一种柔性臂的制作方法

本技术涉及医疗器械，特别涉及一种柔性臂。

背景技术：

1、随着科技的发展，各种手术系统得到了广泛的应用。手术系统通常包括控制端以及手术机器人，手术机器人上设有器械杆，器械杆通常包括顺次连接的器械盒、直管、柔性臂以及末端工具，器械盒内设有驱动单元，柔性臂内穿设有与驱动单元相连接的驱动件。在进行手术时，将手术机器人的末端工具以及至少部分柔性臂伸入到患者体内，之后医生通过控制端操作手术机器人使器械盒的驱动单元运行，驱动单元运行后对驱动件进行收放，驱动件被收放后柔性臂向相应方向弯曲，柔性臂弯曲过程中会带动末端工具发生移动，当柔性臂弯曲一定角度后会带动末端工具移动到指定位置，末端工具移动到指定位置后通过操作末端工具即可对患者进行手术操作。

2、然而，实际中，柔性臂弯曲时柔性臂内的各元件在外负载的作用下会发生窜动产生s型变形，s型变形的出现会导致柔性臂在向相应方向弯曲时弯曲姿态不固定，进而最终导致柔性臂无法带动末端工具移动到指定位置，控制精度差，且影响手术操作的顺利进行。为此，如何解决柔性臂在外负载作用下所出现的s型变形情况，成为一个亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种柔性臂，其能够有效约束在柔性臂弯曲时柔性臂内的蛇骨组件向侧向窜动所产生的s型变形。

2、本技术的实施例是这样实现的：

3、本技术提供一种柔性臂，该柔性臂包括第一蛇骨组件、第二蛇骨组件、第一约束件及第二约束件；所述第一蛇骨组件能绕相平行的第一旋转轴及第二旋转轴旋转，第二蛇骨组件能绕相平行的第三旋转轴及第四旋转轴旋转，第二旋转轴与第三旋转轴平行，且第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴及第四旋转轴均位于第一平面内；第一旋转轴及第二旋转轴之间的距离恒定，第三旋转轴及第四旋转轴之间的距离恒定；第二平面与第一平面正交，柔性臂在第二平面上具有第一投影，在第一投影中第一约束件及第二约束件关于第一平面对称，沿平行于柔性臂轴线方向穿设在第一蛇骨组件及第二蛇骨组件内，并在第一蛇骨组件及第二蛇骨组件之间交叉。

4、于一实施例中，柔性臂还包括第三蛇骨组件及第四蛇骨组件，第三蛇骨组件能绕相平行的第五旋转轴及第六旋转轴旋转，第四蛇骨组件能绕相平行的第七旋转轴及第八旋转轴旋转，第六旋转轴与第七旋转轴平行，且第五旋转轴、第六旋转轴、第七旋转轴及第八旋转轴均位于第二平面内；第五旋转轴及第六旋转轴之间的距离恒定，第七旋转轴及第八旋转轴之间的距离恒定；柔性臂包括顺次排布的第一蛇骨元件、第二蛇骨元件、第三蛇骨元件、第四蛇骨元件及第五蛇骨元件，第一蛇骨元件与第二蛇骨元件组成第一蛇骨组件，第二蛇骨元件与第三蛇骨元件组成第三蛇骨组件，第三蛇骨元件与第四蛇骨元件组成第二蛇骨组件，第四蛇骨元件与第五蛇骨元件组成第四蛇骨组件；在第一投影中第一约束件及第二约束件沿平行于柔性臂轴线方向穿设在第三蛇骨组件及第四蛇骨组件内，在第二蛇骨元件或第三蛇骨元件内交叉；柔性臂在第一平面上具有第二投影，在第二投影中第一约束件及第二约束件关于第二平面对称，在第二投影中第一约束件及第二约束件沿平行于柔性臂轴线方向穿设在第一蛇骨组件、第二蛇骨组件、第三蛇骨组件及第四蛇骨组件内，在第三蛇骨元件或第四蛇骨元件内交叉。

5、于一实施例中，第一蛇骨元件与第二蛇骨元件组成第一蛇骨组件，第二蛇骨元件与第三蛇骨元件组成第三蛇骨组件，第三蛇骨元件与第四蛇骨元件组成第四蛇骨组件，第四蛇骨元件与第五蛇骨元件组成第二蛇骨组件；在第一投影中第一约束件及第二约束件在第二蛇骨元件或第四蛇骨元件内交叉；在第二投影中第一约束件及第二约束件在第三蛇骨元件内交叉。

6、于一实施例中，每个蛇骨元件上均设有第一孔、第二孔、第三孔以及第四孔，第一孔及第二孔位于第一平面一侧，第三孔及第四孔位于第一平面另一侧，第一孔及第三孔关于第一平面对称，第二孔及第四孔关于第一平面对称；所有蛇骨元件上的第一孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第二孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第三孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第四孔同轴设置；第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第一孔、第二蛇骨元件上的第一孔及第三孔、第三蛇骨元件上的第三孔、第四蛇骨元件上的第三孔及第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第四孔、第二蛇骨元件上的第四孔及第二孔、第三蛇骨元件上的第二孔、第四蛇骨元件上的第二孔及第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第一孔、第二蛇骨元件上的第一孔、第三蛇骨元件上的第一孔及第三孔、第四蛇骨元件上的第三孔及第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第四孔、第二蛇骨元件上的第四孔、第三蛇骨元件上的第四孔及第二孔、第四蛇骨元件上的第二孔及第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第一孔、第二蛇骨元件上的第一孔及第三孔、第三蛇骨元件上的第三孔及第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第四孔、第二蛇骨元件上的第四孔及第二孔、第三蛇骨元件上的第二孔及第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔及第五蛇骨元件上的第一孔。

7、于一实施例中，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第三孔、第二蛇骨元件上的第三孔及第二孔、第三蛇骨元件上的第二孔、第四蛇骨元件上的第二孔及第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第二孔、第二蛇骨元件上的第二孔及第三孔、第三蛇骨元件上的第三孔、第四蛇骨元件上的第三孔及第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第三孔、第二蛇骨元件上的第三孔、第三蛇骨元件上的第三孔及第二孔、第四蛇骨元件上的第二孔及第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第二孔、第二蛇骨元件上的第二孔、第三蛇骨元件上的第二孔及第三孔、第四蛇骨元件上的第三孔及第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第三孔、第二蛇骨元件上的第三孔及第二孔、第三蛇骨元件上的第二孔及第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔及第五蛇骨元件上的第一孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第二孔、第二蛇骨元件上的第二孔及第三孔、第三蛇骨元件上的第三孔及第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔及第五蛇骨元件上的第四孔。

8、于一实施例中，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第一孔、第二蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第三蛇骨元件上的第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第四孔、第二蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第三蛇骨元件上的第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第一孔、第二蛇骨元件上的第一孔、第三蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第四孔、第二蛇骨元件上的第四孔、第三蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第一孔、第二蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第三蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第四孔、第二蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第三蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔。

9、于一实施例中，每个蛇骨元件上均设有第一孔、第二孔、第三孔以及第四孔，第一孔及第二孔位于第一平面一侧，第三孔及第四孔位于第一平面另一侧，第一孔及第三孔关于第一平面对称，第二孔及第四孔关于第一平面对称；所有蛇骨元件上的第一孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第二孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第三孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第四孔同轴设置；第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第一孔、第二蛇骨元件上的第一孔及第三孔、第三蛇骨元件上的第三孔及第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第四孔、第二蛇骨元件上的第四孔及第二孔、第三蛇骨元件上的第二孔及第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第三孔、第二蛇骨元件上的第三孔、第三蛇骨元件上的第三孔及第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔及第二孔、第五蛇骨元件上的第二孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第二孔、第二蛇骨元件上的第二孔、第三蛇骨元件上的第二孔及第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔及第三孔、第五蛇骨元件上的第三孔。

10、于一实施例中，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第三孔、第二蛇骨元件上的第三孔及第二孔、第三蛇骨元件上的第二孔及第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第二孔、第二蛇骨元件上的第二孔及第三孔、第三蛇骨元件上的第三孔及第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第三孔、第二蛇骨元件上的第三孔、第三蛇骨元件上的第三孔及第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第二孔、第二蛇骨元件上的第二孔、第三蛇骨元件上的第二孔及第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔。

11、于一实施例中，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第一孔、第二蛇骨元件上的第一孔、第三蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第四孔、第二蛇骨元件上的第四孔、第三蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第一孔、第二蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第三蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第四蛇骨元件上的第一孔、第五蛇骨元件上的第一孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第四孔、第二蛇骨元件上的第四孔及第一孔、第三蛇骨元件上的第一孔及第四孔、第四蛇骨元件上的第四孔、第五蛇骨元件上的第四孔。

12、于一实施例中，柔性臂还包括第三蛇骨组件及第四蛇骨组件，第三蛇骨组件能绕相平行的第五旋转轴及第六旋转轴旋转，第四蛇骨组件能绕相平行的第七旋转轴及第八旋转轴旋转，第六旋转轴与第七旋转轴平行，且第五旋转轴、第六旋转轴、第七旋转轴及第八旋转轴均位于第二平面内；第五旋转轴及第六旋转轴之间的距离恒定，第七旋转轴及第八旋转轴之间的距离恒定；柔性臂包括顺次排布的第一蛇骨元件、第二蛇骨元件、第三蛇骨元件、第四蛇骨元件及第五蛇骨元件，第一蛇骨元件与第二蛇骨元件组成第一蛇骨组件，第二蛇骨元件与第三蛇骨元件组成第三蛇骨组件，第三蛇骨元件与第四蛇骨元件组成第二蛇骨组件，第四蛇骨元件与第五蛇骨元件组成第四蛇骨组件；在第一投影中第一约束件及第二约束件沿平行于柔性臂轴线方向穿设在第三蛇骨组件及第四蛇骨组件内，在第二蛇骨元件或第三蛇骨元件内交叉；柔性臂还包括第三约束件及第四约束件，柔性臂在第一平面上具有第二投影，在第二投影中第三约束件及第四约束件关于第二平面对称，在第二投影中第三约束件及第四约束件沿平行于柔性臂轴线方向穿设在第一蛇骨组件、第二蛇骨组件、第三蛇骨组件及第四蛇骨组件内，在第三蛇骨元件或第四蛇骨元件内交叉。

13、于一实施例中，第一蛇骨元件与第二蛇骨元件组成第一蛇骨组件，第二蛇骨元件与第三蛇骨元件组成第三蛇骨组件，第三蛇骨元件与第四蛇骨元件组成第四蛇骨组件，第四蛇骨元件与第五蛇骨元件组成第二蛇骨组件；在第一投影中第一约束件及第二约束件在第二蛇骨元件或第四蛇骨元件内交叉；在第二投影中第三约束件及第四约束件在第三蛇骨元件内交叉。

14、于一实施例中，每个蛇骨元件上均设有第五孔、第六孔、第七孔以及第八孔，第五孔及第六孔位于第一平面上且关于柔性臂的轴线对称分布，第七孔及第八孔位于第二平面上且关于柔性臂的轴线对称分布；所有蛇骨元件上的第五孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第六孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第七孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第八孔同轴设置；第一约束件依次穿过第一蛇骨元件的第八孔、第二蛇骨元件上的第八孔及第七孔、第三蛇骨元件的第七孔、第四蛇骨元件的第七孔及第五蛇骨元件的第七孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第七孔、第二蛇骨元件上的第七孔及第八孔、第三蛇骨元件上的第八孔、第四蛇骨元件的第八孔及第五蛇骨元件的第八孔；第三约束件依次穿过第一蛇骨元件的第五孔、第二蛇骨元件上的第五孔、第三蛇骨元件上的第五孔及第六孔、第四蛇骨元件上的第六孔及第五蛇骨元件上的第六孔；第四约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第六孔、第二蛇骨元件上的第六孔、第三蛇骨元件上的第六孔及第五孔、第四蛇骨元件上的第五孔及第五蛇骨元件上的第五孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件的第八孔、第二蛇骨元件上的第八孔、第三蛇骨元件的第八孔及第七孔、第四蛇骨元件的第七孔及第五蛇骨元件的第七孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第七孔、第二蛇骨元件上的第七孔、第三蛇骨元件上的第七孔及第八孔、第四蛇骨元件的第八孔及第五蛇骨元件的第八孔；第三约束件依次穿过第一蛇骨元件的第五孔、第二蛇骨元件上的第五孔、第三蛇骨元件上的第五孔、第四蛇骨元件上的第五孔及第六孔、第五蛇骨元件上的第六孔；第四约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第六孔、第二蛇骨元件上的第六孔、第三蛇骨元件上的第六孔、第四蛇骨元件上的第六孔及第五孔、第五蛇骨元件上的第五孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件的第八孔、第二蛇骨元件上的第八孔及第七孔、第三蛇骨元件的第七孔、第四蛇骨元件的第七孔及第五蛇骨元件的第七孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第七孔、第二蛇骨元件上的第七孔及第八孔、第三蛇骨元件上的第八孔、第四蛇骨元件的第八孔及第五蛇骨元件的第八孔；第三约束件依次穿过第一蛇骨元件的第五孔、第二蛇骨元件上的第五孔、第三蛇骨元件上的第五孔、第四蛇骨元件上的第五孔及第六孔、第五蛇骨元件上的第六孔；第四约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第六孔、第二蛇骨元件上的第六孔、第三蛇骨元件上的第六孔、第四蛇骨元件上的第六孔及第五孔、第五蛇骨元件上的第五孔。

15、于一实施例中，每个蛇骨元件上均设有第五孔、第六孔、第七孔以及第八孔，第五孔及第六孔位于第一平面上且关于柔性臂的轴线对称分布，第七孔及第八孔位于第二平面上且关于柔性臂的轴线对称分布；所有蛇骨元件上的第五孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第六孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第七孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第八孔同轴设置；第一约束件依次穿过第一蛇骨元件的第八孔、第二蛇骨元件上的第八孔及第七孔、第三蛇骨元件的第七孔、第四蛇骨元件的第七孔及第五蛇骨元件的第七孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第七孔、第二蛇骨元件上的第七孔及第八孔、第三蛇骨元件上的第八孔、第四蛇骨元件的第八孔及第五蛇骨元件的第八孔；第三约束件依次穿过第一蛇骨元件的第五孔、第二蛇骨元件上的第五孔、第三蛇骨元件上的第五孔及第六孔、第四蛇骨元件上的第六孔及第五蛇骨元件上的第六孔；第四约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第六孔、第二蛇骨元件上的第六孔、第三蛇骨元件上的第六孔及第五孔、第四蛇骨元件上的第五孔及第五蛇骨元件上的第五孔；或者，第一约束件依次穿过第一蛇骨元件的第八孔、第二蛇骨元件上的第八孔、第三蛇骨元件的第八孔、第四蛇骨元件的第八孔及第七孔、第五蛇骨元件的第七孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第七孔、第二蛇骨元件上的第七孔、第三蛇骨元件上的第七孔、第四蛇骨元件的第七孔及第八孔、第五蛇骨元件的第八孔；第三约束件依次穿过第一蛇骨元件的第五孔、第二蛇骨元件上的第五孔、第三蛇骨元件上的第五孔及第六孔、第四蛇骨元件上的第六孔及第五蛇骨元件上的第六孔；第四约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第六孔、第二蛇骨元件上的第六孔、第三蛇骨元件上的第六孔及第五孔、第四蛇骨元件上的第五孔及第五蛇骨元件上的第五孔。

16、于一实施例中，在第一投影中第一约束件及第二约束件沿平行于柔性臂轴线方向穿设在第一蛇骨组件、第二蛇骨组件及第四蛇骨组件内，在第三蛇骨组件内交叉；在第二投影中第三约束件及第四约束件沿平行于柔性臂轴线方向穿设在第一蛇骨组件、第三蛇骨组件及第四蛇骨组件内，在第二蛇骨组件内交叉。

17、于一实施例中，每个蛇骨元件上均设有第五孔、第六孔、第七孔以及第八孔，第五孔及第六孔位于第一平面上且关于柔性臂的轴线对称分布，第七孔及第八孔位于第二平面上且关于柔性臂的轴线对称分布；所有蛇骨元件上的第五孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第六孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第七孔同轴设置，所有蛇骨元件上的第八孔同轴设置；第一约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第八孔、第二蛇骨元件上的第八孔、第三蛇骨元件上的第七孔、第四蛇骨元件上的第七孔及第五蛇骨元件上的第七孔；第二约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第七孔、第二蛇骨元件上的第七孔、第三蛇骨元件上的第八孔、第四蛇骨元件上的第八孔及第五蛇骨元件上的第八孔；第三约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第五孔、第二蛇骨元件上的第五孔、第三蛇骨元件上的第五孔、第四蛇骨元件上的第六孔及第五蛇骨元件上的第六孔；第四约束件依次穿过第一蛇骨元件上的第六孔、第二蛇骨元件上的第六孔、第三蛇骨元件上的第六孔、第四蛇骨元件上的第五孔及第五蛇骨元件上的第五孔。

18、本技术与现有技术相比的有益效果是：

19、本技术的柔性臂包括多个蛇骨组件及穿设在多个蛇骨组件内的多个约束件，多个约束件能够有效约束在柔性臂弯曲时柔性臂内的蛇骨组件向侧向窜动所产生的s型变形，使柔性臂能够以固定的弯曲姿态弯曲将末端工具带动到指定位置，保障手术操作的顺利进行以及提升对柔性臂的控制精度。