35]所述的两个弯曲件5的圆板8的边缘分别对应设置有四个穿绳孔6。
[0036]所述的四个穿绳孔6在圆板8的边缘均匀分布。
[0037]所述的两个相对的穿绳孔6用于弯曲单元2的前后弯曲，另外两个相对的穿绳孔6用于弯曲单元2的左右弯曲。
[0038]所述的圆柱7的下方边缘为齿形，可保证弯曲件5在钢丝绳3和气管导管4的共同约束下，基于其下方的弯曲件5倾斜。
[0039]如图3和图4所示，插管时，气管导管4的末端与弯曲结构重合。医护人员遥操作控制四个钢丝绳3的长度，穿过两个相对的穿绳孔6的两个钢丝绳3在牵引电机的驱动下，分别收线和放线，使得与基座1相接触的弯曲件5倾斜一个角度，可实现前后弯曲；该弯曲件5上方的弯曲件则可相应地实现左右弯曲，向上的弯曲件则依次可实现前后弯曲、左右弯曲，两个垂直方向的弯曲合成一个综合的角度；穿过另外两个穿绳孔6的钢丝绳3与前述钢丝绳3协调动作，使弯曲结构的末端平面的法向方向向左下方弯曲，弯曲角度为theta。
[0040]本实施例可在人体口腔内将气管导管4送至支气管前1?3cm。
[0041 ] 所述的弯曲结构可实现整个平面内任意角度的弯曲，多个弯曲结构可增大弯曲的角度。
[0042]所述的钢丝绳3在收线或放线过程中拉力恒定，若牵引电机的电流明显超出预期值，说明所述的柔性机械臂机构遇到障碍，为后续力反馈提供依据。
[0043]如图5所示，本实施例涉及基于上述柔性机械臂机构的遥控系统，还包括:遥操作主手模块、内窥镜、后方中央控制模块、图像显示模块、后方网络传输模块、急救现场中央控制模块、气管插管器械模块和急救现场网络传输模块，其中:医护人员根据人体内的内窥镜反映在图像显示模块上的信息操作遥操作主手模块，遥操作主手模块采集医护人员手术动作，并将动作信息传送至后方中央控制模块，后方中央控制模块通过后方网络传输模块传送至急救现场中央控制模块，转换成柔性机械臂机构可识别的命令并传送至柔性机械臂机构；柔性机械臂机构接收命令完成气管插管，内窥镜采集图像信息后通过急救现场网络传输模块传送至图像显示模块进行反馈，直至插管到位。
[0044]所述的动作信息包括但不限于:关节角度。
[0045]所述的遥操作主手模块为0MEGA7主手。
[0046]所述的柔性机械臂机构通过3D打印技术加工而成。
[0047]所述的柔性机械臂机构通过四个钢丝绳3拉动，左右运动与前后运动完全解耦，互不影响。
[0048]所述的柔性机械臂机构的直径大小依据患者口腔气管直径大小而定，可大量制备多种参数的弯曲件5，并为一次性使用。
[0049]本实施例通过多次实验，测试弯曲结构的各结构参数，改进遥操作主手模块和柔性机械臂机构构成的气管插管手术实验平台装置，并基于其验证手眼协调控制方法，实现力反馈控制，改进控制流程。
【主权项】
1.一种用于气管插管的柔性机械臂机构，其特征在于，包括:基座、钢丝绳和弯曲结构，其中:弯曲结构垂直设置于基座上，钢丝绳穿过弯曲结构的边缘，并且钢丝绳同时分别收线和放线，钢丝绳的一端固定设置于弯曲结构的顶部，另一端通过牵引电机收线和放线；弯曲结构包括:串联设置的弯曲单元。2.根据权利要求1所述的柔性机械臂机构，其特征是，所述的基座上设有与所述气管导管相配合的孔。3.根据权利要求1所述的柔性机械臂机构，其特征是，所述的弯曲单元包括:沿周向相差90°设置的两个串联的弯曲件。4.根据权利要求3所述的柔性机械臂机构，其特征是，所述的弯曲件包括:圆柱和设置于圆柱上方的圆板。5.根据权利要求4所述的柔性机械臂机构，其特征是，所述的圆柱下方边缘为齿形。6.根据权利要求4所述的柔性机械臂机构，其特征是，所述的圆板中央和圆柱中央设有与所述气管导管相配合的孔。7.根据权利要求6所述的柔性机械臂机构，其特征是，所述的圆板的外径大于圆柱的外径。8.根据权利要求4所述的柔性机械臂机构，其特征是，所述的两个弯曲件的圆板的边缘分别对应设置有四个均匀分布的穿绳孔。9.一种用于气管插管的遥控系统，其特征在于，包括:根据权利要求1?8中任一所述的柔性机械臂机构、遥操作主手模块、内窥镜、后方中央控制模块、图像显示模块、后方网络传输模块、急救现场中央控制模块、气管插管器械模块和急救现场网络传输模块，其中:医护人员根据人体内的内窥镜反映在图像显示模块上的信息操作遥操作主手模块，遥操作主手模块采集医护人员手术动作，并将动作信息传送至后方中央控制模块，后方中央控制模块通过后方网络传输模块传送至急救现场中央控制模块，转换成柔性机械臂机构可识别的命令并传送至柔性机械臂机构；柔性机械臂机构接收命令完成气管插管，内窥镜采集图像信息后通过急救现场网络传输模块传送至图像显示模块进行反馈，直至插管到位。
【专利摘要】一种用于气管插管的柔性机械臂机构及其遥控系统，包括：柔性机械臂机构、遥操作主手模块、内窥镜、后方中央控制模块、图像显示模块、后方网络传输模块、急救现场中央控制模块、气管插管器械模块和急救现场网络传输模块；柔性机械臂机构包括：基座、钢丝绳和弯曲结构，其中：弯曲结构垂直设置于基座上，钢丝绳一端穿过弯曲结构的边缘固定在弯曲结构的顶部，另一端与牵引电机相连；弯曲结构包括两个弯曲单元，每个弯曲单元内包括两个周向相差90°的弯曲件；本发明结构简单，设计合理，可及时响应并忠实于医护人员的动作并反馈操作时的力度变化。
【IPC分类】A61B34/35, A61M16/04
【公开号】CN105413034
【申请号】CN201511026418
【发明人】曹其新, 陶元发, 陈鹏
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月31日