[發明專利]一種診斷-治療一體化軟體腸胃鏡醫療機器人

有效

• 申請號: 202110705249.2
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113425227B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 李隆球;周德開;張永昌;李朋春;權家樂;常曉叢;邵廣斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: A61B1/04
• 分類號: A61B1/04;A61B1/06;A61B1/005;A61B1/273;A61B1/31;A61B1/00;A61B17/22;A61B90/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王海婷

1.一種診斷-治療一體化軟體腸胃鏡醫療機器人，其特征在于：包括機器人主體(1)、攝像頭(3)、照明裝置、柔性介電彈性體驅動器(2)、氣缸(5)、直線電機(6)、控制器(7)和外置軟管(8)；所述的機器人主體(1)為多通道軟管，包括中心通道(12)和周向通道，所述的中心通道(12)用于容納導線及信號線路(4)，周向通道包括至少三個微流體通道，每個微流體通道的前端均為封閉端，后端均為開口端，每個微流體通道的開口端與一氣缸(5)的流道端口連通；

所述的攝像頭(3)置于機器人主體的中心通道(12)的前端，在攝像頭(3)周圍分布多個照明裝置；

所述的柔性介電彈性體驅動器(2)置于機器人主體(1)的前端并與機器人主體(1)前端固連；所述的氣缸(5)、直線電機(6)和控制器(7)均置于機器人主體(1)的后端，每個微流體通道對應設置一個氣缸，每個氣缸對應一個直線電機，微流體通道與對應的氣缸之間通過外置軟管(8)相連接，氣缸(5)的活塞桿與相應的直線電機的軸通過聯軸器連接，攝像頭(3)的導線及信號線路(4)與柔性介電彈性體驅動器(2)的導線及信號線路(4)均與控制器(7)相連接；直線電機(6)通過驅動相應的氣缸(5)的活塞桿從而控制對應的微流體通道內流體壓力，使機器人主體(1)在流體驅動下轉向，攝像頭(3)進行實時圖像采集，控制器(7)控制柔性介電彈性體驅動器(2)對目標的捕獲；

所述機器人主體(1)包括三個微流體通道，且三個微流體通道周向均勻布置，每個微流體通道的前段部分內壁采用柵格結構，為機器人主體前端柵格微流道(13)，微流體通道的其余部分內壁為光滑結構，為機器人主體光滑微流道(14)；

所述柔性介電彈性體驅動器(2)包括柔性介電彈性體驅動器骨架(21)和三個介電彈性體驅動單元(22)，所述柔性介電彈性體驅動器骨架(21)包括骨架主體(211)和三個捕獲臂(212)，三個捕獲臂(212)均勻設置在骨架主體(211)的四周，在每個捕獲臂(212)的內側粘貼一個介電彈性體驅動單元(22)，三個捕獲臂(212)折疊成聚攏狀態，所述介電彈性體驅動單元(22)包括從內到外依次設置的第一封裝保護層(224)、第一傳感層(223)、第二傳感層(225)、第二封裝保護層(226)、第一柔性電極層(222)、介電彈性體層(221)、第二柔性電極層(227)和第三封裝保護層(228)，通過調節驅動電壓，介電彈性體層(221)面積擴張或收縮，可驅動柔性介電彈性體驅動器(2)完成張開或閉合動作，以實現對目標的捕獲。

2.根據權利要求1所述的一種診斷-治療一體化軟體腸胃鏡醫療機器人，其特征在于：所述骨架主體(211)為正三角形結構，在骨架主體(211)的中心開設有允許攝像頭(3)通過與固定的中心通孔，所述捕獲臂(212)為六邊形結構，在捕獲臂(212)的中部開設有六邊形通孔。

3.根據權利要求1所述的一種診斷-治療一體化軟體腸胃鏡醫療機器人，其特征在于：在所述機器人主體(1)的外層內嵌一層纖維編織網(15)。

4.根據權利要求2所述的一種診斷-治療一體化軟體腸胃鏡醫療機器人，其特征在于：在所述捕獲臂(212)的前端設有刺毛狀鎖緊結構。

5.根據權利要求1所述的一種診斷-治療一體化軟體腸胃鏡醫療機器人，其特征在于：第一傳感層(223)、第二傳感層(225)及第一封裝保護層(224)和第二封裝保護層(226)組合為柔性觸覺傳感器。

6.根據權利要求5所述的一種診斷-治療一體化軟體腸胃鏡醫療機器人，其特征在于：傳感層為碳納米材料或金屬納米材料制造的具有表面微納結構的薄膜。

7.根據權利要求1所述的一種診斷-治療一體化軟體腸胃鏡醫療機器人，其特征在于：封裝保護層的材質為聚二甲基硅氧烷薄膜。

8.根據權利要求1所述的一種診斷-治療一體化軟體腸胃鏡醫療機器人，其特征在于：所述機器人主體(1)的材料為硅橡膠，柔性介電彈性體驅動器骨架(21)的材料為聚氯乙烯。