[發(fā)明專利]限位保護式無創(chuàng)診療胃腸道機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810316301.3
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108814538A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏國正;蒲鵬先;韓玎;汪煒;王志武;劉大生;趙凱;孟一村
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B1/31
• 分類號: A61B1/31;A61B34/32
• 代理公司: 上海交達專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種限位保護式無創(chuàng)診療胃腸道機器人，包括：控制單元、軸向運動機構(gòu)和分別設(shè)置于其兩端的一對徑向擴張機構(gòu)，其中：控制單元接收來自軸向運動機構(gòu)的軸向位移信息以及來自徑向擴張機構(gòu)的轉(zhuǎn)動信息并發(fā)出動作啟停指令；本發(fā)明通過采用了霍爾元件限位保護，能夠避免電機運動到極限位置導(dǎo)致電機堵轉(zhuǎn)致使機構(gòu)容易卡死，以及因電流過大而導(dǎo)致電機燒毀造成通信不穩(wěn)的現(xiàn)象，從而顯著提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性與電機壽命安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種醫(yī)療機器人領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種限位保護式無創(chuàng)診療胃腸道機器人。

背景技術(shù)

現(xiàn)階段自主運動、可鉗位駐留以及無線供能的微型腸道機器人的主要技術(shù)問題、缺陷在于：沒有限位保護裝置，采用電流檢測控制電機，實現(xiàn)機器人在腸道中的運動。該方式會導(dǎo)致電機堵轉(zhuǎn)發(fā)熱嚴重，影響電機壽命且運動到兩端極限位置時，容易卡死，大大降低了機構(gòu)運行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有無限位保護而導(dǎo)致電機堵轉(zhuǎn)影響電機壽命且容易使機構(gòu)卡死等缺陷，提出一種限位保護式無創(chuàng)診療胃腸道機器人，通過采用了霍爾元件限位保護，能夠避免發(fā)生電機運動到極限位置導(dǎo)致電機堵轉(zhuǎn)致使機構(gòu)容易卡死，以及因電流過大而導(dǎo)致電機燒毀造成通信不穩(wěn)的現(xiàn)象，從而顯著提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性與電機壽命安全性。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：控制單元、軸向運動機構(gòu)和分別設(shè)置于其兩端的一對徑向擴張機構(gòu)，其中：控制單元接收來自軸向運動機構(gòu)的軸向位移信息以及來自徑向擴張機構(gòu)的轉(zhuǎn)動信息并發(fā)出動作啟停指令。

所述的徑向擴張機構(gòu)包括：框架結(jié)構(gòu)、設(shè)置于框架結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳動齒輪副、分別與傳動齒輪副相連的三組擴張臂以及徑向擴張動力裝置，其中：徑向擴張動力裝置的輸出軸與傳動齒輪副相嚙合且輸出軸上設(shè)有磁性件，對應(yīng)框架結(jié)構(gòu)上設(shè)有傳感器以檢測磁性件的位移。

所述的框架結(jié)構(gòu)包括：徑向頂層擋板、徑向底層擋板以及設(shè)置于其間的基座，其中：所述的傳動齒輪副和輸出軸設(shè)置于基座內(nèi)，所述的擴張臂與基座轉(zhuǎn)動連接并與傳動齒輪副相嚙合。

所述的傳感器采用一對霍爾傳感器，所述的磁性件采用磁性盤，所述的徑向擴張動力裝置與軸向運動機構(gòu)固定連接，將力矩傳遞給傳動齒輪副并驅(qū)動擴張臂伸展與閉合的同時輸出軸與磁性盤相連并帶動磁性盤轉(zhuǎn)動，由傳感器采集轉(zhuǎn)動信息并輸出至控制單元。

所述的徑向擴張動力裝置采用行星齒輪減速器和電機實現(xiàn)，該徑向擴張動力裝置與控制單元相連并接收啟停指令。

所述的軸向運動機構(gòu)包括：軸向機架、設(shè)置于軸向機架內(nèi)的軸向動力裝置和運動套筒，其中：運動套筒軸向活動設(shè)置于軸向機架內(nèi)且與一側(cè)的徑向擴張機構(gòu)相連，軸向動力裝置與軸向機架固定連接，運動套筒上設(shè)有磁性件，對應(yīng)軸向機架上設(shè)有傳感器以檢測磁性件的位移。

所述的軸向機架包括：軸向頂層擋板、軸向底層擋板以及分別與之相連的支撐柱、螺桿和導(dǎo)桿，其中：所述的運動套筒滑動設(shè)置于螺桿和導(dǎo)桿上并與徑向擴張機構(gòu)固定連接，所述的軸向動力裝置的兩端分別與軸向頂層擋板和軸向底層擋板相連，軸向底層擋板與徑向擴張動力裝置相連，通過軸向動力裝置的軸向伸縮實現(xiàn)一側(cè)的徑向擴張動力裝置位移。

所述的運動套筒面向軸向機架的一側(cè)以及所述的徑向擴張動力裝置面向軸向機架的一側(cè)分別設(shè)有磁性件，對應(yīng)軸向機架上的傳感器采用霍爾傳感器實現(xiàn)，分別采集該兩處磁性件與霍爾傳感器的位置差從而得到軸向位移信息。

所述的軸向動力裝置采用行星齒輪減速器和電機實現(xiàn)，該軸向擴張動力裝置與控制單元相連并接收啟停指令。

附圖說明

圖1為本發(fā)明胃腸道機器人整體示意圖；

圖2為本發(fā)明徑向擴張機構(gòu)示意圖：

圖3為徑向擴張機構(gòu)運動示意圖；