(xù)的改進(jìn)提供了較大空間。
[0024]3、本發(fā)明提供的軟體機(jī)械臂無(wú)需繁瑣的結(jié)構(gòu)與接線，簡(jiǎn)單易行。
【附圖說(shuō)明】
[0025]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0026]圖1為本發(fā)明提供的軟體機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明提供的軟體機(jī)械臂的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明提供的軟體機(jī)械臂的底座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖中:
[0030]1-頂端蓋，
[0031]2-頂端圓環(huán)，
[0032]3-牽引線與圓環(huán)的結(jié)連部分，
[0033]4-機(jī)械臂主體部分，
[0034]5-機(jī)械臂底座，
[0035]6-牽引線，
[0036]7-機(jī)械臂內(nèi)腔壁的波浪形結(jié)構(gòu)，
[0037]8-機(jī)械臂內(nèi)腔，
[0038]9-牽引線的穿孔，
[0039]10-氣栗通氣孔。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0041]根據(jù)本發(fā)明提供的軟體機(jī)械臂包括:頂端固定裝置、機(jī)械臂主體、底座以及控制裝置;所述機(jī)械臂主體通過(guò)若干牽引線6緊固在頂端固定裝置與底座之間，所述控制裝置通過(guò)牽引線使得機(jī)械臂主體完成預(yù)定的形變。
[0042]所述頂端固定裝置包括:頂端蓋1、頂端圓環(huán)2，所述頂端圓環(huán)2設(shè)置在機(jī)械臂主體的頂部位置或者是機(jī)械臂主體內(nèi)部，所述頂端蓋I安裝在機(jī)械臂主體的頂端用于密封機(jī)械臂主體的頂部。
[0043]所述頂端圓環(huán)2的邊緣位置按照?qǐng)A環(huán)周向均勻分布有若干通孔，所述通孔用于固定和引導(dǎo)牽引線;所述底座與頂端圓環(huán)2的若干通孔對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有同等數(shù)量的牽引線穿孔9。
[0044]所述機(jī)械臂主體為中空的乳膠套管，且所述乳膠套管的內(nèi)壁布滿向圓心方向凸起的連線波浪結(jié)構(gòu)，所述乳膠套管的上端部與頂端圓環(huán)2緊密粘連，所述乳膠套管的下端部與底座粘合。
[0045]所述底座設(shè)置有氣栗通氣孔10，所述氣栗通氣孔10的一側(cè)與乳膠套管的下端部粘合并能夠連通乳膠套管的內(nèi)腔，所述氣栗通氣孔10另一側(cè)連接氣栗。
[0046]所述機(jī)械臂主體的內(nèi)腔通過(guò)氣栗通氣孔10連接至氣栗，當(dāng)氣栗通氣孔10閉合時(shí)，機(jī)械臂主體構(gòu)成一個(gè)密閉的空間。
[0047]所述控制裝置包括:驅(qū)動(dòng)板、舵機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)板固定于底座上，所述舵機(jī)與牽引線6相連，驅(qū)動(dòng)板能夠根據(jù)需求控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述舵機(jī)牽引若干牽引線6，使得機(jī)械臂主體完成預(yù)定的形變。
[0048]所述牽引線6采用尼龍線制成，且通過(guò)將多股尼龍線繞指成一根牽引線6來(lái)增加強(qiáng)度和張力。
[0049]所述機(jī)械臂主體采用硫化橡膠作為乳膠套管的材料。
[0050]所述頂端圓環(huán)2和底座均采用鋁合金材質(zhì)。