39、Goldrill：柔性钻气管内操纵器的创新设计与验证

Goldrill：柔性钻气管内操纵器的创新设计与验证

1. 原型版本的演变

在开发过程中，对 Goldrill 原型的迭代主要聚焦于改进其各部件之间的锁定机制。这一特性至关重要，因为它会影响弯曲段的稳定性，进而影响整个钻头的稳定性。

1.1 不同版本的改进

• Goldrill GR1 ：相较于前一版本，有以下改变：采用圆形横截面；调整导线放置至背侧/正面；增大导线孔尺寸以同时容纳两根导线；优化尖端设计。
• Goldrill GR3 ：手柄部分有新变化。

1.2 设计思路

原型旨在验证使用棘轮机构固定导线并为整个组件提供稳定性的可行性。为了实现低成本设计，使用现有的棘轮扳手作为替代，而非制造嵌入棘轮齿轮的手柄。因此，手柄的尺寸与棘轮齿轮相适配，其格栅也能与扳手手柄精确配合。

1.3 导线布局的影响

理论上，将导线按上下布局排列，在拉动时比左右布局能产生更好的力臂。因为钻头尖端大部分力是沿 Z 轴向下作用于弯曲段，所以上下布局能形成更稳定的弯曲段。通过一系列验证测试比较不同版本的 Goldrill，以确定最佳设计。

1.4 最终版本 Goldrill GR3 的设计

• 系统独立性 ：设计为独立系统，用户可根据定制需求自由更换 Goldrill 管。
• 材料改进 ：Goldrill 管采用钢材替代原型中的 VeroClea