[發明專利]用于腸道微型機器人的剪刀式徑向擴張裝置

有效

• 申請號: 201910080921.6
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109846451B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 劉大生;顏國正;王志武;韓玎;姜萍萍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B1/31
• 分類號: A61B1/31
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種用于腸道微型機器人的剪刀式徑向擴張裝置，包括：剪叉式徑向擴張機構、同軸反向旋轉驅動機構以及驅動減速裝置，其中：驅動減速裝置通過同軸反向旋轉驅動機構將動力傳遞給剪叉式徑向擴張機構，從而驅動剪叉式徑向擴張機構進行擴張與收縮運動。本發明在簡化裝置結構的同時保留了所有現有機器人的必要功能，并提高了機構運行穩定性。

技術領域

本發明涉及的是一種醫療機器人領域的技術，具體是一種用于腸道微型機器人的剪刀式徑向擴張裝置。

背景技術

目前，研制能夠自主運動且可徑向擴張的微型腸道機器人已成為當今生物醫學工程的研究熱點。徑向擴張裝置作為腸道機器人中的關鍵部件之一，它的主要功能是既能實現機器人在腸道內的駐留，又能撐開腸道以便機器人對腸道進行觀察診療。但現有的胃腸道機器人往往由于結構設計上的局限，運動到兩端極限位置時容易卡死難以收縮，而且普遍存在齒鏈結構復雜裝配困難的問題。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種用于腸道微型機器人的剪刀式徑向擴張裝置，在簡化裝置結構的同時保留了所有現有機器人的必要功能，并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：剪叉式徑向擴張機構、同軸反向旋轉驅動機構以及驅動減速裝置，其中：驅動減速裝置通過同軸反向旋轉驅動機構將動力傳遞給剪叉式徑向擴張機構，從而驅動剪叉式徑向擴張機構進行擴張與收縮運動。

所述的剪叉式徑向擴張機構包括：剪叉式伸縮機構、三爪蝶形圓盤組、軸向頂層擋板、中心支撐柱和軸向底層擋板，其中：三爪蝶形圓盤組通過中心支撐柱轉動設置于軸向頂層擋板和軸向底層擋板之間，剪叉式伸縮機構均布于軸向頂層擋板和軸向底層擋板外周且每組剪叉式伸縮機構的兩個輸入端分別與三爪蝶形圓盤組的一組輸出端相連。

所述的剪叉式伸縮機構包括：依次轉動連接的一對剪刀式底層支撐桿、一對剪刀式升降桿和一對折疊式頂層桿，其中：一對剪刀式底層支撐桿和一對剪刀式升降桿的中部均為轉動連接，一對折疊式頂層桿的末端轉動連接，通過調整剪刀式底層支撐桿的輸入端的間距實現剪叉式伸縮機構的伸縮動作。

所述的三爪蝶形圓盤組包括：小孔徑三爪蝶形圓盤和大孔徑三爪蝶形圓盤，其中：小孔徑三爪蝶形圓盤和大孔徑三爪蝶形圓盤成同軸分層設置，小孔徑三爪蝶形圓盤上的周向均布的三爪分別與剪叉式伸縮機構的一個輸入端相連，大孔徑三爪蝶形圓盤上的周向均布的三爪分別與剪叉式伸縮機構的另一個輸入端相連，通過小孔徑三爪蝶形圓盤和大孔徑三爪蝶形圓盤的同向或反向轉動實現剪叉式伸縮機構的伸縮動作。

技術效果

與現有技術相比，本發明采用的剪叉式徑向擴張機構，可以解決現有類似機構在運動到兩端極限位置時，容易卡死難以收縮的不足；能夠有效減少齒輪傳動鏈過長及齒輪裝配困難的問題，增加了傳動機構的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明徑向擴張裝置的示意圖；

圖2為剪叉式徑向擴張機構示意圖；

圖3為剪叉式伸縮機構示意圖；

圖4為三爪蝶形圓盤組結構圖；

圖5為同軸反向旋轉驅動機構示意圖；

圖6為正反向傳動齒輪副裝配示意圖；