[發明專利]用于胃腸道微型機器人的徑向擴張裝置

在審

• 申請號: 201810063243.8
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108283482A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 顏國正;汪煒;韓玎;王志武;趙凱;蒲鵬先;孟一村;孫銘陽
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B1/32
• 分類號: A61B1/32;A61B1/273;A61B1/04;A61B1/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種用于胃腸道機器人的徑向擴張裝置，包括：徑向擴張裝置、線繩傳動裝置以及動力裝置。其中徑向擴張裝置采用雙層交錯式擴張臂，此結構既增大了變徑比，又減小了機構尺寸；傳動裝置采用線繩拉動，既精簡了結構，又提高了傳動效率，保證了機構運行的穩定性。

技術領域

本發明涉及的是一種醫療微型機器人領域的技術，具體是一種用于胃腸道微型機器人的徑向擴張裝置。

背景技術

傳統的內窺鏡檢查存在漏檢、過程過于痛苦，可能引起嚴重并發癥等問題，而膠囊內窺鏡不能在腸道內駐留，不能對胃腸道實施徑向擴張，難以發現胃腸道褶皺和塌陷處的病變。目前，具備自主運動和徑向擴張胃腸道功能的胃腸疾病微型仿生腸道機器人已成為當前國際機電及醫學工程領域研究的重點。而擴張裝置是腸道機器人中的關鍵部件之一，它的主要功能有兩方面：一是實現機器人在腸道內的駐留，另一是撐開腸道以便機器人對腸道進行觀察診療。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種用于胃腸道微型機器人的徑向擴張裝置，不僅增大了變徑比，而且簡化了裝置結構，減小了尺寸，提高了機構運行穩定性。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明包括：線繩傳動裝置以及分別與之相連的徑向擴張裝置和動力裝置，其中：動力裝置通過線繩傳動裝置將力傳遞給徑向擴張裝置并驅動擴張機構擴張與收縮。

所述的線繩傳動裝置包括：設置于第三擋板上與動力裝置相連的主動繞線輪、三個從動繞線輪及其傳動齒輪副，其中：主動繞線輪與動力裝置固定連接且分別與三個從動繞線輪通過線繩相連，每個從動繞線輪通過傳動齒輪副進一步驅動徑向擴張裝置。

所述的傳動齒輪副為兩個完全相同的齒輪相嚙合，其中一個齒輪作為從動輪與轉動軸對中一個轉動軸固定，另一個齒輪與從動繞線輪同軸固定。

所述的徑向擴張裝置包括：基座、設置于基座上下兩側的第一擋板和第二擋板、限位套筒、擴張臂和轉動軸對，其中：擴張臂與限位套筒相連，轉動軸對設置于限位套筒內并與線繩傳動裝置相連。

所述的限位套筒既用于限制主動桿沿著轉動軸軸向位置，同樣限制主動桿擴張最大的角度。

所述的動力裝置包括：行星齒輪減速器和電機，該動力裝置將電機的輸出通過減速器減速并增大力矩，驅動主動繞線輪轉動，然后通過線繩帶動從動繞線輪轉動，從動繞線輪通過傳動齒輪副帶動轉動軸對旋轉，進而實現擴張臂的展開與收縮。

技術效果

與現有技術相比，本發明采用了兩層交錯疊腿式擴張臂，既增大了擴張機構的變徑比，又減小了徑向擴張裝置的尺寸；同時采用了線繩傳動裝置，簡化了機械結構，提高了傳動效率，保證了機構運行的可靠性。

附圖說明

圖1為本發明整體示意圖；

圖2為擴張機構展開過程示意圖：

圖3為線繩傳動裝置示意圖；

圖4為動力裝置示意圖；

圖中：1為第一擋板、2為基座、3為第一螺釘、4為限位套筒、5為擴張臂、5-1為主動桿、5-2為從動桿、6為轉動軸對、7為第二擋板、8為線繩傳動裝置、8-1為主動繞線輪、8-2為從動繞線輪、8-3為傳動齒輪副、8-4為線繩、8-5為壓緊螺釘、8-6為第三擋板、9為第二螺釘、10為動力裝置、10-1為行星齒輪減速器、10-2為電機。

具體實施方式

如圖1所示，本裝置包括：線繩傳動裝置以及分別與之相連的徑向擴張裝置和動力裝置，其中：動力裝置通過線繩傳動裝置將力傳遞給徑向擴張裝置并驅動擴張機構擴張與收縮。