[實用新型]用于窺鏡機器人的柔性傳感器及窺鏡機器人

有效

• 申請號: 201520420095.2
• 申請日: 2015-06-17
• 公開（公告）號: CN204863062U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 張珽;于文秀;秦素潔;熊作平;王學文;谷文
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本實用新型涉及一種仿生傳感器，特別涉及一種用于窺鏡機器人的柔性傳感器及窺鏡機器人，屬于傳感器及人機交互技術領域。

背景技術

二十世紀九十年代起，國際先進機器人計劃(IARP)已召開過多屆醫療外科機器人研討會DARPA己經立項，開展基于遙控操作的外科研究，用于戰傷模擬手術、手術培訓、解剖教學。歐盟、法國國家科學研究中心也將機器人輔助外科手術及虛擬外科手術仿真系統作為重點研究發展的項目之一。在發達國家已經出現醫療外科手術機器人市場化產品，并在臨床上開展了大量的病例應用研究。隨著科學技術的發展,特別是計算機技術的發展,醫用機器人在臨床中的作用越來越受到人們的重視。外科手術輔助導航系統作為外科醫生的第三只眼,可以讓手術醫師看到手術部位的內部結構,避免了因醫生經驗不足而造成的手術失誤,使手術更安全、更可靠、更精確、更科學,具有極其廣闊的應用前景。現在，它已經成功地應用到神經外科、整形外科、泌尿科、脊椎、耳鼻喉科、眼科、膝關節切除以及腹腔鏡等眾多領域中。受到醫生和患者的普遍歡迎,是醫療外科機器人發展的必然趨勢。

隨著人們研究領域的不斷擴大，越來越多的人開始意識到，傳統的剛性機器人在完成一些復雜工作時難以達到要求，所以人們將目光轉向具有柔性的機器人，試圖在機器人上加入柔性傳感器以完成特定的工作，尤其在仿生機器人上，柔性的加入更是其區別與傳統工業機器人的亮點。而且，飲食結構改變、環境污染、精神壓力等因素對人類的健康產生了消極影響，許多人遭受胃炎、腸道炎以及腸道癌等腸道疾病的困擾。作為定性診斷和治療腸胃疾病的醫療器械，內窺鏡在人體腸胃性病變的診斷方面具有重要價值。然而，傳統窺鏡不具備感知能力，無法判別碰壁的方向和應力的大小，以至于探頭無法通過、損傷腸胃組織甚至出現“穿孔”事故，造成病人不適和痛苦。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型的主要目的在于提供一種用于窺鏡機器人的柔性傳感器及其應用。

為實現前述發明目的，本實用新型采用的技術方案包括：

本實用新型的一實施方案之中提供了一種用于窺鏡機器人的柔性傳感器，其包括柔性敏感層，所述柔性敏感層的上、下端面上分別形成有上、下電極層，并且所述柔性敏感層的上、下端面中的至少一者具有非平面結構，同時所述柔性敏感層與上電極層或下電極層之間還設置有柔性支撐層，所述柔性敏感層與柔性支撐層的厚度之和小于70μm。

較為優選的，所述柔性傳感器的整體厚度小于70μm。

本實用新型的另一實施方案之中還提供了所述柔性傳感器的用途。

例如，其中一種典型的用途包括：提供了一種機器人，其包含所述的柔性傳感器。

更為具體的，本實用新型的一實施案例中提供了一種窺鏡機器人，其包含：所述的柔性傳感器以及數據處理模塊、執行模塊和顯示模塊，所述柔性傳感器、執行模塊和顯示模塊分別與所述數據處理模塊連接。其中：

所述的柔性傳感器，用以采集外界壓力信號；

數據處理模塊，用以接收和處理所述壓力信號，并發出控制指令；

執行模塊，用以接收所述控制指令，并執行相應任務；

顯示模塊，至少用以顯示所述壓力信號、數據處理模塊輸出的分析數據、執行模塊的作動狀態中的一種或兩種以上的組合。

其中，所述柔性傳感器與數據處理模塊之間還可連接有濾波模塊、信號放大模塊、A/D轉換模塊中的任一種或兩種以上的組合。

與現有技術相比，本實用新型的優點包括：提供的柔性傳感器具有高靈敏度、高穩定性、低檢測限、低成本等特點，尤其是還具有優異的彎曲柔韌性能，易于機器人“穿戴”，能夠與不同結構的機器人均良好結合，進而可有效克服傳統機器人無感知能力、低靈敏度的缺陷；進一步的，由所述柔性傳感器與數據處理單元、執行單元等構建的機器人，例如窺鏡機器人等還可實現智能化移動、探測等操作，以及實現良好的人機智能交互，進而精確、高效、安全、舒適、實時的實現臨床檢測。

附圖說明

圖1為本實用新型一典型實施例中一種柔性傳感器的結構示意圖；

圖2是本實用新型一典型實施例中應用所述柔性傳感器的一種內窺鏡機器人系統的結構框圖；

圖3是本實用新型一典型實施例中一種柔性傳感器與機器蛇的結合示意圖；

圖4所示結腸內窺鏡機器人系統的檢測信號圖。

具體實施方式

本實用新型的一個方面提供了一種用于窺鏡機器人的柔性傳感器，其包括柔性敏感層，所述柔性敏感層的上、下端面上分別形成有上、下電極層，并且所述柔性敏感層的上、下端面中的至少一者具有非平面結構。