用于腔肠、管道或爬墙的中空式气囊蠕动机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种用于腔肠、管道或爬墙的中空式气囊蠕动机器人。该中空式气囊蠕动机器人包括工作端、中空圆柱状的头端支架、头端气囊、蠕动伸缩管、中空圆柱状的尾端支架和尾端气囊，其中，前端气囊和尾端气囊通过给气或排气而膨胀或收缩，蠕动伸缩管通过给气或排气而伸长或缩短。利用该中空式气囊蠕动机器人在气压驱动下，交替控制头端气囊、尾端气囊的径向的膨胀和收缩及伸缩管的轴向伸缩，从而使该机器人在不同管径管道上蠕动，将工作端运送至目标位置。通过本发明专利技术，解决了内镜因管子的刚性和较大直径导致检查过程不适的问题，减轻了检查过程的不适感。

Hollow balloon peristaltic robot for cavointestinal, pipeline or wall climbing

【技术实现步骤摘要】
用于腔肠、管道或爬墙的中空式气囊蠕动机器人
本专利技术涉及机器人
，具体而言，涉及一种用于腔肠、管道或爬墙的中空式气囊蠕动机器人。
技术介绍
第八届全国胃癌学术大会公布，5年来我国每年新发胃癌40万例，发病率占全世界的42％左右。临床数据表明，胃癌能否有效治愈与胃癌的发现早晚关系极大。早期胃癌的术后5年存活率可达95％以上，几乎都能痊愈，而如果是中晚期发现，术后5年存活率不到20％。小肠疾病发病率低于胃病，仅占胃肠道疾病的1％～4％，但由于其病因复杂、起病隐匿、症状和体征不典型及传统检查手段受限，确诊率低，极易漏诊和误诊。近年来，随着医学技术的飞速发展及人们对微创手术需求的不断提高，各种微创手术器械应运而生，如腹腔镜、胃镜、食管镜、喉镜、胶囊内镜等，能直接观察到被检查部位的真实情况，更可通过对可疑病变部位进行病理活检及细胞学检查，以进一步明确诊断，确诊率较前明显提高。以胃镜为例，传统的胃镜的前端为内视镜，内视镜通过细长管子经由口腔插入胃部或十二指肠，内视镜的推进全部依靠细长管子，因此细长管子需要有一定程度的刚性和较大的直径，而导致传统的胃镜检查过程会造成不适。胶囊内镜机器人通过磁场对胶囊在胃部的控制实现轻松舒适的胃部检查能够解决检查过程不适的问题，但是每次检查都要消耗一枚胶囊内镜机器人，因此费用较高。而且以上所述的各种内镜，其应用仅局限于病变部位的探查，而无法实现治疗的目的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于腔肠、管道或爬墙的中空式气囊蠕动机器人，以至少解决相关技术中的内镜因管子的刚性和较大直径导致检查过程不适的问题。本专利技术实施例提供了一种用于腔肠、管道或爬墙的中空式气囊蠕动机器人，包括：工作端、中空圆柱状的头端支架、头端气囊、蠕动伸缩管、中空圆柱状的尾端支架和尾端气囊，其中，所述头端气囊环绕设置在所述头端支架的侧面上，且所述头端气囊通过给气或排气而沿径向膨胀或收缩；所述尾端气囊环绕设置在所述尾端支架的侧面上，且所述尾端气囊通过给气或排气而沿径向膨胀或收缩；所述蠕动伸缩管连接在所述头端支架的底面和所述尾端支架的顶面之间，且所述蠕动伸缩管通过给气或排气而沿轴向伸长或缩短；所述工作端贯穿所述尾端支架和所述头端支架的中空部位，并从所述头端支架的顶部伸出；所述工作端与所述头端支架固定连接，与所述尾端支架滑动配合。可选地，所述用于腔肠、管道或爬墙的中空式气囊蠕动机器人还包括：多个通气管道和多个通气管道的开关阀，其中，所述多个通气管道与气泵连通，用于分别为所述头端气囊、所述尾端气囊以及所述伸缩管给气或排气。可选地，所述头端气囊和所述尾端气囊上还设置有一个或多个吸盘，所述吸盘包括吸盘密封条和吸盘气孔，所述吸盘气孔与一个通气管道连通；其中，在所述头端气囊或所述尾端气囊膨胀后，所述吸盘密封条与管道内壁形成密闭空间，所述吸盘气孔排气形成负压，以提升所述头端气囊或所述尾端气囊与管道内壁间的吸附力。可选地，所述尾端气囊通过所述尾端支架的第一通气管道给气或排气；所述头端气囊通过所述尾端支架的第二通气管道给气或排气，所述第二通气管道经由连接所述头端支架和所述尾端支架的第一被动伸缩管与所述头端气囊连通；可选地，所述尾端气囊上设置的全部吸盘的吸盘气孔均与所述尾端支架的第三通气管道连通，以通过所述第三通气管道给气或排气；所述头端气囊上设置的全部吸盘的吸盘气孔均与所述尾端支架的第四通气管道连通，以通过所述第四通气管道给气或排气，所述第四通气管道经由连接所述头端支架和所述尾端支架的第二被动伸缩管与所述头端气囊连通。可选地，所述中空式气囊蠕动机器人还包括：第一吸盘开关控制阀和第二吸盘开关控制阀，其中，所述尾端气囊上设置的全部吸盘的吸盘气孔均经由所述第一吸盘开关控制阀与所述尾端支架的第三通气管道连通，以通过所述第三通气管道给气或排气；所述头端气囊上设置的全部吸盘的吸盘气孔均经由所述第二吸盘开关控制阀与所述尾端支架的第四通气管道连通，以通过所述第四通气管道给气或排气，所述第四通气管道经由连接所述头端支架和所述尾端支架的第二被动伸缩管与所述头端气囊连通；所述第一吸盘开关控制阀用于控制每个吸盘的吸盘气孔的打开或关闭；所述第二吸盘开关控制阀用于控制每个吸盘的吸盘气孔的打开或关闭。可选地，所述蠕动伸缩管的数量为多个，所述多个蠕动伸缩管在所述头端之间和所述尾端支架之间均匀分布，且每个蠕动伸缩管分别通过所述尾端支架上独立的通气管道给气或排气。可选地，所述工作端包括：照明光纤、工作激光光纤、成像光纤和正负压通道。可选地，所述头端气囊和所述尾端气囊充气膨胀后的形状为横截面为类多边形的形状。可选地，所述头端气囊和所述尾端气囊为弹性柔性可变形体，充气膨胀后可以主动适应不同管径和形状的管道。通过本专利技术实施例提供的用于腔肠、管道或爬墙的中空式气囊蠕动机器人，包括工作端、中空圆柱状的头端支架、头端气囊、蠕动伸缩管、中空圆柱状的尾端支架和尾端气囊。其中，前端气囊和尾端气囊通过给气或排气而膨胀或收缩，蠕动伸缩管通过给气或排气而伸长或缩短。利用该中空式气囊蠕动机器人在气压驱动下，交替控制头端气囊、尾端气囊的径向的膨胀和收缩及伸缩管的轴向伸缩，从而使该机器人在不同管径管道上蠕动，将工作端运送至目标位置。将该中空式气囊蠕动机器人应用在医疗领域的腔肠检查及治疗，相对于相关技术中的内镜而言，由于不再借助细长管子被动推进，因此与中空式气囊蠕动机器人连接的管子不需要采用具有一定程度刚性和较大直径的管子，解决了内镜因管子的刚性和较大直径导致检查过程不适的问题，减轻了检查过程的不适感。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的中空式气囊蠕动机器人的总体结构图；图2是根据本专利技术实施例的中空式气囊蠕动机器人的尾端气囊充气膨胀示意图；图3是根据本专利技术实施例的中空式气囊蠕动机器人的头端气囊和尾端气囊通气连接示意图；图4是根据本专利技术实施例的中空式气囊蠕动机器人的蠕动伸缩管连接示意图；图5是根据本专利技术实施例的中空式气囊蠕动机器人的工作端示意图；图6是根据本专利技术实施例的中空式气囊蠕动机器人的尾端各个通气管道和开关控制阀连接示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空式气囊蠕动机器人，其特征在于，包括：工作端、中空圆柱状的头端支架、头端气囊、蠕动伸缩管、中空圆柱状的尾端支架和尾端气囊，其中，所述头端气囊环绕设置在所述头端支架的侧面上，且所述头端气囊通过给气或排气而沿径向膨胀或收缩；所述尾端气囊环绕设置在所述尾端支架的侧面上，且所述尾端气囊通过给气或排气而沿径向膨胀或收缩；所述蠕动伸缩管连接在所述头端支架的底面和所述尾端支架的顶面之间，且所述蠕动伸缩管通过给气或排气而沿轴向伸长或缩短；所述工作端贯穿所述尾端支架和所述头端支架的中空部位，并从所述头端支架的顶部伸出；所述工作端与所述头端支架固定连接，与所述尾端支架滑动配合。

【技术特征摘要】
1.一种中空式气囊蠕动机器人，其特征在于，包括：工作端、中空圆柱状的头端支架、头端气囊、蠕动伸缩管、中空圆柱状的尾端支架和尾端气囊，其中，所述头端气囊环绕设置在所述头端支架的侧面上，且所述头端气囊通过给气或排气而沿径向膨胀或收缩；所述尾端气囊环绕设置在所述尾端支架的侧面上，且所述尾端气囊通过给气或排气而沿径向膨胀或收缩；所述蠕动伸缩管连接在所述头端支架的底面和所述尾端支架的顶面之间，且所述蠕动伸缩管通过给气或排气而沿轴向伸长或缩短；所述工作端贯穿所述尾端支架和所述头端支架的中空部位，并从所述头端支架的顶部伸出；所述工作端与所述头端支架固定连接，与所述尾端支架滑动配合。2.根据权利要求1所述的中空式气囊蠕动机器人，其特征在于，所述中空式气囊蠕动机器人还包括：多个通气管道和多个通气管道的开关阀，其中，所述多个通气管道与气泵连通，用于分别为所述头端气囊、所述尾端气囊以及所述伸缩管给气或排气。3.根据权利要求2所述的中空式气囊蠕动机器人，其特征在于，所述头端气囊和所述尾端气囊上还设置有一个或者多个吸盘，所述吸盘包括吸盘密封条和吸盘气孔，所述吸盘气孔与通气管道连通；其中，在所述头端气囊或所述尾端气囊膨胀后，所述吸盘密封条与管道内壁形成密闭空间，与所述吸盘气孔连通的通气管道排气使所述密闭空间内形成负压，以提升所述头端气囊或所述尾端气囊与管道内壁间的吸附力。4.根据权利要求2所述的中空式气囊蠕动机器人，其特征在于，所述尾端气囊通过所述尾端支架的第一通气管道给气或排气；所述头端气囊通过所述尾端支架的第二通气管道给气或排气，所述第二通气管道经由连接所述头端支架和所述尾端支架的第一被动伸缩管与所述头端气囊连通。5.根据权利要求3所述的中空式气囊蠕动机器人，其特征在于，所述尾端气囊上设置的全部吸盘的吸盘气...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕培军，原福松，张耀鹏，
申请(专利权)人：北京大学口腔医学院，
类型：发明
国别省市：北京,11