阅读说明：本技术 便于多角度调节的软体机器人及具有该装置的医疗设备 (Soft robot convenient to multi-angle is adjusted and medical equipment who has device ) 是由 陶诗聪 郭尚春 于 2019-11-01 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种便于多角度调节的软体机器人及具有该装置的医疗设备,考虑到关节镜手术的特点：关节镜手术的过程中,会不断用生理盐水冲洗视野,整个关节内都充满了生理盐水,并且生理盐水会通过排出口排出,整个关节处于流水冲刷的状态。因此,利用这个特点,通过生理盐水驱动软体机器人,利用对生理盐水排出过程进行调控,驱动机器人关节舒张收缩,从而带动关节镜手术设备灵活弯曲运动。(The invention provides a soft robot convenient for multi-angle adjustment and medical equipment with the soft robot, which consider the characteristics of arthroscopic surgery: in the process of arthroscopic surgery, the field of vision can be continuously flushed by physiological saline, the whole joint is filled with the physiological saline, the physiological saline can be discharged through the discharge port, and the whole joint is in a flowing water flushing state. Therefore, by utilizing the characteristic, the soft robot is driven by the physiological saline, the joint of the robot is driven to relax and contract by regulating and controlling the discharge process of the physiological saline, and the arthroscopic surgical equipment is driven to flexibly bend.)

便于多角度调节的软体机器人及具有该装置的医疗设备

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种便于多角度调节的软体机器人及具有该装置的医疗设备。

背景技术

关节镜技术通常是基于大切口进行的外科手术发展而来的，手术的关键要素(例如切除撕裂的半月板)通常保持不变。关节镜手术较小尺寸的切口和较少的组织损伤可以降低术后并发症的发生率。治疗性关节镜现在包括切除，重建和更换受损或异常组织。

重建受损组织的手术中，步骤复杂且运用设备较多，需要关节镜观察，并且通过电钻在组织中创造孔洞，进一步植入铆钉或者利用磨钻对骨增生部位进行打磨；

为了达到更好的手术效果，手术医生往往要通过变换切口的办法。这样的操作，增加了刚接触关节镜的医师的上手难度。但即便是通过这样的方法，因为人体的一些解剖结构的限制，关节镜手术中的设备往往存在着难以避免的死角，例如使用髋关节镜的时候，股骨颈后内侧就是难以打磨的区域以及很难在此区域钻孔后再用铆钉修复盂唇；此外，刚性结构的设备为了能够准确定位需要手术的位置，往往是通过手术医师用力牵拉来实现的，在手术过程中的这种牵拉，对组织来说也会造成不必要的损伤。

软体机器人的特点是它们的连续可变形结构是柔顺的，并且在正常操作的情况下可以发生较大的变形。它们的灵活性对于精准控制的要求相对于刚性结构来说更具挑战性，但是软体机器人对于复杂环境相对于刚性结构来说有更强的适应性和安全性，在例如搜索、救援操作和以人为中心的任务中具有更大的潜力。软体机器人较常见的驱动方式为气动人工肌肉，基本结构为软膜，当用压缩气体充气时它们会膨胀和收缩，从而使得人工肌肉收缩和舒张。

考虑到关节镜手术的特点：关节镜手术的过程中，会不断用生理盐水冲洗视野，整个关节内都充满了生理盐水，并且生理盐水会通过排出口排出，整个关节处于流水冲刷的状态。因此，利用这个特点，通过生理盐水驱动人工肌肉，利用对生理盐水排出过程进行调控，驱动机器人关节舒张收缩，从而带动关节镜手术设备灵活弯曲运动。

发明内容

本发明的目的在于提出一种利用生理盐水的排出过程，从而带动关节镜手术设备实现灵活弯曲运动的便于多角度调节的软体机器人及具有该装置的医疗设备。

为达到上述目的，本发明提出一种便于多角度调节的软体机器人，包括多节软管，多节所述软管依次首尾连接；

每一节所述软管的入水端均设有入水阀门；每一节所述软管的出水端均设有出水阀门；每一节所述软管的中部均设有助弯腔，所述助弯腔与所述软管之间预设有控制阀门。

优选的，所述助弯腔的上端面为连续凹凸的风琴状结构。

优选的，所述软管为橡胶软管或者具有可变性的金属软管；所述助弯腔为橡胶软体。

本发明还提出一种关节镜，包括多条软体机器人、摄像头、可弯曲隔水层和电缆；

所述摄像头固定于所述电缆的端头，所述电缆的外周包裹有所述可弯曲隔水层；

多条所述软体机器人设于所述电缆和所述可弯曲隔水层之间，并且多条所述软体机器人沿所述电缆的外周均匀设置；所述软体机器人的长度方向与所述电缆的长度方向相一致。

优选的，在所述电缆的端头，围绕所述摄像头的一周设有用于替所述摄像头补光的光导纤维。

本发明还提出一种磨钻，包括多条软体机器人、磨头、可弯曲隔水层和可弯曲的驱动杆；

所述磨头固定于所述驱动杆的端头，所述驱动杆的外周包裹有所述可弯曲隔水层；

多条所述软体机器人设于所述驱动杆和所述可弯曲隔水层之间，并且多条所述软体机器人沿所述驱动杆的外周均匀布置；所述软体机器人的长度方向与所述驱动杆的长度方向相一致。

优选的，所述驱动杆与所述软体机器人之间预设有耐磨层。

本发明还提出一种电钻，包括多条软体机器人、钻头、可弯曲隔水层和可弯曲的驱动杆；

所述钻头固定于所述驱动杆的端头，所述驱动杆的外周包裹有所述可弯曲隔水层；

多条所述软体机器人设于所述驱动杆和所述可弯曲隔水层之间，并且多条所述软体机器人沿所述驱动杆的外周一圈均匀设置；所述软体机器人的长度方向与所述驱动杆的长度方向相一致。

优选的，所述驱动杆与所述软体机器人之间预设有耐磨层。

本发明还提出一种铆钉夹持器，包括多条软体机器人、铆钉夹、可弯曲隔水层和可弯曲的固定杆；

所述铆钉夹固定于所述固定杆的端头，所述固定杆的外周包裹有所述可弯曲隔水层；

多条所述软体机器人设于所述固定杆和所述可弯曲隔水层之间，并且多条所述软体机器人沿所述固定杆的外周一圈均匀设置；所述软体机器人的长度方向与所述固定杆的长度方向相一致。

与现有技术相比，本发明的优势之处在于：本发明提出的便于多角度调节的软体机器人的结构可以通过调控三个电子阀门的开关，从而调控助弯腔内的液体体积，进一步调整软管的弯曲度，从而利用生理盐水实现对装配有软体机器人的医疗设备的多个角度的灵活调控，使得手术设备在人体内尽可能减少手术死角，降低手术难度，减少对病人身体的危害。

附图说明

图1为本发明一实施例中多角度调节的软体机器人的整体结构示意图；

图2为本发明一实施例中多角度调节的软体机器人“维持状态”的示意图；

图3为本发明一实施例中多角度调节的软体机器人“弯曲状态”的示意图；

图4为本发明一实施例中多角度调节的软体机器人“复原状态”的示意图；

图5为本发明一实施例中多角度调节的软体机器人的串联结构示意图；

图6为本发明一实施例中关节镜的结构示意图；

图7为本发明一实施例中磨钻的结构示意图；

图8为本发明一实施例中电钻的结构示意图；

图9为本发明一实施例中铆钉夹持器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案作进一步地说明。

如图1和图5所示，本发明提出一种便于多角度调节的软体机器人，包括多节软管1，多节软管1依次首尾连接；

每一节软管1的入水端均设有入水阀门2；每一节软管1的出水端均设有出水阀门3；每一节软管1的中部均设有助弯腔5，助弯腔5与软管1之间预设有控制阀门4。

在本实施例中，助弯腔5的上端面为连续凹凸的风琴状结构。

便于多角度调节的软体机器人6，包括多节软管1，多节软管1依次首尾连接；

每一节软管1的入水端均设有入水阀门2；每一节软管1的出水端均设有出水阀门3；每一节软管1的中部均设有助弯腔5，助弯腔5与软管1之间预设有控制阀门4。

在本实施例中，助弯腔5的上端面为连续凹凸的风琴状结构。

在本实施例中，软管1为橡胶软管1或者具有可变性的金属软管；助弯腔5为橡胶软体。

在本实施例中，操作人员通过操控入水阀门2、出水阀门3和控制阀门4，实现软体机器人6实现三个状态：

如图2所述，维持状态：开启入水阀门2和出水阀门3，关闭控制阀门4，关节腔内的生理盐水通过软管1的水道进入吸引器中，此时软体机器人6相当于一根吸引管，作为将关节腔内的生理盐水吸引出来的通道。

如图3所示，弯曲状态：当入水阀门2和控制阀门4开启，出水阀门3关闭，此时，关节腔内的生理盐水通过软管1进入到助弯腔5内，助弯腔5内由于液体的堆积，风琴状结构的上端面开始舒展开来，从而压迫软管1，实现软管1的弯曲。

如图4所示，复原状态：开启控制阀门4和出水阀门3，入水阀门2关闭，此时，助弯腔5内的生理盐水从软管1内排出至吸引器中，软管1的曲度下降，直至复原。

其中，出水阀门3，入水阀门2和控制阀门4均为电子阀门，可以通过外接连接设备实现开启和关闭。

如图6所示，本发明还提出一种关节镜，包括多条软体机器人6、摄像头9、可弯曲隔水层7和电缆8；

摄像头9固定于电缆8的端头，电缆8的外周包裹有可弯曲隔水层7；

多条软体机器人6设于电缆8和可弯曲隔水层7之间，并且多条软体机器人6沿电缆8的外周一圈均匀设置；软体机器人6的长度方向与电缆8的长度方向相一致。

在电缆8的端头，围绕摄像头9的一周设有用于替摄像头9补光的光导纤维。

操作人员可以通过对多条软体机器人6上的三个阀门进行控制，从而实现多条软体机器人6进行维持状态、弯曲状态和复原状态三个状态的切换，进一步带动电缆8进行角度调整，外接操作设备可以通过电缆8为摄像头9供电，从而带动摄像头对人体内的各个关节部位进行探查，光导纤维可以为摄像头9进行补光，进一步保证图像采集效果。

如图7所示，本发明还提出一种磨钻，包括多条软体机器人6、磨头10、可弯曲隔水层7和可弯曲的驱动杆13；

磨头10固定于驱动杆13的端头，驱动杆13的外周包裹有可弯曲隔水层7；

多条软体机器人6设于驱动杆13和可弯曲隔水层7之间，并且多条软体机器人6沿驱动杆13的外周一圈均匀设置；软体机器人6的长度方向与驱动杆13的长度方向相一致。

操作人员可以通过对多条软体机器人6上的三个阀门进行控制，从而实现多条软体机器人6进行维持状态、弯曲状态和复原状态三个状态的切换，进一步利用生理盐水实现驱动杆13灵活的角度切换，与此同时，电机等外接操作设备可以与驱动杆13的尾端固定连接，带动驱动杆13发生转动，进一步带动磨钻发生旋转，从而便于人体内的各个关节部位进行打磨；驱动杆13和软体机器人6之间通过设置耐磨层，有效的避免驱动杆13在转动过程中对软体机器人6造成磨损，延长设备的使用寿命。

如图8所示，本发明还提出一种电钻，包括多条软体机器人6、钻头11、可弯曲隔水层7和可弯曲的驱动杆13；

钻头11固定于驱动杆13的端头，驱动杆13的外周包裹有可弯曲隔水层7；

多条软体机器人6设于驱动杆13和可弯曲隔水层7之间，并且多条软体机器人6沿驱动杆13的外周一圈均匀设置；软体机器人6的长度方向与驱动杆13的长度方向相一致。

操作人员可以通过对多条软体机器人6上的三个阀门进行控制，从而实现多条软体机器人6进行维持状态、弯曲状态和复原状态三个状态的切换，进一步利用生理盐水实现驱动杆13灵活的角度切换，与此同时，电机等外接操作设备可以与驱动杆13的尾端固定连接，带动驱动杆13发生转动，进一步带动钻头11发生旋转，从而便于对人体内的各个关节部位进行钻孔；驱动杆13和软体机器人6之间通过设置耐磨层，有效的避免驱动杆13在转动过程中对软体机器人6造成磨损，延长设备的使用寿命

如图9所示，本发明还提出一种铆钉夹持器，包括多条软体机器人6、铆钉夹12、可弯曲隔水层7和可弯曲的固定杆14；

铆钉夹12固定于固定杆14的端头，固定杆14的外周包裹有可弯曲隔水层7；

多条软体机器人6设于固定杆14和可弯曲隔水层7之间，并且多条软体机器人6沿固定杆14的外周一圈均匀设置；软体机器人6的长度方向与固定杆14的长度方向相一致。

操作人员可以通过对多条软体机器人6上的三个阀门进行控制，从而实现多条软体机器人6进行维持状态、弯曲状态和复原状态三个状态的切换，进一步利用生理盐水实现固定杆14灵活的角度切换，从而便于带动铆钉夹12对人体内的各个关节部位进行铆钉的固定工作。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。