本发明涉及医用器械，特别涉及一种蛇骨及蛇骨设计方法、设备及存储介质。
背景技术：
1、蛇骨关节是一种仿生结构，常用于手术过程中输送植入物，或者用于手术器械的传动调节，由于内窥镜在体腔内的活动空间有限，为了降低内窥镜活动对人体造成损伤的风险，需对蛇骨进行优化设计，使其蛇骨长度尽量变短、变得紧凑。
2、然而，现有技术关于蛇骨设计阐述，大多强调组合结构的创新，缺少一种考虑蛇骨稳定性和可靠性的蛇骨长度最短化优化方法，因此，研究一种考虑蛇骨稳定性和可靠性的蛇骨长度最短设计方法具有重要价值。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种蛇骨及蛇骨设计方法，通过引入蛇骨稳定性和可靠性的约束，进行蛇骨长度最短化设计，在稳定和可靠的前提下实现蛇骨长度的最短化。
2、为了解决上述技术问题，第一技术方案，本发明提供了一种蛇骨设计方法，包括以下步骤：
3、基于相邻骨节旋转中心的间距和中间骨节数量，构建以蛇骨长度最短为目标的目标函数；
4、基于所述相邻骨节旋转中心的间距、所述中间骨节数量和蛇骨两侧长度，构建蛇骨基本约束；
5、基于相邻骨节间的偏摆间隙和所述中间骨节数量，构建偏摆误差约束；
6、基于弯曲状态下相邻骨节间最大间隙，构建最大间隙约束；
7、基于蛇骨弯曲角度，构建弯曲角度约束；
8、利用所述目标函数、所述蛇骨基本约束、所述偏摆误差约束、所述最大间隙约束以及所述弯曲角度约束，构建蛇骨长度优化模型；
9、对所述蛇骨长度优化模型进行求解，得出蛇骨长度优化结果。
10、在第一技术方案的一些实施例中，所述目标函数的表达式如下：
11、minf(x)＝l1+l2+x2×x3
12、上式中，minf(x)为蛇骨最短总长度，l1为预设蛇骨首节的长度，l2为预设蛇骨尾节的长度，x2为相邻骨节旋转中心的间距，x3为中间骨节数量。
13、在第一技术方案的一些实施例中，所述蛇骨基本约束的表达式如下：
14、x1>a
15、x1<x2
16、x2<b
17、x3>c
18、上式中，x1为蛇骨两侧长度，x2为相邻骨节旋转中心的间距，x3为中间骨节数量，a为预设长度阈值，b为预设间距阈值，c为预设数量阈值。
19、在第一技术方案的一些实施例中，所述偏摆误差约束的表达式如下：
20、(x3+1)×l5≤d
21、上式中，x3为中间骨节数量，l5为预设相邻骨节间的偏摆间隙，d为预设误差阈值。
22、在第一技术方案的一些实施例中，所述最大间隙约束的表达式如下：
23、
24、上式中，l3为预设蛇骨外径，x2为相邻骨节旋转中心的间距，x1为蛇骨两侧长度，e为预设间隙阈值。
25、在第一技术方案的一些实施例中，所述弯曲角度约束的表达式如下：
26、
27、上式中，x3为中间骨节数量，x2为相邻骨节旋转中心的间距，x1为蛇骨两侧长度，l3为预设蛇骨外径，f为预设角度阈值。
28、第二技术方案，本发明提供了一种蛇骨，蛇骨通过第一技术方案所述的蛇骨设计方法设计得到，包括依次可翻转地活动连接的蛇骨首节、多个中间骨节和蛇骨尾节：
29、所述蛇骨首节上设有牵引机构固定部，所述牵引机构固定部用于固定牵引绳；
30、所述中间骨节上设有第一牵引机构限位槽，所述第一牵引机构限位槽用于供所述牵引绳穿过；
31、所述蛇骨尾节上设有第二牵引机构限位槽，所述第二牵引机构限位槽用于供所述牵引绳穿过。
32、第三技术方案，本发明提供了一种蛇骨设计设备，包括：
33、处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，以执行第一技术方案中所述的蛇骨设计方法。
34、第四技术方案，本发明提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序使得计算机执行第一技术方案中任一项所述的蛇骨设计方法。
35、本发明较为突出的有益效果如下：
36、第一技术方案效果：由于本方案基于相邻骨节旋转中心的间距和中间骨节数量，构建以蛇骨长度最短为目标的目标函数，并且引入蛇骨基本约束、偏摆误差约束、最大间隙约束以及弯曲角度约束来构建蛇骨长度优化模型，特别是考虑了有关蛇骨稳定性和可靠性的偏摆误差约束、最大间隙约束以及弯曲角度约束，使得构建的蛇骨长度优化模型既考虑了蛇骨的基本长度参数，又考虑了蛇骨的稳定性和可靠性参数，对蛇骨长度优化模型进行求解后，得出的蛇骨长度优化结果，能在稳定和可靠的前提下实现蛇骨的长度最短，优化了蛇骨设计周期。
37、第二技术方案效果：由于本方案的蛇骨是通过考虑有蛇骨稳定性和可靠性的设计方法优化得出的，蛇骨能在稳定和可靠的前提下实现长度最短，降低蛇骨结构复杂度的同时，在应用到内窥镜产品后，也实现产品结构更加紧凑、功能更加稳定。
1.一种蛇骨设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的蛇骨设计方法，其特征在于，所述目标函数的表达式如下：
3.根据权利要求1所述的蛇骨设计方法，其特征在于，所述蛇骨基本约束的表达式如下：
4.根据权利要求1所述的蛇骨设计方法，其特征在于，所述偏摆误差约束的表达式如下：
5.根据权利要求1所述的蛇骨设计方法，其特征在于，所述最大间隙约束的表达式如下：
6.根据权利要求1所述的蛇骨设计方法，其特征在于，所述弯曲角度约束的表达式如下：
7.一种蛇骨，其特征在于，所述蛇骨通过权利要求1至权利要求6任一项所述的蛇骨设计方法设计得到，包括依次可翻转地活动连接的蛇骨首节、多个中间骨节和蛇骨尾节：
8.一种蛇骨设计设备，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1至权利要求6中任一项所述的蛇骨设计方法。
