[發明專利]面向膠囊內鏡機器人無線能量傳輸的三維接收線圈裝置

有效

• 申請號: 202110573045.8
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113241240B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 馬進;趙凱;顏國正;劉大生;汪煒;韓玎
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01F27/30
• 分類號: H01F27/30;H01F27/28;H02J50/10;H02J50/90;A61B1/00;A61B1/04;A61B1/273
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種面向膠囊內鏡機器人無線能量傳輸的三維被動式接收線圈裝置，其特征在于，包括：前繞組、二維線圈繞組前支撐、電刷、沿軸線方向纏繞的利茲線線圈繞組、磁芯、兩端面球形轉子、二維線圈繞組后支撐和后繞組，其中：前繞組和后繞組為沿二維線圈繞組前支撐和二維線圈繞組后支撐圓周方向纏繞的利茲線線圈，用于感應磁芯與發射線圈繞組組成的固定無線能量發射端發出的沿軸向分布磁感線，沿軸線方向纏繞的利茲線線圈繞組纏繞在磁芯表面，磁芯位于兩端面球形轉子內固定設置，兩端面球形轉子的兩端通過轉動軸分別與二維線圈繞組前支撐和二維線圈繞組后支撐軸座相聯，在線圈繞組自身重力驅動下繞軸向自由轉動，以根據機器人在消化道內姿態實現實時被動調整，保持平行于徑向磁芯與發射線圈繞組組成的固定無線能量發射端磁感線，并將產生的感應電流通過轉動軸與電刷進行輸出；

所述的二維線圈繞組采用正交形式，分別包括沿圓周方向纏繞的利茲線線圈繞組和沿軸線方向纏繞的利茲線線圈繞組，其中：沿圓周方向繞制的利茲線線圈繞組為固定式，沿軸線方向纏繞利茲線線圈繞組為轉動式，即利茲線線圈繞組可圍繞磁芯的軸線自由旋轉，該二維線圈繞組利用接收線圈繞組自身重力實現線圈繞組繞軸向被動旋轉，以保持與固定發射線圈繞組正對，保證通過接收線圈繞組的磁通量和接收能量的均勻性并實現導磁，增強通過線圈的磁感應強度，該線圈繞組固定于兩端面為球形的轉子上，該轉子能夠在重力作用下實現繞軸向的二維轉動。

2.根據權利要求1所述的面向膠囊內鏡機器人無線能量傳輸的三維被動式接收線圈裝置，其特征是，所述的膠囊內鏡機器人包括：固定無線能量發射端、位于其間的膠囊內鏡機器人外殼以及設置于其內部的天線、射頻收發器、上述三維被動式接收線圈裝置、整流與控制電路、發光二極管和CMOS攝像頭，其中：固定無線能量發射端產生交變磁場，經安裝于膠囊內鏡機器人外殼內的被動式二維線圈繞組裝置接收，產生感應電流，經整流與控制電路中整流橋電路進行整流濾波，供給天線接收外部傳來的控制信號并傳給整流與控制電路中微控制器執行控制指令，控制發光二極管照亮胃腸道內環境并由CMOS攝像頭透過透明罩進行拍攝和監測，并將采集圖像信息經由天線傳出體外，最終完成消化道檢測任務。

3.根據權利要求2所述的面向膠囊內鏡機器人無線能量傳輸的三維被動式接收線圈裝置，其特征是，所述的膠囊內鏡機器人外殼上對應發光二極管和CMOS攝像頭位置進一步設有透明罩。