CN113858261B - 一种可整体驱动的柔性连续体结构及柔性机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可整体驱动的柔性连续体结构及柔性机械臂，包括：近端连续体，包括近端基盘、近端止盘和结构骨；远端连续体，包括远端基盘、远端止盘和所述结构骨；驱动连接部，所述驱动连接部的一端与所述近端基盘连接，所述驱动连接部的另一端穿过所述近端止盘且与所述近端止盘连接，所述驱动连接部位于所述近端止盘近端侧的部分形成自由端；多根所述结构骨的近端与所述近端止盘固定连接，多根所述结构骨的远端依次穿过所述近端基盘、远端基盘后与所述远端止盘固定连接。本发明可以避免对驱动丝进行直接的推拉，可以不受限于驱动机构的数量，且满足柔性连续体结构的弯曲性能，同时结构紧凑，原理简单，易于实现，具有很高的可靠性。

Description

一种可整体驱动的柔性连续体结构及柔性机械臂

技术领域

本发明涉及一种连续体结构，具体是关于一种可整体驱动的柔性连续体结构及包含该柔性连续体结构的柔性机械臂。

背景技术

现有的连续体结构一般通过驱动机构对连续体结构中的驱动丝进行直接推拉，且对驱动丝的驱动分为两种：第一种为通过直线副直接推拉丝，从而驱动柔性机械臂弯曲；第二种为通过直线副先推拉一组较粗的驱动丝，使得近端连续体产生弯曲，从而带动近端连续体上的一组较细的驱动丝弯曲，来驱动柔性机械臂弯曲，从而实现以较少数量的驱动机构来驱动更多的驱动丝。

但由于上述两种驱动方式均为直接推拉驱动丝进行运动，故当驱动丝的数量较多时，驱动机构的数量也会相应的增加，使得结构复杂。

发明内容

针对上述问题，本发明的其中一个目的是提供一种可整体驱动的柔性连续体结构，避免对驱动丝进行直接的推拉，在驱动数量较多的驱动丝时，可以不受限于驱动器的数量，且满足柔性连续体结构的弯曲性能，同时结构紧凑，原理简单，易于实现，具有很高的可靠性；本发明的另一个目的是提供一种包含该柔性连续体结构的柔性机械臂。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种可整体驱动的柔性连续体结构，包括：近端连续体，包括近端基盘、近端止盘和结构骨；远端连续体，包括远端基盘、远端止盘和所述结构骨；驱动连接部，所述驱动连接部的一端与所述近端基盘连接，所述驱动连接部的另一端穿过所述近端止盘且与所述近端止盘连接，所述驱动连接部位于所述近端止盘近端侧的部分形成自由端；

多根所述结构骨的近端与所述近端止盘固定连接，多根所述结构骨的远端依次穿过所述近端基盘和远端基盘并与所述远端止盘固定连接；

由此，通过所述驱动连接部的自由端，带动所述近端止盘运动翻转，实现对所述结构骨的推拉，从而实现所述远端连续体在空间中沿着不同方向的弯曲。

所述的柔性连续体结构，优选地，所述近端止盘与所述近端基盘之间经由所述驱动连接部通过轴线彼此相交的至少两个旋转副连接，其中所述驱动连接部包括至少一个径向轴线的旋转副。

所述的柔性连续体结构，优选地，所述驱动连接部包括至少一个万向节，所述驱动连接部的远端与所述近端基盘连接，所述驱动连接部的近端穿过所述近端止盘并与所述近端止盘连接，且所述驱动连接部位于所述近端止盘近端侧的部分形成自由端，所述至少一个万向节位于所述近端基盘与所述近端止盘之间。

所述的柔性连续体结构，优选地，当驱动机构采用基于蜗轮蜗杆的非平面驱动机构时，所述驱动连接部的自由端与所述驱动机构采用固定连接、旋转副连接或者圆柱副连接。

所述的柔性连续体结构，优选地，当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，所述驱动连接部的自由端与所述驱动机构沿与所述驱动连接部的近端轴向的垂直方向旋转连接，且所述驱动连接部的自由端相对于所述近端止盘沿所述驱动连接部的近端的轴向旋转连接。

所述的柔性连续体结构，优选地，当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，所述驱动连接部的远端与所述近端基盘之间或所述驱动连接部的近端与所述近端止盘之间通过沿所述驱动连接部的远端或沿所述驱动连接部的近端的轴向旋转连接，所述驱动连接部的近端与所述近端止盘通过沿所述驱动连接部的近端的轴向旋转连接，所述驱动连接部的自由端与所述驱动机构通过沿所述驱动连接部的近端轴向的垂直方向旋转连接。

所述的柔性连续体结构，优选地，还包括连接杆，所述驱动连接部的自由端通过另一万向节与所述连接杆的一端连接，所述连接杆的另一端与驱动机构连接，所述驱动连接部的远端相对于所述近端基盘沿所述驱动连接部的远端的轴向可移动、所述驱动连接部的近端相对于所述近端止盘沿所述驱动连接部的近端的轴向可移动、或者所述连接杆相对于所述驱动连接部的近端沿所述连接杆的轴向可移动。

所述的柔性连续体结构，优选地，所述连接杆相对于所驱动机构沿所述连接杆的轴向转动连接，所述驱动连接部的远端与所述近端基盘之间通过沿所述驱动连接部的远端的轴向转动连接，或者所述驱动连接部的近端相对于所述近端止盘沿所述驱动连接部的近端的轴向转动连接，且所述驱动连接部的远端相对于所述近端基盘沿所述驱动连接部的远端的轴向可移动或者所述驱动连接部的近端相对于所述近端止盘沿所述驱动连接部的近端的轴向可移动。

所述的柔性连续体结构，优选地，还包括连接杆，所述驱动连接部的自由端通过球铰与所述连接杆的一端连接，所述连接杆的另一端与驱动机构连接，所述驱动连接部的远端相对于所述近端基盘沿所述驱动连接部的远端的轴向可移动、所述驱动连接部的近端相对于所述近端止盘沿所述驱动连接部的近端的轴向可移动、或者所述连接杆相对于所述驱动连接部的近端沿所述连接杆的轴向可移动。

所述的柔性连续体结构，优选地，所述驱动连接部包括至少一个球铰，所述驱动连接部的远端与所述近端基盘连接，所述驱动连接部的近端穿过所述近端止盘并与所述近端止盘连接，且所述驱动连接部位于所述近端止盘近端侧的部分形成自由端，所述至少一个球铰位于所述近端基盘与所述近端止盘之间。

所述的柔性连续体结构，优选地，还包括连接杆，所述驱动连接部的自由端通过万向节与所述连接杆的一端连接，所述连接杆的另一端与驱动机构连接，所述驱动连接部的远端相对于所述近端基盘沿所述驱动连接部的远端的轴向可移动、所述驱动连接部的近端相对于所述近端止盘沿所述驱动连接部的近端的轴向可移动、或者所述连接杆相对于所述驱动连接部的近端沿所述连接杆的轴向可移动。

所述的柔性连续体结构，优选地，当驱动机构采用基于蜗轮蜗杆的非平面驱动机构时，所述驱动连接部的自由端与所述驱动机构采用固定连接、旋转副连接或者圆柱副连接。

所述的柔性连续体结构，优选地，当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，所述驱动连接部相对于所述近端止盘沿驱动连接部的近端的轴向旋转连接，所述驱动连接部的自由端与所述驱动机构通过沿与所述驱动连接部的近端轴向的垂直方向旋转连接。

所述的柔性连续体结构，优选地，还包括连接杆，所述驱动连接部的自由端通过另一球铰与所述连接杆的一端连接，所述连接杆的另一端与驱动机构连接，所述驱动连接部的远端相对于所述近端基盘沿所述驱动连接部的远端的轴向可移动、所述驱动连接部的近端相对于所述近端止盘沿所述驱动连接部的近端的轴向可移动、或者所述连接杆相对于所述驱动连接部的近端沿所述连接杆的轴向可移动。

所述的柔性连续体结构，优选地，所述驱动连接部包括至少一根远端连杆和至少一根近端连杆铰接形成铰链关节，所述远端连杆与所述近端基盘之间和所述近端连杆与所述近端止盘之间分别通过沿所述远端连杆和所述近端连杆的轴向旋转连接，所述远端连杆和近端连杆的铰接轴线与所述远端连杆和近端连杆的轴线方向垂直，所述近端连杆的近端贯穿所述近端止盘，且所述近端连杆位于所述近端止盘近端侧的部分形成自由端。

所述的柔性连续体结构，优选地，当驱动机构采用基于蜗轮蜗杆的非平面驱动机构时，所述驱动连接部的自由端与所述驱动机构采用固定连接、连接旋转副或者圆柱副连接。

所述的柔性连续体结构，优选地，当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，所述驱动连接部的自由端与所述驱动机构通过沿与所述近端连杆的轴向的垂直方向旋转连接。

所述的柔性连续体结构，优选地，还包括连接杆，所述驱动连接部的自由端与所述连接杆的一端通过沿所述连接杆的轴向的垂直方向旋转连接，所述连接杆的另一端与驱动机构连接，且所述驱动连接部的自由端与所述连接杆的铰接轴线与所述远端连杆和近端连杆的铰接轴线相互平行，所述远端连杆相对于所述近端基盘沿所述远端连杆的轴向可移动、所述近端连杆相对于所述近端止盘沿所述近端连杆的轴向可移动或者所述连接杆相对于所述驱动连接部的近端沿所述连接杆的轴向可移动。

所述的柔性连续体结构，优选地，还包括连接在所述近端基盘和远端基盘之间的结构骨引导管束，多根所述结构骨的远端依次穿过所述近端基盘、结构骨引导管束和远端基盘并与所述远端止盘固定连接。

所述的柔性连续体结构，优选地，所述近端连续体还包括设置在所述近端基盘和近端止盘之间的至少一片近端保持盘，各所述结构骨依次穿过所述近端保持盘；

同时，所述远端连续体还包括设置在所述远端基盘和远端止盘之间的至少一片远端保持盘，各所述结构骨亦依次穿过所述远端保持盘。

所述的柔性连续体结构，优选地，所述近端基盘、近端保持盘、远端基盘和远端保持盘上均布有用于所述结构骨滑动通过的过孔，所述近端止盘和远端止盘上均布有用于固定所述结构骨端部的锁紧孔，且不同盘上所述过孔和锁紧孔的具体孔位和孔数取决于所述结构骨的数量。

所述的柔性连续体结构，优选地，在所述近端连续体的相邻两盘之间和/或所述远端连续体的相邻两盘之间均安装有弹性单元。

所述的柔性连续体结构，优选地，所述结构骨采用由超弹性材料制成的弹性细杆或细管，所述结构骨引导管束采用钢管束。

一种柔性机械臂，包括至少一个上述的柔性连续体结构。

所述柔性机械臂，优选地，采用两个以上所述柔性连续体结构串联或者并联形成。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明提供了一种可整体驱动的柔性连续体结构，只需要通过驱动连接部与一个驱动机构连接，通过驱动机构带动驱动连接部运动，驱动近端连续体的近端止盘翻转，实现对结构骨的推拉，从而带动近端连续体弯曲，并最终驱动远端连续体在空间的任意弯曲，避免了对结构骨进行直接的推拉，而且在驱动数量较多的结构骨时，不受限于驱动机构的数量，同时结构紧凑，原理简单，易于实现，从而具有很高的可靠性。2、本发明相较传统的通过在关节处相互转动从而实现弯转运动的刚性运动链，柔性连续体结构通过其近端结构变形实现远端结构的弯转变形，其结构主体同时成为驱动的传递结构，因此可在小尺寸空间范围内实现极高的自由度配置，故可以被广泛应用于柔性操作臂、内窥镜、可控导管等医疗器械，以及工业用深腔探测内窥镜、柔性机械臂等新型特种装备的研发。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的柔性连续体结构的结构示意图；

图2为本发明该实施例中驱动连接部为单节万向节的结构示意图；

图3为本发明该实施例中驱动连接部为双节万向节的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的柔性连续体结构的结构示意图；

图5为本发明该实施例中驱动连接部为单节球铰的结构示意图；

图6为本发明该实施例中驱动连接部为双节球铰的结构示意图；

图7为本发明实施例三提供的柔性连续体结构的结构示意图；

图8为本发明该实施例中驱动连接部为二连杆铰链关节的结构示意图；

图9为本发明该实施例中驱动连接部为四连杆铰链关节的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“近端”、“远端”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。在本发明中，当提及“远侧或远端”时，该术语是指相对远离操作者的一侧或一端。当提及“近侧或近端”时，该术语是指相对靠近操作者的一侧或一端。

如图1所示，本实施例提供的可整体驱动的柔性连续体结构，包括：近端连续体1，包括近端基盘4、近端止盘7和结构骨12；远端连续体3，包括远端基盘9、远端止盘11和结构骨12；驱动连接部16，驱动连接部16的一端与近端基盘4连接，驱动连接部16的另一端穿过近端止盘7且与近端止盘7连接，驱动连接部16位于近端止盘7近端侧的部分形成自由端。多根结构骨12的近端与近端止盘7固定连接，多根结构骨12的远端依次穿过近端基盘4和远端基盘9并与远端止盘11固定连接。由此，通过驱动连接部16的自由端外接驱动机构，带动近端止盘7运动翻转，实现对结构骨12的推拉，从而实现远端连续体3在空间中沿着不同方向的弯曲。

在上述实施例中，近端止盘7与所述近端基盘4之间通过轴线彼此相交的至少两个旋转副连接。此时可以理解为驱动连接部16本身包括旋转副，和/或驱动连接部16与近端基盘4连接处的旋转副。优选地，驱动连接部16可以为万向节、球铰、铰链关节或者万向节-球铰组合中的一种，下面采用三个实施例分别进行说明。

实施例一

如图1至图3所示，本实施例中的驱动连接部16可以包括一个万向节15或者多个万向节15串联，驱动连接部16的一端与近端基盘4连接，驱动连接部16的另一端穿过近端止盘7且与近端止盘7连接，驱动连接部16位于近端止盘7近端侧的部分形成与外部驱动机构连接的自由端，通过驱动机构带动驱动连接部16运动，带动近端止盘7运动翻转，实现对结构骨12的推拉，从而实现远端连续体3在空间中沿着不同方向的弯曲。

第一种情况，如图2所示，当驱动连接部16包括一个万向节15时，驱动连接部16的远端与近端基盘4连接，驱动连接部16的近端穿过近端止盘7并与近端止盘7连接，且驱动连接部16位于近端止盘7近端侧的部分形成自由端，万向节15位于近端基盘4与近端止盘7之间。一个万向节可理解为包括旋转轴线彼此相交的两个旋转副。

具体来说，驱动连接部16可以包括至少一个万向节15和至少一根连杆，驱动连接部16与近端基盘4和近端止盘7的连接关系可以为以下几种情况：当驱动连接部16由位于远端的一个万向节15和位于近端的一根连杆组成时，连杆的远端(即驱动连接部16的远端)通过万向节15直接与近端基盘4连接，连杆的近端(即驱动连接部16的近端)与近端止盘7连接。当驱动连接部16由两根连杆和位于两根连杆之间的一个万向节15组成时，两根连杆(即驱动连接部16的近端和远端)分别与近端基盘4和近端止盘7连接。

驱动连接部16、近端连续体1和驱动机构之间存在四个运动关系连接节点，具体如下：第一连接节点指近端基盘4与驱动连接部16的连接关系，第二连接节点指驱动连接部16本身结构，第三连接节点指驱动连接部16与近端止盘7的连接关系，第四连接节点指驱动连接部16的自由端与驱动机构的连接关系，以上四个连接节点中的每个可采取如下五种连接方式中的几种进行组合：圆柱副(可以旋转也可移动)、移动副、旋转副(只能旋转)、固定连接、驱动连接部本身结构(万向节)，通过四个连接节点组合满足驱动近端连续体1弯曲所需要的最少自由度。

应当理解的是，当驱动机构采用基于蜗轮蜗杆的非平面驱动机构时，驱动连接部16的自由端与驱动机构可以固定连接或者采用旋转副或者圆柱副等方式连接均可。此时，四个连接节点可以采取如下组合：第一连接节点采用圆柱副连接，第二连接节点采用万向节，第三连接节点具有移动自由度(圆柱副或移动副)，第四连接节点采用固定连接。应当理解的是，四个连接节点还可采取以上五中连接方式中的几种进行其他形式的组合，在实现同等功能的前提下，自由度数越多，柔顺性和灵活性会更好。

当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，驱动连接部16的自由端与驱动机构沿与驱动连接部16的近端轴向的垂直方向旋转连接，且驱动连接部16的自由端相对于近端止盘7沿驱动连接部16的近端的轴向旋转连接。

当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，驱动连接部16的远端与近端基盘4之间或驱动连接部16的近端与近端止盘7之间通过沿驱动连接部16的远端或沿驱动连接部16的近端的轴线向的旋转副连接，驱动连接部16的近端与近端止盘7通过沿驱动连接部16的近端的轴向旋转连接，驱动连接部16的自由端与驱动机构之间通过沿驱动连接部16的近端的轴线的旋转副轴向的垂直方向旋转连接。

此时，优选地，四个连接节点可以采取如下组合：第一连接节点采用旋转副连接，第二连接节点采用本身结构所包括的连接，第三连接节点采用圆柱副连接，第四连接节点采用旋转副连接。驱动连接部16的本身结构包括一个万向节15，也就是第二连接节点为万向节15，第一连接节点即指驱动连接部16的一端与近端基盘4旋转连接，驱动连接部16的另一端为自由端，第四连接节点即指驱动连接部16的自由端与驱动机构采用旋转副连接，且该旋转轴线与驱动连接部16的近端轴的方向垂直，第三连接节点即指驱动连接部16自由端的外周面与近端止盘7之间以圆柱副相配合，因此近端止盘7可相对自由端的外周面沿轴向滑动和旋转。通过驱动机构驱动驱动连接部16的自由端，会带动近端止盘7产生协同翻转，进而对端部固定在近端止盘7上的各结构骨12产生推拉，实现近端连续体1的弯转，从而驱动远端连续体3产生与近端连续体1相反方向的弯曲。近端连续体1和远端连续体3的弯曲比例与对应结构骨12分别在两者中的分布半径(在本实施例中，近端连续体1和远端连续体3中的结构骨12沿周向分布，其可以分布在圆周上，也可以分布在矩形或者其他封闭形状的周向上，并且可以均匀分布或者非均匀分布，在此不加以限定)呈反比。在应用时可通过调整结构骨12在近端连续体1和远端连续体3中的分布半径，以满足实际弯曲比例需求。由此，通过以上四个连接节点相互配合，使得近端止盘7可相对于驱动连接部16或者驱动连接部16相对于驱动机构可轴向滑移或旋转，从而满足近端连续体1在弯曲过程中产生沿着轴线方向滑动的寄生运动(上下滑移)，以及向任意方向的弯曲运动(旋转)，寄生运动可避免远端连续体3在弯曲的过程中，产生沿轴向的伸缩运动，导致包覆在远端连续体3外周的封皮(图中未示出)起皱或者过度拉伸，影响封皮的使用寿命。

或者，四个连接节点还可以采取如下组合：第一连接节点采用旋转副连接，第二连接节点采用万向节，第三连接节点采用旋转副连接，第四连接节点采用旋转副连接，此时也可以实现在驱动机构的驱动下驱动连接部16的自由端自由旋转运动，从而带动近端止盘7运动翻转，达到令远端连续体3弯曲的目的。

综上，除以上组合方式外，四个连接节点还可采取以上五中连接方式中的几种进行其他形式的组合，在实现同等功能的前提下，自由度数越多，柔顺性和灵活性会更好。

第二种情况，如图1、图3所示，本发明的柔性连续体结构还包括连接杆，驱动连接部16的自由端通过另一万向节与连接杆的远端连接，连接杆的近端与驱动机构连接，驱动连接部16的远端相对于近端基盘4沿驱动连接部16的远端的轴向可移动、驱动连接部16的近端相对于近端止盘7沿驱动连接部16的近端的轴向可移动、或者连接杆相对于驱动连接部16的近端沿连接杆的轴向可移动。

驱动连接部16、近端连续体1、连接杆和驱动机构之间存在六个运动关系连接节点，具体如下：第一连接节点指近端基盘4与驱动连接部16的连接关系，第二连接节点指驱动连接部本身结构所包括的连接关系(即第一个万向节15)，第三连接节点指驱动连接部16与近端止盘7的连接关系，第四连接节点指驱动连接部16近端与连接杆的连接关系(即第二个万向节15)，第五连接节点指第二连接点与第六连接点之间的连接关系，第六连接节点指连接杆的近端与驱动机构的连接关系，以上六个连接节点可采取如下五种连接方式中的几种进行组合：圆柱副、移动副、旋转副、固定连接、驱动连接部本身结构(万向节)。

优选地，六个连接节点采取如下组合为例：第一连接节点采用固定连接，第二连接节点采用万向节，第三连接节点采用圆柱副连接，第四连接节点采用万向节，第五连接节点采用圆柱副连接，第六连接节点采用固定连接。即，第一连接节点指驱动连接部16的远端与近端基盘4固定连接，连接杆的近端为自由端，驱动连接部16本身包括一个万向节15，也就是第二连接节点和第四连接节点分别为第一万向节15和第二万向节15，第三连接节点指连接杆的外周面与近端止盘7之间以圆柱副相配合，第五连接节点指两个万向节15之间采用一个圆柱副相连接，使得两个万向节15可以沿着圆柱副轴线方向靠近或者远离，并可绕轴线相向旋转，第六连接节点指连接杆的近端和驱动机构固定连接。此时，驱动机构为平面运动机构，在驱动机构的驱动下连接杆的近端自由移动，两个万向节15的轴线方向与竖直方向产生一定的夹角。因为两个万向节15的可伸缩性，使得第二个万向节15的自由端在移动的过程中，自由端与近端基盘4在高度方向上距离不变的关系得到满足，因此便于由一个平面机构驱动。当两个万向节15的轴线方向与竖直方向存在夹角时，带动近端连续体1的近端止盘7产生协同翻转，对端部固定在近端止盘7上的各结构骨12产生推拉，均布固定在近端止盘7上的各结构骨12，一侧受拉从而使得对应结构骨12处在近端连续体1中的长度增加，另一侧受压从而使得对应结构骨12处在近端连续体1中的长度减少。但各结构骨12的总长不变，各结构骨12处在结构骨引导管束2中的长度不变，导致各结构骨12位于远端连续体3中的长度发生相应的变化，从而驱动远端连续体3产生与近端连续体1相反方向的弯曲。近端连续体1和远端连续体3的弯曲比例与对应结构骨12分别在两者中的分布半径呈反比。在应用时可通过调整结构骨12在近端连续体1和远端连续体3中的分布半径，以满足实际弯曲比例需求。由此，通过以上六个节点相互配合，使得近端止盘7可相对于驱动连接部16或者驱动连接部16相对于驱动机构可上下滑移或旋转，从而满足近端连续体1在弯曲过程中产生沿着轴线方向滑动的寄生运动(上下滑移)，以及向任意方向的弯曲运动(旋转)，寄生运动可避免远端连续体3在弯曲的过程中，产生沿轴向的伸缩运动，导致包覆在远端连续体3外周的封皮起皱或者过度拉伸，影响封皮的使用寿命。

或者，六个连接节点还可以采取如下组合：第一连接节点采用固定连接，第二连接节点采用万向节，第三连接节点具有移动自由度(圆柱副或移动副)，第四连接节点采用万向节，第五连接节点具有移动自由度(圆柱副或移动副)，第六连接节点采用旋转副，此时也可以实现在驱动机构的驱动下连接杆的近端自由移动，达到令远端连续体3弯曲的目的。又或者，六个连接节点还可以采取如下组合：第一连接节点具有移动自由度(圆柱副或移动副)，第二连接节点采用万向节，第三连接节点具有移动自由度(圆柱副或移动副)，第四连接节点采用万向节，第五连接节点采用固定连接，第六连接节点采用旋转副，也可实现目的。

此外，上述驱动连接部16中还可以将一个万向节替换为一个球铰，也可以实现。当驱动连接部16所包括的一个万向节替换为球铰时，本发明的柔性连续体结构还包括连接杆，驱动连接部16的自由端通过球铰与连接杆的远端连接，连接杆的近端与驱动机构连接，驱动连接部16的远端相对于近端基盘4沿驱动连接部16的远端的轴向可移动、驱动连接部16的近端相对于近端止盘7沿驱动连接部16的近端的轴向可移动、或者连接杆相对于驱动连接部16的近端沿连接杆的轴向可移动。

综上，除以上组合方式外，六个连接节点还可采取以上五种连接方式中的几种进行其他形式的组合，在实现同等功能的前提下，自由度数越多，柔顺性和灵活性会更好。

实施例二

如图4至图6所示，本实施例提供的驱动连接部16可以包括一个球铰17或者多个球铰17串联，驱动连接部16的远端与近端基盘4连接，驱动连接部16的近端穿过近端止盘7且与近端止盘7连接，驱动连接部16位于近端止盘7近侧的部分形成用于与外部驱动机构连接的自由端，通过驱动连接部16外接驱动机构从而带动近端止盘7运动翻转，实现对结构骨12的推拉，从而实现远端连续体3在空间中沿着不同方向的弯曲。

可以理解的是，驱动连接部16包括至少一个球铰17和至少一根连杆，驱动连接部16与近端基盘4和近端止盘7的连接关系可以为以下几种情况：当驱动连接部16由位于远端的一个球铰17和位于近端的一根连杆组成时，球铰17直接与近端基盘4连接，连杆与近端止盘7连接；当驱动连接部16由两根连杆和位于两根连杆之间的一个球铰17组成时，两根连杆分别与近端基盘4和近端止盘7连接。

第一种情况，如图5所示，当驱动连接部16包括一个球铰17时，球铰17可理解为包括3个轴线相交的旋转副，驱动连接部16、近端连续体1和驱动机构之间存在四个运动关系连接节点，具体如下：第一连接节点指近端基盘4与驱动连接部16的连接关系，第二连接节点指驱动连接部本身结构所包括的连接关系，第三连接节点指驱动连接部16与近端止盘7的连接关系，第四连接节点指驱动连接部16的自由端与驱动机构的连接关系，以上四个连接节点可采取如下五种连接方式中的几种进行组合：圆柱副、移动副、旋转副、固定连接、驱动连接部本身结构(球铰)。通过四个连接节点组合满足驱动近端连续体1弯曲所需要的最少自由度。

应当理解的是，当驱动机构采用基于蜗轮蜗杆的非平面驱动机构时，驱动连接部16的自由端与驱动机构可以固定连接或者采用旋转副或者圆柱副等方式连接均可。具体地，四个连接节点可以采取如下组合：第一连接节点采用旋转副连接，第二连接节点采用球铰，第三连接节点采用移动自由度(圆柱副或移动副)连接，第四连接节点采用固定连接，此时可以实现在驱动机构的驱动下驱动连接部16的自由端自由旋转运动，从而带动近端止盘7运动翻转，达到令远端连续体3弯曲的目的。

当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，驱动连接部16相对于近端止盘7沿驱动连接部16的近端的轴向旋转连接，驱动连接部16的自由端相与驱动机构通过沿与驱动连接部16的近端轴向的垂直方向旋转连接对于驱动机构沿驱动连接部16的自由端的轴向旋转连接。此时，优选地，四个连接节点可以采取如下组合：第一连接节点采用固定连接，第二连接节点采用球铰，第三连接节点采用圆柱副连接，第四连接节点采用旋转副连接。驱动连接部本身结构包括一个球铰，也就是第二连接节点为球铰，第一连接节点即指驱动连接部16的远端与近端基盘4固定连接，驱动连接部16的近端为自由端，第四连接节点即指驱动连接部16的近端与驱动机构采用旋转副连接，且该旋转轴线与驱动连接部16的近端轴向垂直，第三连接节点即指驱动连接部16自由端的外周面与近端止盘7之间以圆柱副相配合，因此近端止盘7可相对自由端的外周面沿轴向滑动和旋转。通过驱动机构驱动驱动连接部16的自由端，会带动近端止盘7产生协同翻转，实现近端连续体1的弯转，进而对端部固定在近端止盘7上的各结构骨12产生推拉，从而驱动远端连续体3产生与近端连续体1相反方向的弯曲。近端连续体1和远端连续体3的弯曲比例与对应结构骨12分别在两者中的分布半径呈反比。在应用时可通过调整结构骨12在近端连续体1和远端连续体3的中的分布半径，以满足实际弯曲比例需求。

又或者，四个连接节点还可以采取如下组合：第一连接节点采用旋转副连接，第二连接节点采用球铰，第三连接节点采用旋转副连接，第四连接节点采用旋转副连接，且该旋转轴线与驱动连接部16的近端轴向垂直，同样也可实现目的。

综上，除以上组合方式外，四个连接节点还可采取以上五种连接方式中的几种进行其他形式的组合，在实现同等功能的前提下，自由度数越多，柔顺性和灵活性会更好。

第二种情况，如图4、图6所示，本发明的柔性连续体结构还包括连接杆，驱动连接部16的自由端通过另一球铰17与连接杆的远端连接，连接杆的近端与驱动机构连接，驱动连接部16的远端相对于近端基盘4沿驱动连接部16的远端的轴向可移动、驱动连接部16的近端相对于近端止盘7沿驱动连接部16的近端的轴向可移动、或者连接杆相对于驱动连接部16的近端沿连接杆的轴向可移动。

驱动连接部16、近端连续体1和驱动机构之间存在六个运动关系连接节点，具体如下：第一连接节点指近端基盘4与驱动连接部16的连接关系，第二连接节点指驱动连接部本身所包括的连接关系(即第一个球铰17)，第三连接节点指驱动连接部16与近端止盘7的连接关系，第四连接节点指驱动连接部与连接杆之间的连接关系(即第二个球铰17)，第五连接节点指第二连接节点与第六连接节点之间的连接关系，第六连接节点指连接杆的近端与驱动机构的连接关系，以上六个连接节点可采取如下五种连接方式中的几种进行组合：圆柱副、移动副、旋转副、固定连接、驱动连接部本身结构(球铰)。

优选地，六个连接节点采取如下组合为例：第一连接节点采用固定连接，第二连接节点采用球铰，第三连接节点采用圆柱副连接，第四连接节点采用球铰，第五连接节点采用圆柱副连接，第六连接节点采用固定连接。即，第一连接节点指驱动连接部16的远端与近端基盘4固定连接，驱动连接部16的近端为自由端，驱动连接部本身包括一个球铰17，也就是第二连接节点和第四连接节点分别为第一个球铰17和第二个球铰17，第三连接节点指驱动连接部16的外周面与近端止盘7之间以圆柱副相配合，第五节点指两个球铰17之间采用一个圆柱副相连接，使得两个球铰17可以沿着圆柱副轴线方向靠近或者远离，并可绕轴线相向旋转，第六连接节点指连接杆的近端和驱动机构固定连接。此时，驱动机构为平面运动机构，在驱动机构的驱动下连接杆的自由端自由移动，因为两个球铰17之间以圆柱副配合，使得两个球铰17可以沿着圆柱副轴线方向靠近或者远离，使得第二个球铰17的自由端在移动的过程中，自由端与近端基盘4在高度方向上距离不变的关系得到满足。当两个球铰17之间的轴线方向与竖直方向存在夹角时，带动近端连续体1的近端止盘7产生协同翻转，对端部固定在近端止盘7上的各结构骨12产生推拉，从而驱动远端连续体3产生与近端连续体1相反方向的弯曲，从而实现远端连续体3在空间中沿着不同方向的弯曲。

或者，六个连接节点还可以采取如下组合：第一连接节点采用固定连接，第二连接节点采用球铰，第三连接节点采用圆柱副连接，第四连接节点采用球铰，第五连接节点采用固定连接，第六连接节点具有移动自由度(圆柱副或移动副)，此时也可以实现在驱动机构的驱动下连接杆的近端自由移动，达到令远端连续体3弯曲的目的。又或者，六个连接节点还可以采取如下组合：第一连接节点采用固定连接，第二连接节点采用球铰，第三连接节点具有移动自由度(圆柱副或移动副)，第四连接节点采用球铰，第五连接节点采用旋转副，第六连接节点具有移动自由度(圆柱副或移动副)，也可实现目的。

此外，上述驱动连接部16中还可以将一个球铰替换为一个万向节，也可以实现。当驱动连接部16所包括的一个球铰替换为万向节时，驱动连接部16的自由端通过万向节与连接杆的一端连接，连接杆的另一端与驱动机构连接，驱动连接部16的远端相对于近端基盘4沿驱动连接部16的远端的轴向可移动、驱动连接部16的近端相对于近端止盘7沿驱动连接部16的近端的轴向可移动、或者连接杆相对于驱动连接部16的近端沿连接杆的轴向可移动。

综上，除以上组合方式外，以上六个连接节点还可采取以上五种连接方式中的几种进行其他形式的组合，在实现同等功能的前提下，自由度数越多，柔顺性和灵活性会更好。

实施例三

如图7至图9所示，本实施例提供的驱动连接部16可以包括铰链关节，驱动连接部16的远端与近端基盘4连接，驱动连接部16的近端穿过近端止盘7并与近端止盘7连接，驱动连接部16的位于近端止盘7近端侧的部分形成用于与外部驱动机构连接的自由端，通过驱动连接部16外接驱动机构从而带动近端止盘7运动翻转，实现对结构骨12的推拉，从而实现远端连续体3在空间中沿着不同方向的弯曲。

具体地，驱动连接部16包括至少一根远端连杆和至少一根近端连杆铰接形成铰链关节，远端连杆与近端基盘4之间和近端连杆与近端止盘7之间分别通过沿远端连杆和近端连杆的轴向旋转连接，远端连杆和近端连杆的铰接轴线与远端连杆和近端连杆的轴线方向垂直，近端连杆的近端贯穿近端止盘7，且近端连杆位于近端止盘7近端侧的部分形成自由端。

第一种情况，如图8所示，当驱动连接部16为二连杆铰链关节时，即铰链关节包括连杆一22和连杆二23，驱动连接部16、近端连续体1和驱动机构之间存在四个运动关系连接节点，具体如下：第一连接节点指近端基盘4与驱动连接部16的连接关系，第二连接节点指驱动连接部本身结构所包括的连接关系，第三连接节点指驱动连接部16与近端止盘7的连接关系，第四连接节点指驱动连接部16的自由端与驱动机构的连接关系，以上四个节点可采取如下五种连接方式中的几种进行组合：圆柱副、移动副、旋转副、固定连接、驱动连接部本身结构(连杆)，通过四个连接节点组合满足驱动近端连续体1弯曲所需要的最少自由度。

应当理解的是，当驱动机构采用基于蜗轮蜗杆的非平面驱动机构时，驱动连接部16的自由端与驱动机构可以固定连接或者采用旋转副或者圆柱副等方式连接均可。此时，四个连接节点可以采取如下组合：第一连接节点采用圆柱副，第二连接节点采用旋转副，第三连接节点采用圆柱副，第四连接节点采用固定连接。

当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，驱动连接部16的自由端与驱动机构通过沿与近端连杆的轴向的垂直方向旋转连接。此时，优选地，四个连接节点可以采取如下组合：第一连接节点采用旋转副，第二连接节点采用旋转副，第三连接节点采用圆柱副，第四连接节点采用旋转副。第一连接节点指连杆一22的一端在近端基盘4中可绕自身轴线旋转，第二连接节点指连杆一22的另一端与连杆二23铰接，此时的驱动连接部本身结构则为连杆一22和连杆二23，连杆二23的另外一端作为自由端，第三连接节点指连杆二23的自由端的外周面与近端止盘7之间以圆柱副相配合，此近端止盘7可相对连杆二23的自由端滑动和旋转，第四连接节点指连杆二23的自由端与驱动机构铰接，且该铰接点的旋转轴线与驱动连接部16的近端轴的方向垂直。通过驱动机构驱动连杆二23的自由端，会带动近端止盘7产生协同翻转，实现近端连续体1的弯转，对结构骨12产生推拉通过结构骨引导管束2传递到远端连续体3，从而驱动远端连续体3产生与近端连续体1相反方向的弯曲。近端连续体1和远端连续体3的弯曲比例与对应结构骨12分别在两者中的分布半径呈反比。在应用时可通过调整结构骨12在近端连续体1和远端连续体3中的分布半径，以满足实际弯曲比例需求。

或者，四个连接节点还可以采取如下组合：第一连接节点采用圆柱副，第二连接节点采用旋转副，第三连接节点采用旋转副，第四连接节点采用旋转副，且该旋转轴线与驱动连接部16的近端轴向垂直，此时同样也可以实现在驱动机构的驱动下驱动连接部16的自由端自由旋转运动，从而带动近端止盘7运动翻转，达到令远端连续体3弯曲的目的。综上，除以上组合方式外，以上四个连接节点还可采取以上五种连接方式中的几种进行其他形式的组合，在实现同等功能的前提下，自由度数越多，柔顺性和灵活性会更好。

第二种情况，如图7、图9所示，本发明的柔性连续体结构还包括连接杆，驱动连接部16的自由端与连接杆的一端沿连接杆的轴向的垂直方向旋转连接，连接杆的另一端与驱动机构连接，且驱动连接部16的自由端与连接杆的铰接轴线与远端连杆和近端连杆的铰接轴线相互平行，远端连杆相对于近端基盘4沿远端连杆的轴向可移动、近端连杆相对于近端止盘7沿近端连杆的轴向可移动或者连接杆相对于驱动连接部16的近端沿连接杆的轴向可移动。具体地，铰链关节包括第一连杆18、第二连杆19、第三连杆20和第四连杆21，驱动连接部16、近端连续体1和驱动机构之间存在六个运动关系连接节点，具体如下：第一连接节点指近端基盘4与驱动连接部16的连接关系，第二连接节点指驱动连接部本身所包括的连接关系，第三连接节点指驱动连接部与近端止盘7的连接关系，第四连接节点指驱动连接部近端与连接杆的连接关系，第五连接节点指第二连接节点与第六连接节点之间的连接关系，第六连接节点指连接杆的近端与驱动机构的连接关系，以上六个节点可采取如下五种连接方式中的几种进行组合：圆柱副、移动副、旋转副、固定连接、驱动连接部本身结构(连杆)。

优选地，六个连接节点采取如下组合为例：第一连接节点采用旋转副，第二连接节点采用旋转副，第三连接节点采用圆柱副，第四连接节点采用旋转副，第五连接节点采用圆柱副，第六节点采用固定连接。此时，驱动连接部本身的第一结构和第二结构均为连杆，第一连接节点指第一连杆18的一端在近端基盘4中可绕自身轴线旋转，第二连接节点指第一连杆18的另一端与第二连杆19铰接，第五连接节点指第二连杆19在另一端与第三连杆20采用圆柱副配合，第三连接节点指第三连杆20的外圆面与近端止盘7采用圆柱副配合，第四连接节点指第三连杆20在另一端与第四连杆21铰接，以第四连杆21的另外一端作为自由端，第六连接节点指第四连杆21的自由端与驱动机构固定连接。此时，驱动机构为平面运动机构，由此，通过驱动机构驱动第四连杆21的自由端运动，因为第二连杆19和第三连杆20可沿着圆柱副轴线方向靠近或者远离，使得第四连杆21的自由端在移动的过程中，自由端与近端基盘4在高度方向上距离不变的关系得到满足。当各连杆之间的轴线方向与竖直方向存在夹角时，带动近端连续体1的近端止盘7产生协同翻转，对端部固定在近端止盘7上的各结构骨12产生推拉，从而驱动远端连续体3产生与近端连续体1相反方向的弯曲，从而实现远端连续体3在空间中沿着不同方向的弯曲。

或者，六个连接节点还可以采取如下组合：第一连接节点采用旋转副，第二连接节点采用旋转副，第三连接节点具有移动自由度(圆柱副或移动副)，第四连接节点采用旋转副，第五连接节点采用圆柱副，第六连接节点采用旋转副，也可实现目的。

综上，除以上组合方式外，六个连接节点还可采取以上五种连接方式中的几种进行其他形式的组合，在实现同等功能的前提下，自由度数越多，柔顺性和灵活性会更好。

在上述实施例中，优选地，如图1、图2所示，柔性连续体结构还包括结构骨引导管束2，该结构骨引导管束2的近端连接在近端基盘4上，结构骨引导管束2的远端连接在远端基盘9上，多根结构骨12的远端依次穿过近端基盘4、结构骨引导管束2和远端基盘9后与远端止盘11固定连接。结构骨引导管束2的作用是引导和约束位于近端基盘4和远端基盘9之间的结构骨12。

在上述实施例中，优选地，近端连续体1还包括设置在近端基盘4和近端止盘7之间的至少一片近端保持盘5，各结构骨12依次穿过近端保持盘5；同时，远端连续体3还包括设置在远端基盘9和远端止盘11之间的至少一片远端保持盘10，各结构骨12亦依次穿过远端保持盘10，近端保持盘5和远端保持盘10用于从结构骨12的径向支撑结构骨12，从而使得各各结构骨12在弯曲变形的过程中仍然保持平行状态，防止结构骨12在弯曲运动时失稳。

在上述实施例中，优选地，近端基盘4、近端保持盘5、远端基盘9和远端保持盘10上均布有用于结构骨12滑动通过的过孔，近端止盘7和远端止盘11上均布有用于固定结构骨12端部的锁紧孔，且不同盘上过孔和锁紧孔的具体孔位和孔数取决于结构骨12的数量。

在上述实施例中，优选地，在近端连续体1的相邻两盘之间和/或远端连续体3的相邻两盘之间均可安装有弹性单元(如弹簧，图中未示出)，以将各盘间隔分开。

在上述实施例中，优选地，结构骨12可以采用由超弹性材料制成的弹性细杆或细管，一般可以采用镍钛合金等高强度、高韧性、具有弹性的金属材料制造；结构骨引导管束2可以采用钢管束。具体地，结构骨12沿轴向布置，例如结构骨12可以沿圆周分布或者沿矩形周向布置。

上述各实施例非以用于限定本发明可实施的限定条件，本发明的本质在于通过驱动近端止盘7翻转，从而带动近端连续体1弯曲，并最终驱动远端连续体3在空间中的任意弯曲。

基于上述实施例提供的柔性连续体结构，本发明还提供了一种柔性机械臂，包括至少一个上述可整体驱动的柔性连续体结构。

优选地，柔性机械臂采用两个上述的柔性连续体结构串联或者并联形成，从而增加臂体的灵活性。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (22)

1.一种可整体驱动的柔性连续体结构，其特征在于，包括：近端连续体（1），所述近端连续体（1）包括近端基盘（4）、近端止盘（7）和结构骨（12）；

远端连续体（3），所述远端连续体（3）包括远端基盘（9）、远端止盘（11）和所述结构骨（12）；

驱动连接部（16），所述驱动连接部（16）的一端与所述近端基盘（4）连接，所述驱动连接部（16）的另一端穿过所述近端止盘（7）且与所述近端止盘（7）连接，所述驱动连接部（16）位于所述近端止盘（7）近端侧的部分形成自由端；

多根所述结构骨（12）的近端与所述近端止盘（7）固定连接，多根所述结构骨（12）的远端依次穿过所述近端基盘（4）和远端基盘（9）并与所述远端止盘（11）固定连接；

通过所述驱动连接部（16）的自由端，带动所述近端止盘（7）运动翻转，实现对所述结构骨（12）的推拉，从而实现所述远端连续体（3）在空间中沿着不同方向的弯曲；

该柔性连续体结构还包括连接杆；

所述驱动连接部（16）的自由端通过第一万向节或者第一球铰与所述连接杆的一端连接，所述连接杆的另一端与驱动机构连接，所述驱动连接部（16）的远端相对于所述近端基盘（4）沿所述驱动连接部（16）的远端的轴向可移动，所述驱动连接部（16）的近端相对于所述近端止盘（7）沿所述驱动连接部（16）的近端的轴向可移动或者所述连接杆相对于所述驱动连接部（16）的近端沿所述连接杆的轴向可移动。

2.根据权利要求1所述的柔性连续体结构，其特征在于，所述近端止盘（7）与所述近端基盘（4）之间经由所述驱动连接部（16）通过轴线彼此相交的至少两个旋转副连接，其中所述驱动连接部（16）包括至少一个径向轴线的旋转副。

3.根据权利要求2所述的柔性连续体结构，其特征在于，所述驱动连接部（16）包括至少一个第二万向节（15），或者所述驱动连接部（16）包括至少一个第二球铰（17）；

所述驱动连接部（16）的远端与所述近端基盘（4）连接，所述驱动连接部（16）的近端穿过所述近端止盘（7）并与所述近端止盘（7）连接，且所述驱动连接部（16）位于所述近端止盘（7）近端侧的部分形成自由端，所述至少一个第二万向节（15）或者所述至少一个第二球铰（17）位于所述近端基盘（4）与所述近端止盘（7）之间。

4.根据权利要求3所述的柔性连续体结构，其特征在于，当驱动机构采用基于蜗轮蜗杆的非平面驱动机构时，所述驱动连接部（16）的自由端与所述驱动机构采用固定连接、旋转副连接或者圆柱副连接。

5.根据权利要求3所述的柔性连续体结构，其特征在于，当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，所述驱动连接部（16）的自由端与所述驱动机构沿与所述驱动连接部（16）的近端轴向的垂直方向旋转连接，且所述驱动连接部（16）的自由端相对于所述近端止盘（7）沿所述驱动连接部（16）的近端的轴向旋转连接。

6.根据权利要求3所述的柔性连续体结构，其特征在于，当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，所述驱动连接部（16）的远端与所述近端基盘（4）之间或所述驱动连接部（16）的近端与所述近端止盘（7）之间通过沿所述驱动连接部（16）的远端或沿所述驱动连接部（16）的近端的轴向旋转连接，所述驱动连接部（16）的近端与所述近端止盘（7）通过沿所述驱动连接部（16）的近端的轴向旋转连接，所述驱动连接部（16）的自由端与所述驱动机构通过沿所述驱动连接部（16）的近端轴向的垂直方向旋转连接。

7.根据权利要求3所述的柔性连续体结构，其特征在于，所述连接杆相对于所述驱动机构沿所述连接杆的轴向转动连接，所述驱动连接部（16）的远端与所述近端基盘（4）之间通过沿所述驱动连接部（16）的远端的轴向转动连接，或者所述驱动连接部（16）的近端相对于所述近端止盘（7）沿所述驱动连接部（16）的近端的轴向转动连接，且所述驱动连接部（16）的远端相对于所述近端基盘（4）沿所述驱动连接部（16）的远端的轴向可移动或者所述驱动连接部（16）的近端相对于所述近端止盘（7）沿所述驱动连接部（16）的近端的轴向可移动。

8.根据权利要求1到7任一项所述的柔性连续体结构，其特征在于，该柔性连续体结构还包括连接在所述近端基盘（4）和远端基盘（9）之间的结构骨引导管束（2），多根所述结构骨（12）的远端依次穿过所述近端基盘（4）、结构骨引导管束（2）和远端基盘（9）并与所述远端止盘（11）固定连接。

9.根据权利要求1到7任一项所述的柔性连续体结构，其特征在于，所述近端连续体（1）还包括设置在所述近端基盘（4）和近端止盘（7）之间的至少一片近端保持盘（5），各所述结构骨（12）依次穿过所述近端保持盘（5）；

所述远端连续体（3）还包括设置在所述远端基盘（9）和远端止盘（11）之间的至少一片远端保持盘（10），各所述结构骨（12）亦依次穿过所述远端保持盘（10）。

10.根据权利要求9所述的柔性连续体结构，其特征在于，所述近端基盘（4）、近端保持盘（5）、远端基盘（9）和远端保持盘（10）上均布有用于所述结构骨（12）滑动通过的过孔，所述近端止盘（7）和远端止盘（11）上均布有用于固定所述结构骨（12）端部的锁紧孔，且不同盘上所述过孔和锁紧孔的具体孔位和孔数取决于所述结构骨（12）的数量。

11.根据权利要求10所述的柔性连续体结构，其特征在于，在所述近端连续体（1）的相邻两盘之间和/或所述远端连续体（3）的相邻两盘之间均安装有弹性单元。

12.根据权利要求8所述的柔性连续体结构，其特征在于，所述结构骨（12）采用由超弹性材料制成的弹性细杆或细管，所述结构骨引导管束（2）采用钢管束。

13.一种可整体驱动的柔性连续体结构，其特征在于，包括：近端连续体（1），所述近端连续体（1）包括近端基盘（4）、近端止盘（7）和结构骨（12）；

远端连续体（3），所述远端连续体（3）包括远端基盘（9）、远端止盘（11）和所述结构骨（12）；

驱动连接部（16），所述驱动连接部（16）的一端与所述近端基盘（4）连接，所述驱动连接部（16）的另一端穿过所述近端止盘（7）且与所述近端止盘（7）连接，所述驱动连接部（16）位于所述近端止盘（7）近端侧的部分形成自由端；

多根所述结构骨（12）的近端与所述近端止盘（7）固定连接，多根所述结构骨（12）的远端依次穿过所述近端基盘（4）和远端基盘（9）并与所述远端止盘（11）固定连接；

通过所述驱动连接部（16）的自由端，带动所述近端止盘（7）运动翻转，实现对所述结构骨（12）的推拉，从而实现所述远端连续体（3）在空间中沿着不同方向的弯曲；

该柔性连续体结构还包括连接杆；

所述驱动连接部（16）包括至少一根远端连杆和至少一根近端连杆铰接形成铰链关节，所述驱动连接部（16）的自由端与所述连接杆的一端通过沿所述连接杆的轴向的垂直方向旋转连接，所述连接杆的另一端与驱动机构连接，且所述驱动连接部（16）的自由端与所述连接杆的铰接轴线、所述远端连杆与近端连杆的铰接轴线相互平行，所述远端连杆相对于所述近端基盘（4）沿所述远端连杆的轴向可移动、所述近端连杆相对于所述近端止盘（7）沿所述近端连杆的轴向可移动或者所述连接杆相对于所述驱动连接部（16）的近端沿所述连接杆的轴向可移动。

14.根据权利要求13所述的柔性连续体结构，其特征在于，所述远端连杆与所述近端基盘（4）之间通过沿所述远端连杆的轴向旋转连接，和所述近端连杆与所述近端止盘（7）之间通过沿所述近端连杆的轴向旋转连接，所述远端连杆和所述近端连杆的铰接轴线与所述远端连杆的轴线方向、所述近端连杆的轴线方向均垂直，所述近端连杆的近端贯穿所述近端止盘（7），且所述近端连杆位于所述近端止盘（7）近端侧的部分形成自由端。

15.根据权利要求14所述的柔性连续体结构，其特征在于，当驱动机构采用基于蜗轮蜗杆的非平面驱动机构时，所述驱动连接部（16）的自由端与所述驱动机构采用固定连接、连接旋转副或者圆柱副连接。

16.根据权利要求14所述的柔性连续体结构，其特征在于，当驱动机构采用基于齿轮桶的非平面驱动机构时，所述驱动连接部（16）的自由端与所述驱动机构通过沿与所述近端连杆的轴向的垂直方向旋转连接。

17.根据权利要求13到16任一项所述的柔性连续体结构，其特征在于，该柔性连续体结构还包括连接在所述近端基盘（4）和远端基盘（9）之间的结构骨引导管束（2），多根所述结构骨（12）的远端依次穿过所述近端基盘（4）、结构骨引导管束（2）和远端基盘（9）并与所述远端止盘（11）固定连接。

18.根据权利要求13到16任一项所述的柔性连续体结构，其特征在于，所述近端连续体（1）还包括设置在所述近端基盘（4）和近端止盘（7）之间的至少一片近端保持盘（5），各所述结构骨（12）依次穿过所述近端保持盘（5）；

同时，所述远端连续体（3）还包括设置在所述远端基盘（9）和远端止盘（11）之间的至少一片远端保持盘（10），各所述结构骨（12）亦依次穿过所述远端保持盘（10）。

19.根据权利要求18所述的柔性连续体结构，其特征在于，所述近端基盘（4）、近端保持盘（5）、远端基盘（9）和远端保持盘（10）上均布有用于所述结构骨（12）滑动通过的过孔，所述近端止盘（7）和远端止盘（11）上均布有用于固定所述结构骨（12）端部的锁紧孔，且不同盘上所述过孔和锁紧孔的具体孔位和孔数取决于所述结构骨（12）的数量。

20.根据权利要求19所述的柔性连续体结构，其特征在于，在所述近端连续体（1）的相邻两盘之间和/或所述远端连续体（3）的相邻两盘之间均安装有弹性单元。

21.根据权利要求17所述的柔性连续体结构，其特征在于，所述结构骨（12）采用由超弹性材料制成的弹性细杆或细管，所述结构骨引导管束（2）采用钢管束。

22.一种柔性机械臂，其特征在于，包括至少一个如权利要求1到21任一项所述的柔性连续体结构，所述柔性机械臂采用两个以上所述柔性连续体结构串联或者并联形成。

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