一种用于辅助磁驱动胶囊内窥镜机器人主动运动的外壳装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及医疗器械领域，具体涉及一种用于辅助磁驱动胶囊内窥镜机器人主动运动的外壳装置，所述外壳装置具有减轻对肠道损伤和增大胶囊主动运动动力的功能，包含中空圆柱形外壳、径向充磁的环形永磁体、仿生纤毛。所述外壳装置的设计基于仿生和外加磁场驱动原理，采用套有环形永磁体的外壳主动驱动并辅以仿生纤毛阵列结构推进的运动策略，可在不改变现有胶囊内窥镜机器人内部结构的基础上，实现胶囊内窥镜机器人的主动运动，在减少对肠道的伤害的同时，又能增大胶囊内窥镜机器人前进的动力。又能增大胶囊内窥镜机器人前进的动力。又能增大胶囊内窥镜机器人前进的动力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于辅助磁驱动胶囊内窥镜机器人主动运动的外壳装置


[0001]本专利技术属于医疗器械
，具体涉及一种用于辅助磁驱动胶囊内窥镜机器人主动运动的外壳装置。

技术介绍

[0002]胶囊内窥镜机器人是一种被广泛应用于胃肠道疾病诊断和筛查领域内的辅助诊疗设备。相比于传统的侵入式检查方式，这种无线胶囊内窥镜能够大大减轻病人在做传统胃肠镜时的痛苦，且操作方便，受众广泛。胶囊内窥镜的前景颇好，国内外许多厂商和科研机构都在大力研发和生产，但是目前众多已投入临床使用的胶囊内窥镜的缺陷在于其主动运动功能都依赖于胶囊内窥镜机器人自身的内部结构，现在也有一些研究尝试在胶囊机器人外部加工外螺纹，以使胶囊在被控做主动运动时获得更大的推进力，但是这种螺纹结构在胶囊主动运动时的旋转会对肠道造成极大的损伤，由于肠道上面分布着众多的神经及血管，且这种神经血管敏感度较低，在受到损伤时病人无法感知，所以对这种具有外螺纹结构胶囊的改进就显得尤为迫切。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对上述问题，提供了一种用于辅助磁驱动胶囊内窥镜机器人主动运动的外壳装置，该装置具有减轻对肠道损伤和增大胶囊主动运动动力的功能，可以在不改变现有胶囊内窥镜机器人内部结构的基础上，实现胶囊机器人的主动运动，在减少对肠道的伤害的同时，又能增大胶囊机器人前进的动力。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于辅助磁驱动胶囊内窥镜机器人主动运动的外壳装置，包括：
[0005]外壳：包括外壳前部、外壳后部以及中间部位的轴肩，所述外壳前部与外壳后部由所述轴肩分隔，所述外壳整体呈圆柱形，内部具有容纳腔体，胶囊内窥镜机器人圆柱部分包裹于所述容纳腔体内；
[0006]环形永磁体：所述环形永磁体安装在所述外壳前部，所述环形永磁体通过径向充磁辅助胶囊内窥镜机器人主动运动；
[0007]仿生纤毛：所述轴肩上安装有所述仿生纤毛，所述仿生纤毛沿所述轴肩安装一圈呈环形阵列结构。
[0008]进一步的，所述仿生纤毛由水凝胶制成。
[0009]进一步的，当胶囊内窥镜机器人的磁驱动向所述环形永磁体外加旋转磁场时，所述环形永磁体磁化方向为径向方向，所述环形永磁体带动胶囊内窥镜机器人及仿生纤毛沿胶囊内窥镜机器人轴线方向转动。
[0010]进一步的，所述外壳前部的外径与所述环形永磁体的内径为过盈配合。
[0011]进一步的，所述外壳与胶囊内窥镜机器人圆柱部分的外径过盈配合。
[0012]进一步的，所述外壳为光敏树脂。
[0013]进一步的，所述外壳通过3D打印获得。
[0014]本专利技术提供的一种用于辅助磁驱动胶囊内窥镜机器人主动运动的外壳装置，其有益效果是：
[0015](1)集成了胶囊内窥镜机器人的主动运动功能，可适用的范围广，可将胶囊内窥镜机器人的主动运动集成到外壳上，并模块化，简化了开发难度。
[0016](2)胶囊内窥镜机器人在肠道内主动及被动运动时能降低对肠道的损伤，降低了其他风险发生的可能性，提高了胶囊内窥镜机器人的可靠性。
[0017](3)仿生纤毛在胶囊内窥镜机器人旋转时根据转速的高低提供不同的辅助推进力，提高了主动运动的有效性。
[0018](4)整体结构简单，零件少，制作容易，能够在满足使用要求的前提下降低成本。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例的胶囊内窥镜机器人与外壳装置整体结构图；
[0020]图2是本专利技术实施例的胶囊内窥镜机器人外形图；
[0021]图3是本专利技术的胶囊内窥镜机器人与外壳装置的整体分解结构示意图；
[0022]图4a是本专利技术静止状态下的胶囊内窥镜机器人与外壳装置整体结构示意图；
[0023]图4b是本专利技术运动状态下的胶囊内窥镜机器人与外壳装置整体结构示意图；
[0024]图5a、5b是本专利技术实施例的磁驱动示意图；
[0025]附图标记：1
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环形永磁体，2
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胶囊内窥镜机器人，3
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外壳，301
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外壳前部，302
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轴肩，303
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外壳后部，4
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仿生纤毛。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。
[0027]下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：
[0028]本专利技术实施例中的胶囊内窥镜机器人外形如图2所示，胶囊内窥镜头部的摄像模块外壳是由透明材质制成的，以便于图像采集功能模块的正常工作，本专利技术实施例所需的外加旋转磁场可以由电磁线圈或永磁体产生，具体可由径向充磁的圆柱形永磁体或磁球被致动器带动旋转而产生，外部旋转磁场亦可由特殊结构的通电电磁线圈产生，
[0029]本专利技术实施例胶囊内窥镜机器人与外壳装置整体结构如图1所示，包括外壳3：包括外壳前部301和外壳后部303，所述外壳3整体呈圆柱形，内部具有容纳腔体，胶囊内窥镜机器人2圆柱部分包裹于所述容纳腔体内；环形永磁体1：所述环形永磁体1安装在所述外壳前部301，所述环形永磁体1通过径向充磁辅助胶囊内窥镜机器人2主动运动；仿生纤毛4：所述外壳后部303安装有所述仿生纤毛4，所述仿生纤毛4沿所述外壳3轴线安装一圈呈环形阵列结构；所述外壳3中间部位设有轴肩302，用于对所述环形永磁体1轴向定位以及安装仿生纤毛4，所述外壳前部301与外壳后部303由所述轴肩302分隔，所述外壳前部301的外径与所述环形永磁体1的内径为过盈配合，所述外壳3与胶囊内窥镜机器人2圆柱部分的外径过盈配合，过盈配合可使外壳3与胶囊内窥镜机器人2以及环形永磁体1不发生相对转动。
[0030]使用时，只需将外壳3套装在胶囊内窥镜机器人2外部圆柱部分，便可使胶囊内窥镜机器人2实现更有效的主动运动，且在主动运动的过程中大幅度降低对肠道的损伤。所以本专利技术具有结构简单、制作容易、成本低等优点。
[0031]如图3所示，环形永磁体1的充磁方向为径向，其磁极方向沿半径方向。为了保证结构的简单紧凑以及传动的有效性，环形永磁体1的内径尺寸稍比与其配合的外壳前部301外径要小，两者形成过盈配合的方式。在磁场方向绕胶囊内窥镜机器人2轴线方向旋转的外加旋转磁场驱动下，环形永磁体1受到磁力矩的作用从而产生绕外壳3轴线的旋转运动。外壳前部301、轴肩302和外壳后部303三者可用光敏树脂材料经3D打印制成一体化结构。优选实施例中，仿生纤毛4可由水凝胶制成所需的形状及长度，仿生纤毛4采用圆柱状结构，用于医疗检查时，将仿生纤毛4环形阵列安装固定在轴肩302处，当胶囊内窥镜机器人2的磁驱动向所述环形永磁体1外加旋转磁场时，所述环形永磁体1磁化方向为径向方向，所述环形永磁体1带动胶囊内窥镜机器人2沿轴线方向转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于辅助磁驱动胶囊内窥镜机器人主动运动的外壳装置，其特征在于，包括：外壳：包括外壳前部、外壳后部以及中间部位的轴肩，所述外壳前部与外壳后部由所述轴肩分隔，所述外壳整体呈圆柱形，内部具有容纳腔体，胶囊内窥镜机器人圆柱部分包裹于所述容纳腔体内；环形永磁体：所述环形永磁体安装在所述外壳前部，所述环形永磁体通过径向充磁辅助胶囊内窥镜机器人主动运动；仿生纤毛：所述轴肩上安装有所述仿生纤毛，所述仿生纤毛沿所述轴肩安装一圈呈环形阵列结构。2.根据权利要求1所述的外壳装置，其特征在于，所述仿生纤毛由水凝胶制成。3.根据权利要求1所述的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋霜，周芃旭，王焦乐，孟庆虎，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：