买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种用于人体自然腔道内部组织捕获的多模式操作机器人系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116158856B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310164243.8，技术领域涉及：A61B34/30；该发明授权一种用于人体自然腔道内部组织捕获的多模式操作机器人系统是由吕胜男;徐天烨;肖航;丁希仑设计研发完成，并于2023-02-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于人体自然腔道内部组织捕获的多模式操作机器人系统在说明书摘要公布了：本发明公开一种用于人体自然腔道内部组织捕获的多模式操作机器人系统，包括仿人体自然腔道的管道环境模型，其由入口至出口分别设计为扭曲部分管道模型、大内径内腔管道模型与分叉管道模型，各部分通过支架支撑，用于模拟复杂人体自然腔道；还包括多模式操作机器人整机系统，其具有基于角杆剪叉单元设计的导管盘模块，用于实现导管输送过程中需要始终呈环形盘绕；用于输送导管的导管输送装置；以及导管输送端安装的由三根丝驱动实现腔道内移动及目标物捕获的多模式抓取模块；三根驱动丝由丝驱动模块单独驱动，并经张力测量模块实现驱动丝张紧力大小测量。本发明可代替医生实现介入手术的操作过程，且具有多种操作模式可实现复杂的作业任务。

本发明授权一种用于人体自然腔道内部组织捕获的多模式操作机器人系统在权利要求书中公布了：1.一种用于人体自然腔道内部组织捕获的多模式操作机器人系统，其特征在于：包括仿人体自然腔道的管道环境模型与多模式操作机器人整机系统； 所述仿人体自然腔道的管道环境模型，由多个管道拼接形成整体，由管道支架支撑，用于模拟复杂人体自然腔道，以进行多模式操作机器人的模拟操作实验； 所述机器人整机系统用于实现人体自然腔道内部组织捕获，具有五个功能模块，分别为导管盘绕模块、导管输送模块、张力测量模块、丝驱动模块与多模式抓取模块；其中，丝驱动模块、张力测量模块、导管盘绕模块、导管输送模块由左至右设置；多模式抓取模块安装于导管的输送端端部，处于管道环境模型入口处； 所述导管盘绕模块包括周向布置的四个导管座；其中，三个导管座分别安装于三条导轨的导轨滑块上；三条导轨包括左侧导轨、右侧导轨与中间导轨；左侧导轨与右侧导轨左右对称布置，与中间导轨夹角为45°；另一个导管座固定于三条导轨交点位置；四个导管座上纵向设计有导管穿孔，导管依次绕过各导管穿孔呈多层环形布置；导管的固定端通过导管入口架固定；导管输送端由导管出口架支撑，并接入导管输送模组； 上述相邻两个导管座间安装角杆剪叉单元，通过两套角杆剪叉单元实现被盘绕导管在输送过程中始终呈圆环状；两套角杆剪叉单元对称设置，包括剪叉单元A及剪叉单元B；其中，剪叉单元A具有两根角杆，角杆夹角呈120°；两根角杆上下层叠设置，夹角位置处铰接；剪叉单元B具有一根角杆与一根连杆；其中，连杆与角杆上下层叠设置，连杆的B端与角杆夹角处铰接； 上述剪叉单元A与剪叉单元B中，角杆夹角均朝向四个导管座所在圆周外侧；剪叉单元A中上层角杆与下层角杆同侧的A端分别与中间直线导轨上的导轨座及滑动座间铰接；上层角杆与下层角杆的B端分别与剪叉单元B中角杆的A端及连杆A端铰接；剪叉机构B中角杆的B端与侧方的直线导轨上的导管座间铰接；剪叉单元A中，两角杆A端铰接点的连线相交于一点A，并呈45°夹角；剪叉单元B中，角杆和连杆的A端铰接点连线，与角杆B端铰接点与中间直线导轨的垂直连线相交于一点B，且两条直线呈45°夹角；上述交点B与交点A重合； 所述导管输送模组包括基座、滑块、压簧、调节螺栓、电机座、导管输送步进电机以及一对主动摩擦轮和带U型槽的被动惰轮与齿轮传动模组； 其中，基座顶部设计有两个矩形缺口，两个缺口之间由顶面向下开设有滑槽；滑块中部为杆状结构置于滑槽内，两端为块状结构，分别设置于两个矩形缺口内；由此使整个滑块可上下滑动；滑块两端块状结构与缺口底面间设置有压簧，压簧两端与所在位置处设计的凸起配合套接；同时滑块两端立方体结构侧面开槽分别与两个被动堕轮的轮轴连接固定；两个被动惰轮周向上开设的U形槽与导管贴合；基座顶部开设有两个螺纹通孔，分别位于两个矩形缺口中部上方；两个螺纹通孔内螺纹安装调节螺栓，通过旋转调节螺栓实现压簧压缩程度，进而实现滑块的上下位置调整；两个主动摩擦轮通过中心转轴安装于基座上，且两个主动摩擦轮的轴线分别与两个惰轮轴线位置上下对应；经导管出口架送出的导管在主动摩擦轮与惰轮之间在水平方向上进行输送； 所述多模式抓取模块包括折展抓取部分、柔性关节组件与驱动丝；折展抓取部分包括周向均布的三个剪叉单元，由两根连杆交叉铰接呈X形，铰接位置处安装复位扭簧；相邻剪叉单元中，相对顶端与底端间分别通过第一连接组件与第二连接组件相连；第一连接组件与第二连接组件通过两个轴线共面的接头与剪叉单元相连形成转动副； 所述柔性关节组件顶部具有上连接台，上连接台通过周向三根连杆连接三个第二连接组件形成转动副，且连接位置安装复位扭簧；柔性关节组件底部具有下连接台，下连接台底面设计连接头连接推送导管；上连接台与下连接台间设计有柔性关节； 上述柔性关节组件与折展抓取部分通过三根连杆连接，三根连杆底端与上连接台周向上等间隔设计的三个竖直平面相连形成转动副；三根连杆顶端分别连接三个第二连接组件上设计的接头形成转动副，且转动副轴线分别垂直于上连接台周向三个竖直平面； 所述驱动丝为三根，输出端分别固定于三个第一连接组件上，随后经第一连接组件上的导向孔-第二连接组件中导向孔向下导向，最终穿入柔性关节组件底部连接头后进入推送导管，经推送导管内部分别连接各自的驱动器； 所述张力测量模块具有三个张力传感器以及对应的三个传感检测通道；三个张力传感器纵向设置安装于传感器支架上；传感检测通道由左右并排设置的两个导向轮与一个传感器轮构成；其中，两个导向轮关于传感器轮对称设置；三者安装于传感器支架上，可绕自身轴线被动转动；传感器轮通过轴承安装于张力传感器的伸出轴上，可绕伸出轴被动转动；三根驱动丝分别穿过三个传感检测通道，穿入过程中，驱动丝首先水平通过位于右侧的导向轮下方，随后经传感器轮上方绕过传感器轮后水平通过位于左侧的导向轮下方，引入到丝驱动模块中； 所述丝驱动模块具有三个丝驱动步进电机分别驱动三根驱动丝伸出与回收；通过对三根驱动丝的驱动实现多模式抓取模块的两种操作模式控制，包括在狭窄且曲折管道内的前进及导向运动以及到达目标位置后对目标物的捕获，具体过程为： 初始时刻，所述多模式抓取模块经由导管输送模块的输送下从管道环境模型入口处进入，按下述运动方式1进行运动，过程为： 当多模式抓取模块需要穿过内部狭窄且具有曲率的曲折部分时，通过驱动丝控制方式1实现多模式抓取模块在收拢状态下的弯曲运动；此时，通过丝驱动模块驱动三根驱动丝进行运动，由于多模式抓取模块中复位扭簧阻力存在，驱动丝对多模式抓取模块的作用力不足以克服扭簧的阻力，因此三根驱动丝位于折展抓取部分的长度将不发生变化，多模式抓取模块将保持收拢状态；而由于使柔性关节弯曲所需要的驱动力低于多模式抓取模块克服扭簧阻力所需的力，柔性关节将在三根驱动丝作用力下进行弯曲；三根驱动丝对柔性关节的作用合力等效为一个沿柔性关节轴向的作用力以及沿着空间某一方向的作用力偶；由于柔性关节的轴向不可压缩性，沿关节轴向的作用力将不对柔性关节的运动产生作用，而柔性关节将在三根驱动丝等效合力力偶所在平面内进行弯曲运动，通过控制三根驱动丝以不同的张紧力运动，使柔性关节实现空间360°任意平面内的弯曲运动；多模式抓取模块此时处于收拢状态，以通过狭窄且具有曲率的管道环境； 当多模式抓取模块到达捕获目标附近后，首先通过放松三根驱动丝，在柔性关节自身恢复力作用下恢复初始状态；此时通过丝驱动模模块更改驱动丝控制方式2实现展收运动，具体为下述运动方式2： 同步驱动三根驱动丝运动，三根驱动丝对柔性关节的合力为一个沿柔性关节轴向的纯力而不存在偏转力偶，由于柔性关节轴向的不可压缩性，不会使得柔性关节发生运动；此时，同步的增加三根驱动丝的作用力，并且保证三根驱动丝作用力始终相等；随着驱动力的逐渐增加，驱动丝对折展抓取部分的作用力将克服扭簧阻力，折展抓取部分将在三根驱动丝的同步作用下逐渐展开；当多模式抓取模块展开到其外形尺寸足够对目标物进行捕获时，由于目标物在管道内部的位置未知，此时多模式抓取模块需调整自身的方向以实现对目标物的抓取工作；此时按下述运动方式3进行运动： 驱动丝的控制方式从控制方式2切换到控制方式1；此时由于多模式抓取模块内扭簧的阻力，折展抓取部分展开的外形尺寸不发生变化，而由于三根驱动丝作用力不再相等，其合力对柔性关节的作用力除了沿着轴向的力外还额外增加一个力偶，使柔性关节在力偶作用平面内进行弯曲运动，此时多模式抓取模块在保持大展开外形尺寸下实现三维空间内360°任意平面的弯曲，并最终找到目标物位置，将目标物捕获； 当目标物成功进入折展抓取部分内部时，此时按下述运动方式3进行运动： 再次切换三根驱动丝的运动控制方式，将驱动丝的运动控制方式由控制方式1重新切换至运动方式2，此时由于三根驱动丝作用再次相等，三根驱动丝对柔性关节的作用合力重新为一纯力；由于三根驱动丝同时放松，在多模式抓取模块扭簧恢复作用力下，折展抓取部分尺寸将逐渐缩小；由于此时目标物已经进入折展抓取部分内部，当折展抓取部分在扭簧作用力下尺寸逐渐缩小时，目标物将被锁定在折展抓取部分内部；此时通过导管输送模块回收导管将多模式抓取模块及所捕获的目标物一同带出管道模型之外。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人北京航空航天大学，其通讯地址为：100191 北京市海淀区学院路37号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。