技术领域
[0001] 本发明涉及一种机器人技术领域，特别是关于一种能穿越复杂通道的连续体内窥机器人。
相关背景技术
[0002] 现有技术中的连续体机器人尚存在诸多不足，例如，多伦多大学连续体机器人实验室设计了一款依靠本体伸缩的肌腱驱动连续体机器人，该机器人虽然利用三根套管式本体机构实现了伸缩功能。但由于镍钛合金管抗弯曲、扭转强度低，使得固定三节管子驱动装置不能间隔较远，使得机器人伸缩行程短、抗扭转强度差。又由于采用磁铁作为弹性单元，使得连续体机器人伸展后导线盘间隔不均匀，导致建模不准确。
[0003] 而现有文献中公开的不具备伸缩功能连续体机器人，使用过程会具有功能局限性。现有文献中公开的具有伸缩功能的连续体检测机器人，其伸缩功能是由外部滑轨提供，不能实现连续体机器人柔性本体的自由伸缩。
具体实施方式
[0067] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0068] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0069] 谈及机器人，人们往往想到类人机器人或工业机械臂。然而，机器人形态多样，设计灵感来源于成熟机械结构或自然生物。近十年，得益于计算机科学、材料和制造技术的进步，受生物启发的机器人设计得以实现，其中，连续体机器人最具代表性。连续体机器人受蛇、象鼻等启发，拥有柔顺骨架，能实现连续弯曲，通过内置驱动器或传动元件控制形状。该类机器人柔韧性强，长度与直径比高，适合在狭窄路径中部署工具或传感器。该类机器人的出现为应对复杂环境提供了新解决方案，未来将在更多领域发挥重要作用(例如：发动机原位无损检测、微创手术等)，为人类生活带来便利。
[0070] 为了解决现有技术中连续体机器人可控性差、无法实现长行程直线驱动等问题，本发明提供一种能穿越复杂通道的连续体内窥机器人，包括用于驱动整体机器人工作的驱动装置；机器人本体，其控制端通过龙骨及肌腱导向机构与驱动装置连接，末端能穿越复杂通道，设置在整体机器人的前部，具有伸缩与弯曲变形同时进行的功能；腱张力测量机构，设置为多个，沿龙骨及肌腱导向机构的周向呈间隔设置在驱动装置的端部，用于测量机器人本体的肌腱张力并传输至控制器内；肌腱拉伸机构设置在腱张力测量机构的外侧，控制器设置在机器人本体的外部，用于控制驱动装置的工作，并根据接收到的腱张力测量机构传输至的肌腱张力信息，控制肌腱拉伸机构工作。本发明解决了高长径比连续体机器人本体设计，解决了长行程直线驱动装置设计，提高了机器人在复杂空间中的检测可达性能。
[0071] 在本发明的一个实施例中，提供一种能穿越复杂通道的连续体内窥机器人。本实施例中，如图1所示，该连续体内窥机器人包括：
[0072] 驱动装置500，用于驱动龙骨104的伸缩；
[0073] 机器人本体100，其控制端通过龙骨及肌腱导向机构200与驱动装置500及肌腱拉伸机构400连接，末端能穿越复杂通道，设置在整体机器人的前部，具有伸缩与弯曲变形同时进行的功能；
[0074] 腱张力测量机构300，设置为多个，沿龙骨及肌腱导向机构200的周向呈间隔设置在驱动装置500的端部，用于测量机器人本体100的肌腱张力，并传输至控制器内；
[0075] 肌腱拉伸机构400，设置在腱张力测量机构300的外侧，间隔设置在伸缩驱动装置500的端部；
[0076] 控制器设置在机器人本体100的外部，用于控制驱动装置500的工作，并根据接收到的腱张力测量机构300传输至的肌腱张力信息，控制肌腱拉伸机构400工作。
[0077] 上述实施例中，本发明的连续体内窥机器人还包括支架600。驱动装置500设置在支架600上。
[0078] 上述实施例中，如图2、图3所示，机器人本体100包括第一肌腱导向盘101、第二肌腱导向盘102、第三肌腱导向盘103、龙骨104、右旋压缩弹簧105、左旋压缩弹簧106、通用肌腱导向盘107和肌腱108。
[0079] 其中，第一肌腱导向盘101的中心孔直径小于第二肌腱导向盘102的中心孔直径，第二肌腱导向盘102的中心孔直径小于第三肌腱导向盘103的中心孔直径，即第一肌腱导向盘101中心孔直径最细，第三肌腱导向盘103中心孔直径最粗。本实施例中，定义第一肌腱导向盘101为机器人本体100的前方，第三肌腱导向盘103所在方向为机器人本体100的后方。
[0080] 龙骨104由三段不同内外径的镍钛合金圆管：细外径的龙骨104、中外径的龙骨104和粗外径的龙骨104依次套装构成可伸缩结构的镍钛合金龙骨，且外径细的龙骨104能从外径粗的龙骨104中伸出。具体的，细外径的龙骨104的末端固定设置有第一肌腱导向盘101，中外径的龙骨104的末端固定设置有第二肌腱导向盘102，粗外径的龙骨104的末端固定设置有第三肌腱导向盘103；粗外径的龙骨104滑动设置在龙骨及肌腱导向机构200上，中外径的龙骨104滑动设置在粗外径的龙骨104内，细外径的龙骨104滑动设置在中外径的龙骨104以及粗外径的龙骨104内。
[0081] 根据使用场景的不同，每段龙骨104上，位于与龙骨104固定的肌腱导向盘后方设置有若干通用肌腱导向盘107，相邻两个肌腱导向盘(包括固定的肌腱导向盘和通用肌腱导向盘)之间，交替设置右旋压缩弹簧105和左旋压缩弹簧106。每段龙骨104上的肌腱导向盘上穿设有三根用控制该段龙骨104弯曲变形的肌腱108，三根肌腱108呈120°分布设置，所有肌腱108均布在各龙骨104的周向，且控制前方段龙骨104弯曲的肌腱108会穿过其后方肌腱导向盘与后方驱动装置500连接，互不占位。
[0082] 本实施例中，所有肌腱导向盘均具有九个均布的导向孔和一个第一中心孔，且第一中心孔的端面设置有沉孔，导向孔用于穿设肌腱108，第一中心孔用于穿设龙骨104，沉孔用于安装固定右旋压缩弹簧105和左旋压缩弹簧106，并将弹簧定位。
[0083] 本实施例中，细外径的龙骨104的末端与第一肌腱导向盘101之间，中外径的龙骨104的末端与第二肌腱导向盘102之间，粗外径的龙骨104的末端与第三肌腱导向盘103之间，都采用胶水粘粘合的方式进行固定连接。
[0084] 右旋压缩弹簧105和左旋压缩弹簧106的两端与肌腱导向盘之间也采用胶水粘合固定，在固定弹簧与肌腱导向盘时，需保证所有肌腱导向盘的九个均布通孔周向位置对齐，分别在以确保肌腱108穿过所有肌腱导向盘后近似平行于龙骨104的中心轴线。
[0085] 具体的，由于以往的连续体机器人结构设计的长径比较小，是因为长径比越大，机器人本体的刚度越小，可控性变差。本实施例中，机器人工作时，所有弹簧都处于被压缩状态，弹簧在压缩时处于蓄能状态相对于松弛状态刚度变大。因此弹簧的抗弯曲刚度增强，且机器人本体100中所有的左旋压缩弹簧106提高了机器人本体100轴向逆时针扭转的强度，机器人本体100中所有的右旋压缩弹簧105提高了机器人本体100轴向顺时针扭转的强度。因此，左旋压缩弹簧106与右旋压缩弹簧105交替布置的方式有效地提高了机器人本体100的抗扭刚度与抗弯刚度，同时也提升了本类结构连续体机器人的刚度与负载。所以在连续体机器人本体直径固定的情况下，通过左旋压缩弹簧106与右旋压缩弹簧105交替布置及基于同心管龙骨104实现伸缩的方式可以将其设计的更长，从而解决了连续体机器人本体设计中长径比较小的问题。
[0086] 本实施例中，肌腱108穿过第一肌腱导向盘101、第二肌腱导向盘102、第三肌腱导向盘103的周向导向孔，以系扣的方式进行固定；肌腱108采用由超高分子量聚乙烯纤维制成。控制前方龙骨弯曲的肌腱108穿过后方相邻龙骨104的肌腱导向盘(102/107/103)时，每根肌腱需避开已占用孔位。
[0087] 上述实施例中，如图4所示，龙骨及肌腱导向系统200包括第一导向管201、第一肌腱导向孔202、第一龙骨导向孔203、第二肌腱导向孔204、龙骨导向管205、第二龙骨导向孔206、锥形引线盘207和第三肌腱导向孔208。
[0088] 锥形引线盘207固定在驱动装置500的前部中心位置处，第一导向管201通过螺纹连接固定在锥形引线盘207上，第一导向管201的内部中心位置处设置有一个第一龙骨导向孔203，以及沿第一龙骨导向孔203周向均布的九个第一肌腱导向孔202。在锥形引线盘207内，与第一导向管201的接触端也设置有九个第二肌腱导向孔204，且锥形引线盘207与第一导向管201固定后两者两端的导向孔对齐。龙骨导向管205通过过渡配合的方式插入到锥形引线盘207的内部，并与位于锥形引线盘207内的第一导向管201的端面贴合，此时第一龙骨导向孔203与第二龙骨导向孔206重合，三段龙骨104的首端依次穿过第一龙骨导向孔203和第二龙骨导向孔206并伸出锥形引线盘207，形成龙骨延伸段。位于锥形引线盘207的下方圆柱面上设置有与九个第二肌腱导向孔204周向分布方向相同的九个第三肌腱导向孔208。
[0089] 使用时，肌腱108先通过第一肌腱导向孔202进入龙骨及肌腱导向系统200，再进入与第一肌腱导向孔202对齐的第二肌腱导向孔204，最后通过与第二肌腱导向孔204周向分布方向相同的第三肌腱导向孔208穿出龙骨及肌腱导向系统200。
[0090] 上述实施例中，肌腱张力测量系统300设置数量与肌腱108设置数量相同，本实施例中设置为九个，所有肌腱张力测量系统300的结构及原理均相同。如图5所示，每个肌腱张力测量系统300都包括传感器基座301、拉力传感器302、滑轮导向光轴303、弹性挡圈304、直线轴承305、动滑轮支架306、动滑轮307、第一定滑轮308、第二定滑轮309和定滑轮支架310。
[0091] 传感器基座301固定设置在驱动装置500上，位于龙骨及肌腱导向系统200的外侧周向，拉力传感器302通过底部螺栓固定在传感器基座301上，拉力传感器302的上部通过紧定螺钉与动滑轮支架306连接。直线轴承305通过两端的弹性挡圈304与动滑轮支架306固定，滑轮导向光轴303穿过直线轴承305内孔并通过紧定螺钉固定在传感器基座301上。在滑轮导向光轴303与直线轴承305安装位置的对称侧安装有光轴与直线轴承导向装置。定滑轮支架310的底部通过螺栓固定在传感器基座301的顶部，且动滑轮支架306的顶部穿过传感器基座301的顶部位于定滑轮支架310内，动滑轮307安装在动滑轮支架306上，第一定滑轮308与第二定滑轮309安装在定滑轮支架310的上部。
[0092] 使用时，穿出龙骨及肌腱导向系统200的肌腱108通过第二定滑轮309穿入肌腱张力测量系统300，再绕过动滑轮307经由第一定滑轮308穿出肌腱张力测量系统300。动滑轮307随着肌腱108张力的变化而带着动滑轮支架306沿着滑轮导向光轴303的方向运动，从而产生对拉力传感器302的拉拽，进而得到该条肌腱的实时张力，拉力传感器302将检测得到的实时张力信息传输至控制器。
[0093] 上述实施例中，肌腱拉伸系统400设置数量与肌腱108设置数量相同，所有肌腱拉伸系统400的结构及原理均相同。如图6、图7所示，每个肌腱拉伸系统400包括蜗轮蜗杆减速箱箱体401、第一轴承402、涡轮403、第二轴承404、涡轮轴405、圆柱销406、第三轴承407、蜗杆408、第四轴承409、第五轴承410、蜗杆轴411、绕线筒螺母412、绕线筒413、矩形槽滑道414、第四肌腱导向孔415和第一驱动电机416。
[0094] 蜗轮蜗杆减速箱箱体401固定设置在驱动装置500上，位于支架600的外侧，并位于龙骨及肌腱导向系统肌腱张力测量系统300的外侧周向。蜗轮403通过紧定螺钉固定在涡轮轴405上，蜗轮轴405通过第一轴承402与第二轴承404连接在蜗轮蜗杆减速箱箱体401一端内部一侧，位于第二轴承404的一端通过螺栓拧紧以实现定位。蜗杆408通过紧定螺钉固定在蜗杆轴411上，蜗杆轴411通过第四轴承409与第五轴承410连接在蜗轮蜗杆减速箱箱体401一端内部另一侧，同样通过一端螺栓拧紧的方式实现定位。蜗杆轴411的另一端与第一驱动电机416(如图1所示)的输出端同轴连接，第一驱动电机416设置在支架600的内侧。绕线筒螺母412通过紧定螺钉固定在蜗轮蜗杆减速箱箱体401的另一端；绕线筒413的外部设置有外螺纹，绕线筒413通过外螺纹与绕线筒螺母412螺纹连接。蜗轮轴405一端设置有一根与其轴线方向垂直的圆柱销406，且两者之间通过第三轴承407连接；蜗轮轴405上设置有圆柱销406的一端能插入绕线筒413，绕线筒413的内部设置有矩形槽滑道414，圆柱销406能在矩形槽滑道414中滑动。
[0095] 使用时，由于圆柱销406被矩形槽滑道412侧面限制了运动，从而当蜗轮轴405转动时可以带动绕线筒413转动。由于与绕线筒413配合的绕线筒螺母412固定在蜗轮蜗杆减速箱箱体401上，因此当绕线筒413转动时，相对于蜗轮蜗杆减速箱箱体401会产生轴向的移动，从而实现了绕线的同时还能排线的功能。
[0096] 本实施例中，由于以往肌腱驱动连续体机器人设计中，肌腱收放采用两种方式：①肌腱一端与滚珠丝杆移动部件端固定，通过滚珠丝杆的直线运动实现肌腱的拉伸功能，该方式要求滚珠丝杆的行程与所需肌腱最大拉伸距离相同，所占空间较大；②采用一个圆周具有一圈v形槽的绕线轮实现肌腱的拉伸功能：如果v形槽的圆周长小于所需肌腱最大拉伸距离，当所需拉线距离大于v形槽圆周长时，则绕线时会出现外圈肌腱压在内圈肌腱上面的情况，出现控制精度降低的问题；如果v形槽的圆周长等于所需肌腱最大拉伸距离，则绕线轮直径增大，增大了所占空间。
[0097] 故，本实施例中采用肌腱拉伸系统400实现二自由度精密绕线来解决以往肌腱驱动连续体机器人设计中存在的问题。蜗轮轴405与绕线筒413都被约束在蜗轮蜗杆减速箱箱体401上，在绕线筒413内侧的矩形槽滑道414，蜗轮轴405靠近绕线筒413一端通过第三轴承407连接一根与蜗轮轴405轴线方向垂直布置的圆柱销406。蜗轮轴405可与圆柱销406同时伸入绕线筒413内部，且圆柱销406会始终在矩形槽滑道414内滑动，由于圆柱销406被矩形槽滑道414侧面挡住，因此当蜗轮轴405转动时绕线筒413也会同步转动。由于绕线筒413又与蜗轮蜗杆减速箱箱体401上的绕线筒螺母412配合，因此当绕线筒413转动时，还会沿着蜗轮轴405的轴向移动，从而在收拉肌腱108时实现了缠绕完一个螺纹后会自动进入下一个螺纹的功能，且无论有多少圈螺纹都不会跳到其他螺纹上面。本实施例肌腱拉伸系统400的精密绕线具有体积小、精度高的特点。
[0098] 上述实施例中，如图8所示，驱动装置500包括前支撑圆盘501、后支撑圆盘502、粗外径龙骨气动夹爪503、中外径龙骨气动夹爪504、细外径龙骨气动夹爪506、夹爪滑块507、夹爪支架508、导轨509、第一方管510、第二方管511、接近开关512、第一导向光轴513、第二导向光轴514、滚珠丝杆515、驱动臂516、拉压力传感器517、力传感器基座518、游动气动夹爪519、联轴器520、电机座521、第二驱动电机522和失稳光轴523。其中，龙骨及肌腱导向机构200、腱张力测量机构300和肌腱拉伸机构400都设置在前支撑圆盘501上。
[0099] 前支撑圆盘501的中心位置处设置有与龙骨及肌腱导向系统200中第二龙骨导向孔206对应的第二中心孔，后支撑圆盘502的中心位置处设置有与第二中心孔位于同一轴线上的第三中心孔。
[0100] 前支撑圆盘501和后支撑圆盘502分别固定在支架600的前部和后部，且前支撑圆盘501与后支撑圆盘502之间通过三根失稳光轴523(如图1所示)连接，进而构成驱动装置500的主体框架。位于前支撑圆盘501与后支撑圆盘502之间还设置有第一方管510、第二方管511、第一导向光轴513、第二导向光轴514和滚珠丝杆515，第一方管510设置在底部，第二方管511、第一导向光轴513、第二导向光轴514和滚珠丝杆515均设置在顶部。
[0101] 导轨509通过螺栓连接固定在第一方管510上，位于导轨509上设置有三个夹爪支架508，每个夹爪支架508的底部都设置有夹爪滑块507，夹爪支架508通过夹爪滑块507与导轨509配合进行位置调整后固定在导轨509上，以使相邻两个夹爪支架508之间具有预设的间距；位于最前端的夹爪支架508与前支撑圆盘501紧贴，粗外径龙骨气动夹爪503设置在紧贴前支撑圆盘501的夹爪支架508上，中外径龙骨气动夹爪504设置在位于中部的夹爪支架508上，细外径龙骨气动夹爪506设置在位于后部的夹爪支架508上。
[0102] 用于驱动滚珠丝杆515的第二驱动电机522通过电机座521固定在后支撑圆盘502上部外侧，滚珠丝杆515的一端通过联轴器520与第二驱动电机522输出轴同轴连接；第二驱动电机522与控制器连接，由控制器控制其工作。
[0103] 力传感器基座518设置在滚珠丝杆515上，能随滚珠丝杆515的转动实现前后移动；力传感器基座518的一侧通过拉压力传感器517与驱动臂516的一侧连接，且力传感器基座
518和驱动臂516分别通过直线轴承连接在第一导向光轴513和第二导向光轴514上，由第一导向光轴513和第二导向光轴514进行导向，并由第二驱动电机522驱动力传感器基座518沿第一导向光轴513和第二导向光轴514进行前后移动，从而带动驱动臂516前后移动。
[0104] 游动气动夹爪519通过螺栓固定连接在驱动臂516上，拉压力传感器517设置在力传感器基座518与驱动臂516之间，拉压力传感器517的上下两端面分别通过紧定螺钉与力传感器基座518和驱动臂516连接；进而由驱动臂516带动游动气动夹爪519进行前后移动。
[0105] 接近开关512固定在第二方管511上，用于检测驱动臂516的行程位置信息并传输至控制器。
[0106] 三段龙骨104首端的龙骨延伸段穿过前支撑圆盘501的第二中心孔后与各气动夹爪配合设置，其中，粗外径的龙骨104与粗外径龙骨气动夹爪503配合设置，中外径的龙骨104与中外径龙骨气动夹爪504配合设置，细外径的龙骨104与细外径龙骨气动夹爪506配合设置；由游动气动夹爪519控制各段龙骨104的伸缩。
[0107] 具体的，当游动气动夹爪519移动至粗外径龙骨气动夹爪503与中外径龙骨气动夹爪504之间时，游动气动夹爪519闭合并夹紧粗外径的龙骨104，此时粗外径龙骨气动夹爪503张开，由第二驱动电机522驱动游动气动夹爪519前后移动以实现机器人本体100的伸缩。由于粗外径龙骨气动夹爪503与中外径龙骨气动夹爪504之间位置有限，每次驱动控制游动气动夹爪519移动固定的短距离后，粗外径龙骨固定气动夹爪503闭合，游动气动夹爪
519打开后退回到起始运动位置后再闭合，再张开粗外径龙骨气动夹爪503，重复以上步骤即可实现粗外径的龙骨104的伸缩。
[0108] 将游动气动夹爪519移动至中外径龙骨气动夹爪504与细外径龙骨气动夹爪506之间，使游动气动夹爪519与中外径龙骨气动夹爪504重复前述配合，即可实现中外径的龙骨104的伸缩。
[0109] 将游动气动夹爪519移动至细外径龙骨气动夹爪506与后支撑圆盘502之间，使游动气动夹爪519与细外径龙骨气动夹爪506重复前述配合，即可实现细外径的龙骨104的伸缩。
[0110] 本实施例中，为了避免由于龙骨抗弯强度低导致在向前伸长时弯曲变形问题，通过调节游动气动夹爪519及与之配合的固定气动夹爪的距离，距离越小，防止发生弯曲的效果越好。
[0111] 本实施例中，如图9所示，夹爪支架508包括底座505、螺纹孔524、龙骨对中支架525、第三龙骨导向孔526、第四龙骨导向孔527、第一橡胶垫528和第二橡胶垫529。
[0112] 底座505底部设置有滑块507，且底座505上设置有用于固定底座505的螺纹孔524，龙骨对中支架525的底部设置在底座505上，龙骨对中支架525的顶部具有开口，夹爪从开口内部穿出并在夹爪内部设置有第一橡胶垫528和第二橡胶垫529，第一橡胶垫528和第二橡胶垫529与夹爪之间采用胶粘方式连接。位于第一橡胶垫528与第二橡胶垫529之间的开口两侧的龙骨对中支架525上，分别设置有第三龙骨导向孔526和第四龙骨导向孔527。
[0113] 使用时，机器人本体100的三根镍钛合金的龙骨104先穿过前支撑圆盘501的中心孔后，到达驱动装置500，再先后穿过三个气动夹爪的第四龙骨导向孔527与第三龙骨导向孔526，如果长度超过前支撑圆板501与后支撑圆板502之间距离，则通过后支撑圆板502上的第三中心孔穿到后方。机器人本体100停止伸缩时，三个气动夹爪皆处于闭合状态，且此时夹紧粗中细三根镍钛合金的龙骨104。
[0114] 本实施例中，第一方管510、第二方管511、第一导向光轴513、第二导向光轴514、滚珠丝杆515均通过螺栓与前支撑圆盘501和后支撑圆盘502固定连接。
[0115] 本实施例中，粗外径龙骨气动夹爪503、中外径龙骨气动夹爪504、细外径龙骨气动夹爪506分别通过螺栓与龙骨对中支架525固定连接，三者又同时通过螺栓连接固定在夹爪支架508上面。夹爪支架508通过螺栓连接与夹爪滑块507固定，夹爪滑块507可在导轨509上滑动，导轨509通过螺栓连接与第一方管510固定。确定气动夹爪固定位置后，在螺纹孔524拧入长螺栓，直到螺栓顶住导轨509，从而实现气动夹爪的定位。
[0116] 本实施例中，具体的，由于现有机器人的伸缩通过两种方式实现，且都存在以下技术缺陷：将连续体机器人驱动机构连接在滑轨上面，通过控制滑轨的前进和后退带动驱动平台前进后退，从而实现机器人末端工具的前进与后退，该伸缩方式并不能视为机器人本体的伸缩功能。例如具有3段伸缩功能的连续体机器人，在驱动机构后方安装3套滚珠丝杆装置，每段龙骨通过固定机构与滚珠丝杆装置的移动部件连接，通过电机驱动丝杆实现机器人本体的伸缩。该种伸缩方式的缺点是伸缩行程受到龙骨抗弯强度的限制，当龙骨的固定端与相邻的约束端距离较远时，龙骨受到很小的推力就会弯曲变形，无法提供前端伸展及弯曲变形时所需的支撑力。
[0117] 本发明为了解决现有技术中驱动装置推拉功能的技术短板，故采用了包括4个气动夹爪的交替推拉长行程直线驱动系统。一个游动气动夹爪519固定在滚珠丝杆515上，用于实现3根龙骨的推拉功能。其余三个气动夹爪固定在驱动装置的框架上(第一方管510上)，用于实现非运动状态龙骨的固定功能。游动气动夹爪519在不同位置可与其他3个固定气动夹爪配合，当游动气动夹爪519夹持一根龙骨运动时，负责夹持固定该根龙骨的固定气动夹爪则松开该根龙骨，而另外2个气动夹爪则夹持着另外两根龙骨使其保持固定状态。由于游动气动夹爪519每次推拉该根龙骨时，距离固定该根龙骨的气动夹爪可以设置到最小1mm，即龙骨104的固定端距离相邻的约束端1mm，游动气动夹爪519每次推动龙骨最少前进
1mm，可以根据龙骨抗弯强度设置每次的推动距离。因此解决了伸缩行程受到龙骨抗弯强度的限制的问题，游动气动夹爪519与1个固定气动夹爪反复配合推拉，即可实现单根龙骨无限长度的推拉运动。4个气动夹爪反复配合推拉，连续体机器人的伸缩长度可以不再受到龙骨抗弯强度与驱动装置的限制。
[0118] 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。
