自主推进型软体机器人主体的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种自主推进型软体机器人主体。

背景技术：

目前，医用内窥镜的插入部分相对人体组织较为坚硬，插入体腔的主要方法为在患者体外施力推进。

公开号为cn103006165a的专利文献提供了一种刚度可变的柔性内窥镜机器人，其具有导管部件、驱动部件、流体供给部件以及球囊部件，导管部件的一端与驱动部件相连接，完成导管部件的推进；流体供给部件通过流体用管与球囊部件相连接，通过控制球囊部件的膨胀程度实现在腔道内对导管部件的支撑。导管部件内嵌线绳以及硬质固定节，内嵌线绳的第一端硬质固定节相连接、第二端与驱动部件相连接。驱动部件控制内嵌线绳的拉拽实现导管部件的转向。该柔性内窥镜机器人实现了根据腔道内弯曲状况自行改变导管部件推进方向的功能，使得装置的刚度可以改变，可以较为精确的在腔道内自行运动，降低了内窥镜操作的难度。

但是上述内嵌线绳、刚性的固定节会给手术过程增加许多安全隐患，若由于操作不当这将对患者腔道造成十分严重的划伤、穿孔等伤害。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中易对患者腔道造成危害的缺陷，从而提供一种能够降低对腔道伤害的自主推进型软体机器人主体。

本发明提供一种自主推进型软体机器人主体，包括管体，其内部沿轴向设有管体腔,及：至少一个推进结构，包括沿所述管体轴向相对于所述管体腔的轴心均匀地固定设置于所述管体腔的周壁上的第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元，所述第一驱动单元，第二驱动单元和所述第三驱动单元，可分别沿所述管体的轴向伸长或收缩；

至少两个支撑结构，每两个相邻的所述支撑结构之间设有至少一个所述推进结构，所述支撑结构与所述推进结构固定连接，设置于所述管体腔的外周壁上，适于将所述自主推进型软体机器人主体的至少一端固定于所述人体腔道，并为所述自主推进型软体机器人主体在腔道内运动过程中提供支撑。

所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元内分别设有适于容纳流体的第一流体容置腔，所述第一流体容置腔通过第一流体供排管道与流体供排装置连通，并可在所述流体供排装置的作用下沿轴向增压伸长或减压收缩。

所述第一流体容置腔成型于所述管体的周壁中，其一端与所述第一流体供排管道相连接。

所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元分别包括至少一个第一膨胀体，所述第一流体容置腔成型于所述第一膨胀体中。

所述管体沿周向均匀开设有膨胀腔，所述第一膨胀体设置于所述膨胀腔内。

所述推进结构还包括第一约束层，所述第一约束层沿所述管体的周向环绕在所述管体外部，适于限定第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元沿所述管体的轴向伸长或收缩；

所述第一约束层分别沿所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元的周向环绕在所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元外部，适于限定第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元沿所述管体的轴向伸长或收缩。

所述支撑结构包括：定位膨胀单元，固定设置于所述管体的周壁上，适于沿所述管体的径向膨胀或收缩，并可在膨胀时与所述人体腔道固定，收缩时与所述人体腔道分离；

第二约束层，沿所述管体的周向环绕在所述定位膨胀单元的外部，适于限定所述定位膨胀单元沿所述管体的径向膨胀或收缩。

所述定位膨胀单元具有适于容纳流体的第二流体容置腔，所述第二流体容置腔通过第二流体供排管道与流体供排装置连通；所述第二流体容置腔为环形。

所述支撑结构还包括设置于所述管体上、适于利用负压将所述自主推进型软体机器人主体吸附于所述人体腔道上的负压定位装置，所述负压定位装置包括：

负压孔，设于所述管体外周壁均匀布置上并与所述人体腔道连通；

负压导管，连接所述负压孔与所述体供排装置提供负压的支路相连。

还包括外包层，包覆设置于所述推进结构和所述支撑结构的外部，所述外包层为柔性材料。

还包括检测装置，所述检测装置包括：

压力传感器，设于所述支撑结构外侧并沿圆周均布，可检测所述支撑结构对所述人体腔道的施加的压力；

拉伸传感器，设于所述推进结构外侧并沿圆周均布，适于检测所述推进结构的伸长或收缩状态；

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的自主推进型软体机器人主体，适于在人体腔道内自动行走，包括管体以及至少一个推进结构以至少两个支撑结构，推进结构包括沿管体轴向相对于管体腔的轴心均匀地固定设置于管体腔的周壁上的第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元，第一驱动单元，第二驱动单元和第三驱动单元，可分别沿管体的轴向伸长或收缩；在管体中沿轴向均匀分布的第二驱动单元和第三驱动单元可以分别沿管体轴向膨胀时，膨胀的一侧伸长，未膨胀或收缩一侧缩短，推进结构向未膨胀或收缩一侧弯曲，实现了自主推进型软体机器人主体在人体腔道内的自由转向。通过控制三个驱动单元的轴向伸长或收缩，实现推进机构的整体伸长、扭转伸长、减压收缩以及任意方向的弯曲，相比于现有技术中在内窥镜中设置线驱动结构等硬质转向装置进行转向，本发明提供的自主推进型软体机器人主体中的推进装置结构中不存在硬质物体，其人体舒适度和操作安全性得到了提高。支撑结构位于推进结构的两端，每两个相邻的支撑结构之间设有至少一个推进结构，支撑结构与推进结构固定连接，设置于管体腔的外周壁上，适于将自主推进型软体机器人主体的至少一端固定于人体腔道，并为自主推进型软体机器人主体在腔道内运动过程中提供支撑。通过两端的支撑结构与推进结构的协调运动，可以为推进结构的伸缩及转向运动提供支撑，实现自主推进型软体机器人主体在人体腔道内蠕虫式自主推进，降低了软体机器人主体的操作难度。此外，该机器人主体由于不含有刚性部件以及铁磁性部件，因此该机器人主体具有磁兼容的优点，可以实现在磁共振影像下的术中实时导航。

2.本发明提供一种自主推进型软体机器人主体，第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元内分别设有适于容纳流体的第一流体容置腔，第一流体容置腔通过第一流体供排管道与流体供排装置连通，并可在流体供排装置的作用下沿轴向增压伸长或减压收缩。第一流体容置腔成型于管体的周壁中，其一端与第一流体供排管道相连接。通过向第一流体容置腔内压入或抽出流体，可以实现驱动单元的轴向伸长或收缩。将第一流体容置腔与外部的流体供排装置控制相连，可以控制各个驱动单元的组合或单独轴向伸长或收缩，实现了自主推进型软体机器人主体的各种行走姿态的精准控制。

3.本发明提供一种自主推进型软体机器人主体，推进结构包括沿管体周向均匀分布的大于3个所述驱动单元。相比于现有技术中推进机构仅能伸长缩短的技术方案，通过设置均匀分布的多个驱动单元，可以为推进结构提供更多的姿态变化，实现推进结构的角度变化，使得软体机器人主体在三维空间内调整运动方向，从而能在腔道内做出更多的动作，实现在多分支的腔道和弯曲腔道中自由运动，以适应腔道的复杂环境。

4.本发明提供一种自主推进型软体机器人主体，沿管体轴向布置有两个推进结构，三个支撑结构分别设置于推进结构的两端及中间。使用两端推进结构和三个支撑结构依次交替固定在管体上，可以为自主推进型软体机器人主体在人体腔道内提供更多的运动自由度，使其能够适应腔道复杂的弯曲变化。而三个支撑结构可以为推进结构提供更多支撑点，减小了对腔道壁的作用力，降低了操作风险。同时此结构的自主推进型软体机器人主体实现了推进结构和支撑结构的模块化设置，亦可使更多的支撑结构和推进结构相组合，使得自主推进型软体机器人主体的推进方式更为多样化，运动更为灵活，仿真效果明显。在降低风险的同时适应腔道的复杂环境。

5.本发明提供一种自主推进型软体机器人主体，推进结构还包括第一约束层，第一约束层沿管体的周向环绕在管体外部，适于限定第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元沿管体的轴向伸长或收缩。利用第一约束层限制推进结构上的驱动单元的膨胀方向，相比于现有技术中利用弹簧或者可折叠管限制形变方向，本发明中的第一约束层包裹下的推进结构表面更为平整顺滑，对人体腔道壁的损伤较小。并且第一约束层为纤维织物，质地较为柔软，其危险性较低。

6.本发明提供一种自主推进型软体机器人主体，第一约束层分别沿第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元的周向环绕在第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元外部，适于限定第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元沿管体的轴向伸长收缩。将第一约束层分别包覆在驱动单元外侧，对每个驱动单元的限制效果更为精确，同时也可以为各个驱动单元配置不同缠绕方式的第一约束层，从而将推进结构的伸长缩短或者扭转等多种动作的组合得以实现。

7.本发明提供一种自主推进型软体机器人主体，支撑结构包括：定位膨胀单元，固定设置于管体的外周壁上，适于沿管体的径向膨胀或收缩，并可在膨胀时与人体腔道固定，收缩时与人体腔道分离；第二约束层，沿管体的周向环绕在定位膨胀单元的外部，适于限定定位膨胀单元沿管体的径向膨胀或收缩。利用定位膨胀单元膨胀卡在腔道内可以将推进结构的一端或两端固定于腔道内某一位置，实现软体机器人主体的驻停探测，或者为推进结构的伸缩以及转向提供驻足点，使得自主推进型软体机器人主体可以自动行走在腔道内。

8.本发明提供一种自主推进型软体机器人主体，支撑结构还包括设置于所述管体上、适于利用负压将所述自主推进型软体机器人主体吸附于所述人体腔道上的负压定位装置，所述负压定位装置包括：负压孔，设于所述管体外周壁均匀布置上并与所述人体腔道连通；负压导管，连接所述负压孔与所述体供排装置提供负压的支路相连。负压定位装置能利用负压将负压孔吸附于腔道壁上，实现了良好的固定效果。当配合定位膨胀单元使用时，可以在腔道孔径较大，定位膨胀单元无法固定时可以利用负压定位装置辅助固定。

9.本发明提供一种自主推进型软体机器人主体，还包括外包层，包覆设置于推进结构和支撑结构的外部。使用柔性材料的外包层能够降低对人体腔道的刺激，防止流体腔内的流体泄露从而污染人体腔道，起到保护和维持无菌的环境。

10.本发明提供一种自主推进型软体机器人主体，包括检测装置，检测装置包括：拉伸传感器，设于推进结构上并可检测推进结构的伸长状态；压力传感器，设于支撑结构上并可检测支撑结构对人体腔道的施加的压力；以利用上述的传感器可以及时获得腔道内的数据和自主推进型软体机器人主体与腔道作用力的状态，进而可以将获取的数据反馈至处理部门处理后，转化为机械控制信号，发送至各个执行部门，从而及时调整自主推进型软体机器人主体的运动状态，实现自主推进型软体机器人主体的智能化运动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例1中提供自主推进型软体机器人主体的立体图；

图2为实施例1中自主推进型软体机器人主体的爆炸图；

图3为实施例1中推进结构中第一约束层设置纵剖图；

图4为实施例1中第一约束层的第一种缠绕方式示意图；

图5为实施例1中第一约束层的第二种缠绕方式示意图

图6为实施例1中支撑结构的结构示意图；

图7为实施例1中第二约束层的缠绕方式示意图；

图8为实施例1中自主推进型软体机器人主体在腔道内的转向示意图；

图9为实施例1中的自主推进型软体机器人主体行走过程示意图；

图10为实施例1中球面端头的立体图。

图11为实施例1中控制系统与自主推进型软体机器人主体连接示意图；

图12为实施例2中推进结构的横剖图；

图13为实施例3中的推进结构的示意图；

图14为实施例5中的自主推进型软体机器人主体组成示意图；

图15为实施例5中自主推进型软体机器人主体变形示意图。

附图标记说明：

2-管体；3-推进结构；4-支撑结构；5-管线部；6-流体供排装置；7-检测装置；8-控制系统；11-连接端；12-探测端；21-管体腔；31-第一驱动单元；32-第二驱动单元；33-第三驱动单元；34-第一约束层；35-第一膨胀体；36-膨胀腔；37-第一流体容置腔；38-第一流体供排管道；41-定位膨胀单元；42-第二约束层；43-负压定位装置；44-第二流体供排管道；45-第二流体容置腔；71-压力传感器；72-拉伸传感器；121-球面端头；122-器械连接口；123-输送管接口；124-ccd摄像头；431-负压孔；432-负压导管。

具体实施方式

下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种软体机器人主体，其结构如图1至图11所示，适于在腔道内自动行走，其包括管体2、推进结构3、支撑结构4，管体2的内部沿轴向设有管体腔21，如图2所示推进结构3包括沿管体2轴向相对于管体腔21的轴心均匀地固定设置于管体腔21的周壁上的第一驱动单元31、第二驱动单元32和第三驱动单元33，第一驱动单元31，第二驱动单元32和第三驱动单元33，可分别沿管体2的轴向伸长或收缩。如图8所示，在管体2中沿轴向均匀分布的第二驱动单元32和第三驱动单元33分别沿管体2轴向膨胀时，膨胀的一侧伸长，未膨胀或收缩一侧缩短，推进结构3向未膨胀或收缩一侧弯曲，实现了自主推进型软体机器人主体在腔道内的自由转向。通过控制三个驱动单元的轴向伸长或收缩，实现推进机构的整体伸长、扭转伸长、减压收缩以及任意方向的弯曲，相比于现有技术中在软体机器人主体中设置绳驱动结构等硬质转向装置进行转向，本实施例提供的自主推进型软体机器人主体中的推进装置结构中不存在硬质物体，其人体舒适度和操作安全性得到了提高。此外，该软体机器人主体由于不含有刚性部件以及铁磁性部件，因此该机器人主体具有磁兼容的优点，可以实现在磁共振影像下的术中实时导航。

如图1和图2所示，支撑结构4位于推进结构3的两端，每两个相邻的支撑结构4之间设有一个推进结构3，支撑结构4与推进结构3固定连接，设置于管体腔21的外周壁上，适于将自主推进型软体机器人主体的至少一端固定于腔道，并为自主推进型软体机器人主体在腔道内运动过程中提供支撑。通过两端的支撑结构4与推进结构3的协调运动，可以为推进结构3的伸缩运动提供支撑，实现自主推进型软体机器人主体在腔道内蠕虫式自主推进，降低了软体机器人主体的操作难度。

推进结构3和支撑结构4的具体数量可以有多种情况，在本实施例中，推进结构3的数量为一个，支撑结构4的数量为两个。

具体的，本实施例中的管体2使用硅胶材料，也可以是其他具有人体亲和性能的柔性材料，其加工制作方式可以使用模具进行灌注，也可以直接进行3d打印。

如图2和图3所示，本实施例中的第一驱动单元31、第二驱动单元32和第三驱动单元33内分别设有适于容纳流体的第一流体容置腔37，第一流体容置腔37通过第一流体供排管道38与流体供排装置6连通，并可在流体供排装置6的作用下沿轴向增压伸长或减压收缩。

如图3所示，本实施例中的第一流体容置腔37成型于管体2的周壁中，其一端与第一流体供排管道38相连接。通过向第一流体容置腔37内压入或排出流体，可以实现驱动单元的膨胀与收缩。将第一流体容置腔37与外部的流体供排装置6控制相连，可以控制各个驱动单元的组合或单独伸长或收缩，实现了自主推进型软体机器人主体的各种行走姿态的精准控制。

本实施例中使用气体作为填充物质，(即本实施例中的流体为气体)流体供排装置6为气体压力泵。作为可替换的实施方式，流体也可以为液体。

如图3所示，本实施例中的推进结构3还包括第一约束层34，第一约束层34沿管体2的周向环绕在管体2外部，适于限定第一驱动单元31、第二驱动单元32和第三驱动单元33沿管体2的轴向伸长或收缩。利用第一约束层34限制推进结构3上的驱动单元的膨胀方向，相比于现有技术中利用弹簧或者可折叠管限制形变方向，本实施例中的第一约束层34包裹下的推进结构3表面更为平整顺滑，对腔道壁的损伤较小。并且第一约束层34为纤维织物，质地较为柔软，其危险性较低。

具体的，本实施例中的第一约束层34采用如图4所示的缠绕方式，纤维顺时针和逆时针对称缠绕，纤维缠绕的倾斜角α在0°到40°范围内。在其包覆下的驱动单元或管体被限制只能沿轴向伸长，配合气体压力泵向每个驱动单元提供不同的气压，实现了推进结构3的弯曲加伸长的效果。而当每个驱动单元内的气压相同时，则实现了整体伸长的效果。

作为可替换的实施方式，本实施例中的第一约束层34也可以采用如图5所示的缠绕方式，将纤维顺时针或逆时针单向缠绕，纤维缠绕的倾斜角在0°到40°范围内。当气体压力泵向驱动单元的提供气压时，在该种缠绕形式的第一约束层34包覆下的驱动单元或管体沿轴向伸长并绕轴线产生扭转，使得管体产生轴向扭转伸长的行走方式。

如图6所示，本实施例中的支撑结构4包括：支撑结构4包括定位膨胀单元41和第二约束层42，定位膨胀单元41固定设置于管体2的周壁上，适于沿管体2的径向膨胀或收缩，并可在膨胀时与腔道固定，收缩时与腔道分离。第二约束层42，沿管体2的周向环绕在定位膨胀单元41的外部，适于限定定位膨胀单元41沿管体2的径向膨胀或收缩。定位膨胀单元41具有适于容纳流体的环形的第二流体容置腔45，第二流体容置腔45通过第二流体供排管道44与气体压力泵连通。通过气体压力泵向第二流体容置腔45内加压，使得定位膨胀单元41向径向膨胀钳制在腔道内，将推进结构3的一端或两端固定于腔道内某一位置，实现软体机器人主体的驻停探测，或者为推进结构3的伸缩提供驻足点，实现了软体机器人主体可以在腔道内的蠕虫式自主推进。

本实施例中的第二约束层42采用质地柔软的编织纤维丝，其缠绕方式如图7所示，纤维顺时针和逆时针对称缠绕，缠绕的夹角α在60-90°范围内，使得其包覆下的定位膨胀单元41被限制只能沿轴径向膨胀，从而实现了定位膨胀单元41的钳制作用。

如图6所示，本实施例中的支撑结构4还包括设置于管体2上、适于利用负压将自主推进型软体机器人主体吸附于腔道上的负压定位装置43，负压定位装置43包括：设于管体2外周壁均匀布置上并与腔道连通的负压孔431，以及连接负压孔431与气体压力泵提供负压的支路相连的负压导管432。负压定位装置43能利用负压将负压孔431吸附于腔道壁上，实现了良好的固定效果。当配合定位膨胀单元41使用时，可以在腔道孔径较大，定位膨胀单元41无法固定时可以利用负压定位装置43辅助固定。

具体的，如图6所示，本实施例中的负压孔431设置于定位膨胀单元41所处的管体2外壁上，并沿管体2均匀分布有3个。

作为可替换的实施方式，支撑结构4可以仅设置负压定位装置43对软体机器人主体的一端进行定位，适合在较细的腔道中使用，防止定位膨胀单元41膨胀时对腔道壁产生较大的交互力，造成危险。

具体的，将先进入腔道的一端的支撑结构4设为定位a端，后进入一端设为定位b端，如图9所示，本实施例中的软体机器人主体在腔道内的运动过程如下：

阶段1，定位b端采用充气膨胀或者负压吸附与腔道壁固定，推进结构3与定位a端均保持自然状态；

阶段2，定位b端保持钳制状态，定位a端保持自然状态，推进结构3充气膨胀向前延伸或转向，并推动定位a端向前移动；

阶段3，定位b端和推进结构3分别保持钳制状态和伸长状态，定位膨胀a端采用充气膨胀或者负压吸附与腔道壁固定；

阶段4，定位b端泄压脱离腔道壁，推进结构3和定位a端分别保持钳制状态和伸长状态；

阶段5，定位b端保持自然状态，定位a端保持钳制状态，推进结构3泄压向前收缩，带动定位b端向前运动；

阶段6，定位b端采用充气膨胀或者负压吸附与腔道壁固定，推进结构3保持自然状态，定位a端保持钳制状态；

至此重复执行此循环过程，使得软体机器人主体连续向前运动，反之也可以向反方向运动。

如图1和图2所示，本实施例中的软体机器人主体具有先进入腔道的探测端12和与探测端12相对的连接管线部5的连接端11。探测端12上设有球面端头121，球面端头121与管线部5相连。管线部5从管体腔21中穿过，并从连接端11处穿出延伸到外部的气体压力泵等设备上。位于探测端12的支撑结构4所在部分的管体2与内部的管线部5固定连接，其余的管体2部分仅套设在管线部5外侧，可相对管线部5滑动。当管体2上的推进结构3和支撑结构4在运动时，带动内部的管线部5在腔道内行走。

如图2所示，本实施例中管线部5中包括可容纳手术器械通过的工作通道以及连接推进结构3和支撑结构4的驱动通道，第一流体供排管道38、第二流体供排管道44以及负压导管432穿过驱动通道分别与推进结构3、支撑结构4、负压定位装置43连接。

其中，工作通道包含多个设置在管线部中的管道，这些管道适于置入传感器、摄像头、供气供水和操作器械等。从而实现前端压力的测量和管道内物质成分的采集和检测、影像的采集、管道内供气供水、伸入操作器械实现夹取和管道清理等操作。如图10所示，探测端12的球面端头121上安装有突出的集成照明功能的微型ccd摄像头124、以及与工作通道相连通的器械连接口122、输送管接口123等装置，工作通道中可使用活检钳、电刀、生理盐水注射器等多种医疗器械通过器械连接口122进入腔道内进行操作。输送管接口123与设在工作通道内的输送管连接，实现相关药物的传递或者注射。具体的，如图10所示，本实施例中的ccd摄像头124安装于工作通道在球面端头成型的管道口中(如图10中所示圆柱形突出部分)，并且左右对称布置各一个形成双目摄像头，通过设置于工作通道内的数据连接线与外部的控制系统8连接。由此生成软体机器人主体前部的立体图像，便于操作人员判断腔道环境。

本实施例的软体机器人主体还包括外包层，包覆设置于推进结构3和支撑结构4的外部。使用柔性材料的外包层能够降低对腔道的刺激，防止流体腔内的流体泄露从而污染人体腔道，起到保护和维持无菌的环境。

如图11所示，本实施例中的软体机器人主体上还设有检测装置7，压力传感器71，设于支撑结构4外侧并沿圆周均布，可检测支撑结构4对腔道的施加的压力；拉伸传感器72，设于推进结构3外侧并沿圆周均布，适于检测推进结构3的伸长或收缩状态。利用上述的传感器可以及时获知探测端12前部腔道内的情况以及软体机器人主体与腔道作用力的状态，进而可以将获取的数据反馈至处理部门处理后，转化为机械控制信号，发送至各个执行部门，从而及时调整软体机器人主体的运动状态，实现软体机器人主体的智能化运动。

本实施例中还包括与软体机器人主体以及气体压力泵相连的控制系统8，用于处理检测装置7发出的各种数据信息。也可以根据ccd摄像头124采集的图像数据自动识别腔道环境，对软体机器人的运动方向做出调整。根据压力传感器71获得的压力数据自动调整气体压力泵所施加的气压，防止过度膨胀对腔道造成的伤害。以及根据拉伸传感器72获得的数据及时判断软体机器人主体当前的伸长或弯曲状态，进而向气体压力泵发出机械控制数据，调整推进结构3中的气压，实现了软体机器人主体的弯曲变向。

实施例2

本实施例提供一种自主推进型软体机器人主体，其与实施例1的区别在于，本实施例中的第一约束层34分别沿第一驱动单元31、第二驱动单元32和第三驱动单元33的周向环绕在第一驱动单元31、第二驱动单元32和第三驱动单元33外部，适于限定第一驱动单元31、第二驱动单元32和第三驱动单元33沿管体2的轴向伸长或收缩。如图11所示，将第一约束层34分别包覆在驱动单元外侧，对每个驱动单元的限制效果更为精确，同时也可以为各个驱动单元配置不同缠绕方式的第一约束层34，从而将推进结构3的伸长缩短或者扭转等多种动作的组合得以实现。

实施例3

如图13所示，本实施例提供一种自主推进型软体机器人主体，与实施例1中的主推进型软体机器人主体的区别在于，第一驱动单元31、第二驱动单元32和第三驱动单元33中分别具有第一膨胀体35，且第一流体容置腔37成型于第一膨胀体35中。具体的，如图12所示，管体2的周壁上沿周向均匀开有三个膨胀腔36，三个第一膨胀体35分别放置于每个膨胀腔36内且每个第一膨胀体35的形状与膨胀腔36相匹配，从而形成了第一驱动单元31、第二驱动单元32和第三驱动单元33。每个第一膨胀体35内部均开设有一个第一流体容置腔37，第一流体容置腔37的一端连接成型于第一膨胀体内部的第一流体供排管道38。当流体进入第一流体容置腔37中时，第一膨胀体35发生膨胀，使得膨胀腔36也发生形变，进而带动膨胀腔36所在位置的管体2发生形变。此种结构的驱动单元实现了膨胀体的更换，防止因为单个驱动单元的损坏导致整个管体2的报废。

相应的，如图13所示，本实施例中的第一约束层34缠绕在第一膨胀体35的外壁中，用以限制第一膨胀体35的膨胀方向。当然，第一约束层34也可以缠绕在推进结构3所在的管体2的外部。

作为可替换的实施方式，本实施例中的第一驱动单元31、第二驱动单元32和第三驱动单元33的膨胀腔内也可以分别设有多个膨胀体，利用多个膨胀体协同膨胀实现了单个驱动单元的更多角度的变向，其灵活性得到了提高，运动姿态较为丰富。

实施例4

本实施例提供一种自主推进型软体机器人主体，其与实施例1的区别在于，推进结构3包括沿管体2周向均匀分布的大于3个所述驱动单元。相比于现有技术中推进机构仅能轴向直线伸长缩短的技术方案，通过设置均匀分布的多个驱动单元，可以为推进结构3提供更多的姿态变化，实现推进结构3的角度变化，使得软体机器人主体在三维空间内调整运动方向，从而能在腔道内做出更多的动作，实现在多分支的腔道和弯曲腔道中自由运动，以适应腔道的复杂环境。

实施例5

本实施例提供一种自主推进型软体机器人主体，其如图14所示，其结构与实施例1中的软体机器人主体的区别在于，本实施例中的软体机器人主体沿管体2轴向布置有两个推进结构3和三个支撑结构4，三个支撑结构4分别设置于两个推进结构3的两端及中间。使用两段推进结构3和三个支撑结构4依次交替固定在管体2上，可以为软体机器人主体在腔道内提供更多的运动自由度，使其能够适应腔道复杂的弯曲变化。而三个支撑结构4可以为推进结构3提供更多支撑点，减小了单侧支撑结构4对腔道壁的集中作用力，降低了腔道穿孔的风险。同时此结构的软体机器人主体实现了推进结构3和支撑结构4的模块化设置，亦可使更多的支撑结构4和推进结构3相组合，使得软体机器人主体的推进方式更为多样化，运动更为灵活，仿真效果明显。在降低风险的同时能够适应腔道的复杂环境。

作为替换实施方式，本实施例中的推进结构3和支撑结构4也可以使用如图15中所示的“推进结构3+支撑结构4+推进结构3+支撑结构4”或者“支撑结构4+推进结构3+推进结构3+支撑结构4”等组合方式。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。