具有可变径功能的履带式行走机构制造技术

一种具有可变径功能的履带式行走机构，包括：基体固定装置以及设置于其上的两个驱动装置、扩张机构、行走机构和连杆机构，其中：扩张机构和行走机构设置于基体固定装置的两端，两个驱动装置分别相对设置于基体固定装置的两端并分别与扩张机构和行走机构的一端相连，连杆机构的一端与扩张机构相连并由扩张机构驱动实现径向扩张或收缩，行走机构通过履带与连杆机构相连实现轴向移动。本发明专利技术采用履带传动行走，增加了与肠道扩张和行走时的接触面积，确保安全性的同时，在结构收缩时不受基体影响，增加了变径比，该装置不仅具有对塌瘪褶皱肠道的扩张功能，以避免漏检，而且履带式行走机构增加与肠道的接触面，确保接触稳定性和安全性。全性。全性。

【技术实现步骤摘要】
具有可变径功能的履带式行走机构


[0001]本专利技术涉及的是一种医疗机器人领域的技术，具体是一种适用于胃肠道无创诊疗微型机器人的具有径向扩张功能的履带式行走机构。

技术介绍

[0002]对于消化道系统的检查，传统的内窥镜检查存在漏检、损伤肠道、以及并发症等问题；而胶囊内窥镜不具备自主运动能力，无法在肠道内驻留，无法径向扩张肠道，因此难以发现胃肠道褶皱和塌陷处的病变，存在漏检。目前，胃肠疾病微型仿生机器人因其具备自主运动和径向扩张胃肠道功能的优势，逐渐成为当今医学工程领域研究的重点。胃肠道蜿蜒曲折，机器人在的肠道中前进，行走机构是胃肠道微型机器人的关键机构，在完成胃肠道内的驻留、扩张功能时，确保在消化道中稳步高效行进。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有可变径轮式机器人大多用于硬式管道且变径比小，无法适用于肠道等软体管道环境的缺陷，提出一种具有可变径功能的履带式行走机构，采用履带传动行走，增加了与肠道扩张和行走时的接触面积，确保安全性的同时，在结构收缩时不受基体影响，增加了变径比，该装置不仅具有对塌瘪褶皱肠道的扩张功能，以避免漏检，而且履带式行走机构增加与肠道的接触面，确保接触稳定性和安全性。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术涉及一种具有可变径功能的履带式行走机构，包括：基体固定装置以及设置于其上的两个驱动装置、扩张机构、行走机构和连杆机构，其中：扩张机构和行走机构设置于基体固定装置的两端，两个驱动装置分别相对设置于基体固定装置的两端并分别与扩张机构和行走机构的一端相连，连杆机构的一端与扩张机构相连并由扩张机构驱动实现径向扩张或收缩，行走机构通过履带与连杆机构相连实现轴向移动。
[0006]所述的基体固定装置包括：基座以及分别设置于其两端的一对挡板，其中：基座为中心对称结构且具有三个用于嵌套驱动装置的空腔；第一和第二挡板分别设置于空腔的两端对扩张机构进行限位。
[0007]所述的驱动装置包括：一个电机减速器或和一个与之相连的传动齿轮副，其中：第一和第二传动齿轮副分别与扩张机构和行走机构相连。技术效果
[0008]与现有技术相比，本专利技术采用履带结构，与肠道为面接触形式，增大了接触面积，确保肠道的安全性，同时大的接触面积也有利于机器人扩张的稳定；采用涡轮
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蜗杆的传递方式，既具有自锁性，又使得扩张同步性，保证运动稳定性，从而确保胃肠道的安全性。
附图说明
[0009]图1为本专利技术结构示意图(不含基座)；
[0010]图2为本专利技术扩张状态示意图(包含基座)；
[0011]图3为基座的轴视图a与正视图b；
[0012]图4为挡板的轴视图a与正视图b；
[0013]图5为连杆机构a和涡轮b均匀分布图；
[0014]图6为涡轮
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蜗杆系统a的局部放大图b；
[0015]图7为本专利技术折叠状态示意图；
[0016]图中：1基座、2第一挡板、3第二挡板、4第一盖板、5第二盖板、6主动杆、7从动杆、8第一电机减速器、9第二电机减速器、10第一传动齿轮副、11第二传动齿轮副、12第一蜗杆、13第二蜗杆、14第一涡轮组、15第二涡轮组、16主动带轮、17履带、18诱导轮、19托带轮、20第一传动轴、21第二传动轴。
具体实施方式
[0017]如图1和图2所示，为本实施例涉及的一种具有可变径功能的履带式行走机构，包括：基体固定装置a以及设置于其上的两个驱动装置b、扩张机构c、行走机构d和连杆机构e，其中：扩张机构c和行走机构d设置于基体固定装置a的两端，两个驱动装置b分别相对设置于基体固定装置a的两端并分别与扩张机构和行走机构的一端相连，连杆机构e的一端与扩张机构c相连并由扩张机构c驱动实现径向扩张或收缩，行走机构d通过履带与连杆机构e相连实现轴向移动。
[0018]如图3和图4所示，所述的基体固定装置a包括：基座1以及分别设置于其两端用于定位的一对挡板2、3，其中：基座1为中心对称结构且具有三个用于嵌套驱动装置的空腔；第一和第二挡板2、3分别设置于空腔的两端对扩张机构进行限位。
[0019]所述的第一和第二挡板2、3分别与第一和第二盖板4、盖板5相连。
[0020]如图1所示，每个驱动装置b包括：一个电机减速器8或9和一个与之相连的传动齿轮副10或11，其中：第一和第二传动齿轮副10、11分别与扩张机构c和行走机构d相连。
[0021]所述的连杆机构e为三组四连杆机构，具体包括：主动杆6和与之相连的从动杆7。
[0022]如图1、图5b和图6所示，所述的扩张机构c包括：第一蜗杆12和与之相连的第一蜗轮组14，其中：第一蜗杆12和第一蜗轮组14组成蜗轮
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蜗杆传动系并与连杆机构e的主动杆一端相连，第一蜗杆12与第一传动齿轮副10相连，实现机构的扩张与收缩。
[0023]所述的第一蜗杆12通过传动轴20连接传动齿轮副10。
[0024]所述的第一蜗轮组14包括三个第一蜗轮且呈中心对称方式设置于第一蜗杆12外围。
[0025]如图1、图5a和图6所示，所述的行走机构d包括：第二蜗杆13和与之相连的第二蜗轮组15、三组对应的主动带轮16、履带17、诱导轮18和托带轮19，其中：第二蜗杆13和第二涡轮组15组成蜗轮
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蜗杆传动系，第二涡轮组15上的每个涡轮均与主动带轮16同轴连接，诱导轮18设置于连杆机构e的从动杆一端，履带17套设于主动带轮16、诱导轮以及连杆机构e的从动杆7的外部，通过诱导轮18和托带轮19的正位形成履带传动系。
[0026]本装置通过传动齿轮副和蜗杆
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涡轮系统把扭矩传递给带轮，从而带动履带转动，实现行走功能；同时另一组传动齿轮副和蜗杆
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涡轮系统把扭矩传递给主动杆，带动连杆机构的运动，实现扩张功能。
[0027]经过具体实际实验，在体外模拟肠道环境的实验中，以减速器减速比2721为参数启动，运行上述装置，能够得到的行走机构的速度是：5mm/s，扩张机构的速度是：18
°
/s，变径比是：2.23。综上，本装置具有尺寸小适合肠道内进行检测，变径比大，运行速度快等特点。
[0028]上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本专利技术原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本专利技术的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本专利技术之约束。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有可变径功能的履带式行走机构，其特征在于，包括：基体固定装置以及设置于其上的两个驱动装置、扩张机构、行走机构和连杆机构，其中：扩张机构和行走机构设置于基体固定装置的两端，两个驱动装置分别相对设置于基体固定装置的两端并分别与扩张机构和行走机构的一端相连，连杆机构的一端与扩张机构相连并由扩张机构驱动实现径向扩张或收缩，行走机构通过履带与连杆机构相连实现轴向移动。2.根据权利要求1所述的具有可变径功能的履带式行走机构，其特征是，所述的基体固定装置包括：基座以及分别设置于其两端的一对挡板，其中：基座为中心对称结构且具有三个用于嵌套驱动装置的空腔；第一和第二挡板分别设置于空腔的两端对扩张机构进行限位。3.根据权利要求1所述的具有可变径功能的履带式行走机构，其特征是，所述的第一和第二挡板分别与第一和第二盖板相连。4.根据权利要求1所述的具有可变径功能的履带式行走机构，其特征是，每个驱动装置包括：一个电机减速器或和一个与之相连的传动齿轮副，其中：第一和第二传动齿轮副分别与扩张机构和行走机构相连。5.根据权利要求1所述的具有可变径功能的履带式行走机构，其特征是，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩玎，颜国正，汪炜，邝帅，刘大生，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：