[發明專利]連續體型半自主式內窺鏡機器人

有效

• 申請號: 200910072751.3
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101653353A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 胡海燕;王鵬飛;李偉達;李滿天;孫立寧
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: A61B1/008
• 分類號: A61B1/008;A61B1/00;A61B1/31
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 徐愛萍

1.一種連續體型半自主式內窺鏡機器人，所述內窺鏡機器人包括控制箱(1)、前進控制裝置(2)、攝像頭圖像傳輸通道(3)、電氣控制通道(4)以及水、氣輸送通道(5)和活檢鉗通道(6)，所述控制箱(1)的上端面上設有第一通孔(7)、第二通孔(8)和第三通孔(9)，攝像頭圖像傳輸通道(3)的一端和電氣控制通道(4)的一端均裝在所述第一通孔(7)內，水、氣輸送通道(5)的一端裝在所述第二通孔(8)內，活檢鉗通道(6)的一端裝在所述第三通孔(9)內；其特征在于：所述內窺鏡機器人還包括連續體型鏡體(10)、彎曲控制驅動機構(11)、電機控制器(12)和系統控制器(13)；所述彎曲控制驅動機構(11)包括支架(14)、十臺第一直流伺服電機(15)和十個鋼絲拖動輪(16)；所述控制箱(1)內固裝有所述支架(14)、電機控制器(12)和系統控制器(13)，所述十臺第一直流伺服電機(15)的上端固裝在所述支架(14)上，每臺第一直流伺服電機(15)的輸出軸上固裝有一個鋼絲拖動輪(16)，控制箱(1)固裝在前進控制裝置(2)的螺母(17)和四個滑塊(18)上，所述連續體型鏡體(10)由彎曲關節、三十個傳感器(19)、鋼絲編織網(20)和橡膠覆蓋膜(21)組成；攝像頭圖像傳輸通道(3)、電氣控制通道(4)以及水、氣輸送通道(5)和活檢鉗通道(6)的另一端均設置在彎曲關節的內腔中，所述彎曲關節由五段彎曲單關節段組成，每段彎曲單關節段由多個關節萬向環(22)、多個鉚釘(23)、四個彈簧管(24)、四根多股鋼絲(25)和多個導向座(26)組成；每個關節萬向環(22)的一側端面上設有兩個第一連接耳(27)，第一連接耳(27)的外側面(29)突出于關節萬向環(22)的外環面(30)，每個關節萬向環(22)的另一側端面上設有兩個第二連接耳(28)，第二連接耳(28)的內側面(31)突出于關節萬向環(22)的內環面(32)，兩個第一連接耳(27)和兩個第二連接耳(28)均相對于關節萬向環(22)的中心軸線對稱設置，第一連接耳(27)設置在兩個第二連接耳(28)的中間，第一連接耳(27)上開有第一鉚接孔(33)，第二連接耳(28)上開有第二鉚接孔(42)，相鄰兩個關節萬向環(22)的第一連接耳(27)的第一鉚接孔(33)與第二連接耳(28)的第二鉚接孔(42)通過鉚釘(23)鉚接，鉚釘(23)與第一連接耳(27)的第一鉚接孔(33)和第二連接耳(28)的第二鉚接孔(42)間隙配合，前一段彎曲單關節段上位于末端的關節萬向環(22)作為與其相鄰的后一段彎曲單關節段上的起始端的關節萬向環(22)，彎曲關節的外側壁上包裹有鋼絲編織網(20)，鋼絲編織網(20)的外表面上包裹有橡膠覆蓋膜(21)，位于每段彎曲單關節段中部的橡膠覆蓋膜(21)內的圓周上及位于每段彎曲單關節段末端的橡膠覆蓋膜(21)內的圓周上各鑲嵌有三個壓力傳感器(19)，三個壓力傳感器(19)在圓周方向間隔120°均勻分布，每個關節萬向環(22)的內環面(32)上固接有沿其圓周方向均勻分布的四個導向座(26)，每個導向座(26)上設有導向通孔(34)，每段彎曲單關節段上位于起始端的關節萬向環(22)上的導向座(26)的導向通孔(34)與彈簧管(24)的一端固接，彈簧管(24)的另一端與所述支架(14)固接，每段彎曲單關節段內設置有四根多股鋼絲(25)，每兩根多股鋼絲(25)的一端對稱固接在相應的鋼絲拖動輪(16)的外圓周端面上，多股鋼絲(25)的另一端穿過相應導向座(26)的導向通孔(34)和彈簧管(24)露在彈簧管(24)的外面，每個傳感器(19)的輸出端與系統控制器(13)的一個輸入端連接，系統控制器(13)的輸出端與電機控制器(12)的輸入端連接，電機控制器(12)的一個輸出端與一臺第一直流伺服電機(15)的輸入端連接。

2.根據權利要求1所述的連續體型半自主式內窺鏡機器人，其特征在于：所述前進控制裝置(2)由底座(35)、兩根直線導軌(36)、四個滑塊(18)、絲杠(37)、螺母(17)、兩個軸承(38)、聯軸器(39)和第二直流伺服電機(40)構成；所述兩根直線導軌(36)平行設置并沿底座(35)的長度方向固裝在底座(35)上，每根直線導軌(36)上裝有兩個與其滑動配合的滑塊(18)，底座(35)上沿其長度方向的兩端各固裝有一個軸承(38)，所述絲杠(37)通過兩個軸承(38)支撐，絲杠(37)上裝有與其螺紋連接的螺母(17)，絲杠(37)的輸入端通過聯軸器(39)與第二直流伺服電機(40)的輸出軸傳動連接，絲杠(37)與兩根直線導軌(36)平行且設置在兩根直線導軌(36)之間。