一种基于丝杆的钳位式主动运动胶囊机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种基于丝杆的钳位式主动运动胶囊机器人，包括胶囊壳体、以及安装于所述胶囊壳体内部的摄像机模块、供能电池、控制板、钳位式运动模块。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术结构简单紧凑，其内部安装了一个微型电机和丝杆等简单的机械结构；该钳位式主动运动胶囊机器人具备钳制在肠道中特定位置、撑开坍塌的肠道内壁和在肠道内部主动前进运动的三大功能，解决了现阶段无线胶囊内窥镜无法在肠道内部主动运动的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于丝杆的钳位式主动运动胶囊机器人
本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种基于丝杆的钳位式主动运动胶囊机器人。
技术介绍
自从2000年以来，国内外的医疗器械公司，包括日本的奥林巴斯公司、韩国的IntroMedic公司、中国的金山科技集团和安翰科技公司等公司，相继推出无线胶囊内窥镜产品并投入临床使用，很大程度上减轻了肠胃病患者检查时的痛苦和提高了肠胃病疾病的筛查率。然而同时，由于无线胶囊内窥镜缺少主动运动的能力，使用它进行肠胃病检查时出现了许多漏诊误诊和引发其他肠胃并发症的案例。比如，现有的无线胶囊内窥镜只能够在肠道的自然收缩下被动前进，不能够将自身固定在肠道某一处或者撑开塌陷的肠道壁进行细致的图像观察和采集，甚至可能会发生胶囊堵塞情况(胶囊内窥镜在人体内滞留超过两周时间)并引发其他肠道疾病。现有的胶囊机器人大部分采用的是蠕虫式的方法去实现胶囊机器人的主动运动，基于蠕虫式方法的主动运动胶囊机器人内部需要安装三个微型电机和使用复杂的机械结构，这将不利于主动式运动胶囊机器人提升其续航能力和实现微型化。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种基于丝杆的钳位式主动运动胶囊机器人。本专利技术提供了一种基于丝杆的钳位式主动运动胶囊机器人，包括胶囊壳体、以及安装于所述胶囊壳体内部的摄像机模块、供能电池、控制板、钳位式运动模块，所述供能电池用于对所述摄像机模块、所述控制板和钳位式运动模块进行供电，所述控制板分别与所述摄像机模块和所述钳位式运动模块相连，且所述控制板用于对所述摄像机模块和所述钳位式运动模块进行控制，所述摄像机模块位于所述胶囊壳体顶部；所述钳位式运动模块包括驱动机构、锚定腿，所述锚定腿数量为多个，所述驱动机构与多个所述锚定腿相连，所述驱动机构用于驱动所述锚定腿张开及收缩。作为本专利技术的进一步改进，所述驱动机构为电机丝杆螺母组件，所述钳位式运动模块还包括移动件、移动腿支架、弹簧、弹簧卡套，所述电机丝杆螺母组件由微型电机、丝杆螺母和传动丝杆组成，所述微型电机固定安装于所述胶囊壳体内部，所述丝杆螺母通过螺纹配合连接在所述传动丝杆上；所述传动丝杆一端与所述微型电机的转动轴同轴固定连接，所述移动件安装在所述丝杆螺母上，当所述微型电机带动所述传动丝杆转动时，所述移动件将同丝杆螺母一起在所述传动丝杆上水平移动；所述移动腿支架中间设有过孔，所述移动腿支架周边设有第三内孔，所述过孔嵌套在所述传动丝杆上，所述移动腿支架能够在所述传动丝杆上进行移动，所述锚定腿从所述第三内孔中穿出，所述锚定腿顶端与所述移动件为活动连接，所述锚定腿末端设有接触部，所述锚定腿和所述第三内孔数量相同、位置对应；所述弹簧两端分别连接所述移动腿支架和所述弹簧卡套，所述弹簧卡套固定于所述胶囊壳体底部。作为本专利技术的进一步改进，所述钳位式运动模块还包括微型轴承，所述胶囊壳体底部设有圆环形凸台，所述传动丝杆另一端通过轴孔配合嵌套在所述微型轴承的内圈中，所述微型轴承的外圈通过轴孔配合嵌套在所述圆环形凸台的内圈中。作为本专利技术的进一步改进，所述弹簧卡套通过轴孔配合嵌套在所述圆环形凸台的外圈上，与胶囊壳体固定连接。作为本专利技术的进一步改进，所述微型电机设有凸台，所述胶囊壳体设有通孔，所述凸台嵌入所述通孔内，从而使所述微型电机固定连接在所述胶囊壳体内部。作为本专利技术的进一步改进，所述丝杆螺母的外轮廓是正六边形；所述移动件截面呈现等边三角形，所述移动件内部设有第一内空，所述移动件外部设有三个第二内空，所述第一内空为正六边形，所述第二内空为矩形；所述第二内空的对称中心具有圆柱形通孔，三个所述第二内空呈120度对称分布，所述移动件通过第一内空嵌套在所述丝杆螺母上，与其固定连接。作为本专利技术的进一步改进，所述第三内孔呈梯形，所述过孔为圆柱形，所述锚定腿为三个，三个所述锚定腿呈120度对称分布，所述锚定腿顶端与所述第二内空为活动连接。作为本专利技术的进一步改进，所述钳位式运动模块还包括圆柱形插销，所述锚定腿顶端设有圆柱形通孔，所述圆柱形插销分别穿过第二内空上的圆柱形通孔和所述圆柱形通孔，将所述锚定腿与所述移动件通过转动副的形式连接。作为本专利技术的进一步改进，所述胶囊壳体由两个镜像对称的壳体组成，两个壳体固定连接合成一个完整的胶囊壳体；所述胶囊壳体设有开口，所述开口与所述锚定腿的数量相同、位置对应，所述锚定腿能够从所述开口中伸出。作为本专利技术的进一步改进，所述摄像机模块、所述供能电池、所述控制板均具备防水功能；所述接触部的材料为对人体无害、且与肠道内壁间具有较大摩擦系数的材料。本专利技术的有益效果是：本专利技术结构简单紧凑，其内部安装了一个微型电机和丝杆等简单的机械结构；该钳位式主动运动胶囊机器人具备钳制在肠道中特定位置、撑开坍塌的肠道内壁和在肠道内部主动前进运动的三大功能，解决了现阶段无线胶囊内窥镜无法在肠道内部主动运动的问题。附图说明图1a是钳位式主动运动胶囊机器人处于初始状态的结构示意图；图1b是钳位式主动运动胶囊机器人处于钳位状态的结构示意图；图2是本专利技术的分解结构示意图；图3是钳位式运动模块的结构示意图；图4a表示钳位式主动运动胶囊机器人实现钳位式主动运动的第一个阶段的过程示意图；图4b表示钳位式主动运动胶囊机器人实现钳位式主动运动的第二个阶段的过程示意图；图4c表示钳位式主动运动胶囊机器人实现钳位式主动运动的第三个阶段的过程示意图。具体实施方式本专利技术公开了一种基于丝杆的钳位式主动运动胶囊机器人，图1a中的钳位式主动运动胶囊机器人处于初始状态，其内部的锚定腿504处于收缩状态。在图1b中，钳位式主动运动胶囊机器人处于钳位状态，其内部的锚定腿504处于伸出状态，即张开。如图2、3所示，该钳位式主动运动胶囊机器人包括胶囊壳体1、以及安装于所述胶囊壳体1内部的摄像机模块2、供能电池3、控制板4、钳位式运动模块5，所述供能电池3用于对所述摄像机模块2、所述控制板4和钳位式运动模块5进行供电，所述控制板4分别与所述摄像机模块2和所述钳位式运动模块5相连，且所述控制板4用于对所述摄像机模块2和所述钳位式运动模块5进行控制，所述摄像机模块2位于所述胶囊壳体1顶部；所述钳位式运动模块5包括驱动机构、锚定腿504，所述锚定腿504数量为多个，所述驱动机构与多个所述锚定腿504相连，所述驱动机构用于驱动所述锚定腿504张开及收缩。所述胶囊壳体1由两个镜像对称的壳体组成，两个壳体固定连接合成一个完整的胶囊壳体1；所述胶囊壳体1设有开口102，所述开口102与所述锚定腿504的数量相同、位置对应，所述锚定腿504能够从所述开口102中伸出。优选的，开口102为三个，呈120度对称分布。供能电池3和控制板4固定嵌套在胶囊壳体1内部。摄像机模块2与胶囊壳体1固定连接，用于肠道内部图像的采集。所述驱动机构为电机丝杆螺母组件501，所述钳位式运动模块5还包括移动件502、移动腿支架503、弹簧506、弹簧卡套507，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于丝杆的钳位式主动运动胶囊机器人，其特征在于：包括胶囊壳体(1)、以及安装于所述胶囊壳体(1)内部的摄像机模块(2)、供能电池(3)、控制板(4)、钳位式运动模块(5)，所述供能电池(3)用于对所述摄像机模块(2)、所述控制板(4)和钳位式运动模块(5)进行供电，所述控制板(4)分别与所述摄像机模块(2)和所述钳位式运动模块(5)相连，且所述控制板(4)用于对所述摄像机模块(2)和所述钳位式运动模块(5)进行控制，所述摄像机模块(2)位于所述胶囊壳体(1)顶部；所述钳位式运动模块(5)包括驱动机构、锚定腿(504)，所述锚定腿(504)数量为多个，所述驱动机构与多个所述锚定腿(504)相连，所述驱动机构用于驱动所述锚定腿(504)张开及收缩。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于丝杆的钳位式主动运动胶囊机器人，其特征在于：包括胶囊壳体(1)、以及安装于所述胶囊壳体(1)内部的摄像机模块(2)、供能电池(3)、控制板(4)、钳位式运动模块(5)，所述供能电池(3)用于对所述摄像机模块(2)、所述控制板(4)和钳位式运动模块(5)进行供电，所述控制板(4)分别与所述摄像机模块(2)和所述钳位式运动模块(5)相连，且所述控制板(4)用于对所述摄像机模块(2)和所述钳位式运动模块(5)进行控制，所述摄像机模块(2)位于所述胶囊壳体(1)顶部；所述钳位式运动模块(5)包括驱动机构、锚定腿(504)，所述锚定腿(504)数量为多个，所述驱动机构与多个所述锚定腿(504)相连，所述驱动机构用于驱动所述锚定腿(504)张开及收缩。


2.根据权利要求1所述的钳位式主动运动胶囊机器人，其特征在于：所述驱动机构为电机丝杆螺母组件(501)，所述钳位式运动模块(5)还包括移动件(502)、移动腿支架(503)、弹簧(506)、弹簧卡套(507)，所述电机丝杆螺母组件(501)由微型电机(5011)、丝杆螺母(5012)和传动丝杆(5013)组成，所述微型电机(5011)固定安装于所述胶囊壳体(1)内部，所述丝杆螺母(5012)通过螺纹配合连接在所述传动丝杆(5013)上；所述传动丝杆(5013)一端与所述微型电机(5011)的转动轴同轴固定连接，所述移动件(502)安装在所述丝杆螺母(5012)上，当所述微型电机(5011)带动所述传动丝杆(5013)转动时，所述移动件(502)将同丝杆螺母(5012)一起在所述传动丝杆(5013)上水平移动；所述移动腿支架(503)中间设有过孔(5032)，所述移动腿支架(503)周边设有第三内孔(5031)，所述过孔(5032)嵌套在所述传动丝杆(5013)上，所述移动腿支架(503)能够在所述传动丝杆(5013)上进行移动，所述锚定腿(504)从所述第三内孔(5031)中穿出，所述锚定腿(504)顶端与所述移动件(502)为活动连接，所述锚定腿(504)末端设有接触部(5041)，所述锚定腿(504)和所述第三内孔(5031)数量相同、位置对应；所述弹簧(506)两端分别连接所述移动腿支架(503)和所述弹簧卡套(507)，所述弹簧卡套(507)固定于所述胶囊壳体(1)底部。


3.根据权利要求2所述的钳位式主动运动胶囊机器人，其特征在于：所述钳位式运动模块(5)还包括微型轴承(508)，所述胶囊壳体(1)底部设有圆环形凸台(101)，所述传动丝杆(5013)另一端通过轴孔配合嵌套在所述微型轴承(508)的内圈中，所述微型轴承(508)...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋霜，张帆，叶东旭，孟庆虎，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44