胶囊机器人的电磁驱动器制造技术

本实用新型专利技术属于电磁驱动技术领域，具体地说是一种胶囊机器人的电磁驱动器，包括定子及动子，其中定子包括支架、外壳、线圈及垫圈，动子包括导磁体、导磁垫片、磁钢及导磁端盖，导磁体位于两端设有支架的外壳内，导磁体上安装有导磁端盖，导磁端盖与导磁体形成的空间内间隔设有多个磁钢及导磁垫片，在磁钢及导磁垫片与导磁体之间间隔设有多个线圈及垫圈，导磁体、导磁端盖、磁钢及导磁垫片可相对线圈及垫圈沿轴向往复移动；两端的支架分别与线圈相抵接。本实用新型专利技术具有结构简单、体积小，输出力大，功耗低、利用率高等优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电磁驱动
，具体地说是一种胶囊机器人 的电磁驱动器。
技术介绍
胶囊机器人是人体消化道检查机器人的 一种，是机器人技术在医 疗领域中应用的产物，它具有检查方便、无创伤、无痛苦、无交叉感 染、不影响患者正常工作等优点，可作为消化道疾病，尤其是小肠疾 病诊断的首选方法。"内力一摩擦"型胶囊机器人没有外部的如腿、 轮子等驱动机构，因外形酷似胶囊而得名，它依靠系统内力以及与外 环境间的摩擦力来驱动。基于"内力一摩擦"型胶囊机器人的驱动方 式，要求其驱动器具有体积小、功耗低、输出力大等特点。目前，主动型胶囊机器人的驱动方式主要有仿生驱动和螺旋驱动 等方式。其中，仿生驱动以模仿蚯蚓和尺蠖的运动方式为主。它以胶 囊本身形变为运动的基础，以消化道管壁作为作用点，因此可能对消 化道壁造成损伤。螺旋驱动方式是使胶囊体产生相对旋转，通过胶囊外表面的螺紋与肠道内黏液的作用推动胶囊运动；由于驱动机理的限 制，在消化道直径较大的区域，这种驱动方式的效率较低。而利用体 外磁场驱动胶囊旋转的方式，驱动器结构和胶囊的控制过程都很复 杂，不便于实际应用。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本技术的目的在于提供一种不损 伤消化道的胶囊机器人的电磁驱动器，具有体积小、输出力大、功耗 低的特点。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的 本技术包括定子及动子，其中定子包括支架、外壳、线圈及 垫圈，动子包括导磁体、导磁垫片、磁钢及导磁端盖，导磁体位于两 端设有支架的外壳内，导磁体上安装有导磁端盖，导磁端盖与导磁体 形成的空间内间隔设有多个磁钢及导磁垫片，在磁钢及导磁垫片与导 磁体之间间隔设有多个线圈及垫圈，导磁体、导磁端盖、磁钢及导磁垫片可相对线圈及垫圈沿轴向往复移动；两端的支架分别与线圈相抵 接。其中所述导磁体为一端设有底板、另一端开口的圆柱体，导磁 体沿轴向均布开有多个第二凹槽，相邻第二凹槽之间构成与底板连接的侧板；导磁体的内径大于磁钢的直径；第二凹槽的内径与磁钢的直 径相同，外径与导磁体的外径相同；所述磁钢为圆柱体，轴向充磁， 同极相对沿轴向排列；导磁垫片的直径与磁钢的直径相同、同轴设置 于相邻磁钢之间；所述导磁端盖的形状与导磁体上的底板的形状相 同，导磁端盖上均布有多个第三凹槽，相邻第三凹槽之间构成第二凸 部；第二凸部插接于导磁体上的第二凹槽，导磁体上的侧板插接于第 三凹槽；所述线圈及垫圈套接在磁钢及导磁垫片外部、位于磁钢及导 磁垫片与导磁体之间，垫圈的直径与线圈的直径相同、同轴设置于相 邻线圈之间；两相邻线圈之间对应一个导磁垫片，该导磁垫片在动子 行程的初始位置与终止位置分别与两个相邻线圈相对应；外壳为圆柱 体，两端分别均布有多个第一凹槽；所述支架由圆环及爪组成，圆环 的外径与外壳的内径相同；圆环上均布有多个爪，爪上设有弧形的第 一凸部，爪插接于外壳的第一凹槽，第一凸部的截面抵接于线圈；磁 钢为三个，线圈为四个，第一、三线圈为一组供电线圈，同时供有相 反方向的电流，第二、四线圈为一组供电线圈，同时供有相反方向的 电流。本技术的优点与积极效果为1. 本技术针对"内力一摩擦"型胶囊机器人的驱动方式而 设计，结构简单、体积小，输出力大，功耗低。2. 本技术采用聚磁的结构设计，在磁钢之间用导磁垫片隔 开，使得驱动线圈处于强气隙磁场中，提高了能量的利用率。3. 本技术利用外壳内部的线圈驱动，避免了对消化道造成 损伤。附图说明图l为本技术的外部结构示意图； 图2为本技术的内部结构剖视图； 图3为本技术的磁钢装配组与线圈、垫圈装配组的结构示意图4为图2中外壳的结构示意图； 图5为图2中导磁体的结构示意图； 图6为图2中支架的结构示意图； 图7为图2中导磁端盖的结构示意其中l为导磁体，2为导磁垫片，3为磁钢，4为线圈，5为垫 圈，6为支架，7为外壳，8为导磁端盖，9为第一凹槽，IO为恻板，5ll为第二凹槽，12为底板，13为圆环，14为爪，15为第一凸部，16为第二凸部，17为第三凹槽。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详述。如图1~3所示，本技术包括定子及动子，其中支架6、外 壳7、线圈4及垫圈5胶粘固定在一起作为定子，导磁体l、导磁垫 片2、磁钢3及导磁端盖8胶粘固定在一起作为动子。导磁体l位于 两端设有支架6的外壳7内，导磁体1上安装有导磁端盖8，导磁端 盖8与导磁体l形成的空间内间隔设有多个磁钢3及导磁垫片2 (本 实施例为三片磁钢、两片导磁垫片)，磁钢3及导磁垫片2与导磁体 1同轴放置，在磁钢3及导磁垫片2与导磁体l之间间隔设有多个线 圈4及垫圈5 (本实施例为四个线圈、三个垫圈)，导磁体l、导磁端 盖8、磁钢3及导磁垫片2可相对线圈4及垫圈5沿轴向往复移动； 两端的支架6分别与线圈4相抵接。如图5所示，导磁体1为一端设有底板12、另一端开口的圆柱 体，导磁体l沿轴向均布开有多个第二凹槽11,第二凹槽ll的个数 为2 4个，本实施例为三个，相邻第二凹槽11之间构成与底板12 连接的侧板IO,侧板也为三个；第二凹槽11的内径与磁钢3的直径 相同，外径与导磁体l的外径相同。磁钢3为圆柱体，轴向充磁，同 极相对沿轴向排列；导磁垫片2的直径与磁钢3的直径相同、同轴设 置于相邻磁钢之间，三片磁钢与两片导磁垫片组成一个装配组，磁钢 与导磁垫片通过胶粘固定。导磁体l的内径大于磁钢3及导磁垫片2 的直径，导磁体l的深度则刚好能够沿轴向放入三片磁钢、两片导磁 垫片及导磁端盖。如图7所示，导磁端盖8的形状与导磁体1上的底板12的形状 相同，使组装后的驱动器具有两端对称的结构；导磁端盖8上均布开 有多个第三凹槽17 (本实施例为三个)，相邻第三凹槽17之间构成 第二凸部16,第二凸部16也为三个；第二凸部16插接于导磁体1 上的第二,凹槽，导磁体1上的侧板10插接于第三凹槽17。线圈4及垫圈5为圆环形，同轴套接在磁钢3及导磁垫片2外部、 位于磁钢3及导磁垫片2与导磁体1之间，垫圈5的直径与线圈4的 直径相同、同轴设置于相邻线圈之间，四个线圈与三个垫圈组成一个 装配组，该装配组的长度小于磁钢与导磁垫片的装配组长度，线圈4 与垫圈5通过胶粘固定。两相邻线圈4之间对应一个导磁垫片2，该 导磁垫片在动子行程的初始位置与终止位置分别与两个相邻线圈相 对应，即第一、三线圈为一组供电线圈，同时供有相反方向的电流，第二、四线圈为一组供电线圈，同时供有相反方向的电流，使两组线 圈分时供有所需方向的电流来完成驱动器的整个运行周期。如图4所示，外壳7为圆柱体，两端分别均布有多个第一凹槽9。如图6所示，支架6由圆环13及爪14组成，圆环13的外径与 外壳7的内径相同，使圆环13恰好通过胶粘固定在外壳7上；圆环 13上均布有多个爪14 (本实施例为三个)。爪14上设有弧形的第一 凸部15，爪14插接于外壳7的第一凹槽9,该第一凸部15与第一凹 槽9的接触面为弧面，第一凸部15的截面抵接于线圈4。安装时，先将磁钢3及导磁垫片2同轴地装入导磁体l中，再将 线圈4及垫圈5同轴放置于导磁体l与磁钢3及导磁垫片2之间的间 隙中，用导磁端盖8将导磁体1的开口端封住；然后放置于外壳7内， 两端用支架6固定。本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶囊机器人的电磁驱动器，其特征在于：包括定子及动子，其中定子包括支架（６）、外壳（７）、线圈（４）及垫圈（５），动子包括导磁体（１）、导磁垫片（２）、磁钢（３）及导磁端盖（８），导磁体（１）位于两端设有支架（６）的外壳（７）内，导磁体（１）上安装有导磁端盖（８），导磁端盖（８）与导磁体（１）形成的空间内间隔设有多个磁钢（３）及导磁垫片（２），在磁钢（３）及导磁垫片（２）与导磁体（１）之间间隔设有多个线圈（４）及垫圈（５），导磁体（１）、导磁端盖（８）、磁钢（３）及导磁垫片（２）可相对线圈（４）及垫圈（５）沿轴向往复移动；两端的支架（６）分别与线圈（４）相抵接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏刚，李洪谊，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]