[發明專利]一種基于繩拉式柔性變徑的微型腸道檢查機器人

在審

• 申請號: 202111438344.7
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114073483A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 高晉陽;周錦山;黃鵬;高晨;田思雨;張增磊
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: A61B1/04
• 分類號: A61B1/04;A61B1/273;A61B1/31
• 代理公司: 太原新航路知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14112
• 代理人: 王勇

1.一種基于繩拉式柔性變徑的微型腸道檢查機器人，其特征在于：包括繩拉式柔性變徑機構、三個履帶式行進機構、控制部分；

所述繩拉式柔性變徑機構包括機箱A（101）、導向圓管（102）、承托圓管（103）、直流電機A（104）、主動錐齒輪A（105）、兩個軸承A（106）、轉軸A（107）、從動錐齒輪A（108）、兩個轉動圓盤（109）、兩個滑動圓盤（110）、兩根拉繩（111）、柔性套管（112）；

機箱A（101）的左右兩端均設有敞口；機箱A（101）的后壁貫通開設有裝配孔A；機箱A（101）的上壁和下壁各貫通開設有一個裝配孔B，且兩個裝配孔B相互正對；導向圓管（102）的后端面與機箱A（101）的前外壁固定；承托圓管（103）的前端面與機箱A（101）的后外壁固定；直流電機A（104）的輸出軸朝前，且直流電機A（104）的輸出軸轉動貫穿裝配孔A；直流電機A（104）的輸出軸前端面中央開設有裝配盲孔；直流電機A（104）的機座前端固定穿設于承托圓管（103）內；主動錐齒輪A（105）為帶軸錐齒輪，且主動錐齒輪A（105）的輪軸固定穿設于裝配盲孔內；兩個軸承A（106）分別固定裝配于兩個裝配孔B內；轉軸A（107）的上部和下部分別固定貫穿兩個軸承A（106）的內圈；從動錐齒輪A（108）固定裝配于轉軸A（107）的側面，且從動錐齒輪A（108）與主動錐齒輪A（105）嚙合；兩個轉動圓盤（109）的端面中央各貫通開設有一個裝配孔C，且兩個轉動圓盤（109）分別通過兩個裝配孔C固定裝配于轉軸A（107）的側面兩端；每個轉動圓盤（109）的端面均貫通開設有一對呈前后對稱設置的穿繩孔A；兩個滑動圓盤（110）的端面中央各貫通開設有一個裝配孔D，且兩個滑動圓盤（110）分別通過兩個裝配孔D滑動裝配于導向圓管（102）的外側面和直流電機A（104）的機座外側面；每個滑動圓盤（110）的端面上部和端面下部均各貫通開設有一對呈左右對稱設置的穿繩孔B；第一根拉繩（111）的首端依次穿過第一個轉動圓盤（109）上的一對穿繩孔A、第二個滑動圓盤（110）上的第一對穿繩孔B、第一個轉動圓盤（109）上的一對穿繩孔A、第一個滑動圓盤（110）上的第一對穿繩孔B與第一根拉繩（111）的尾端固定；第二根拉繩（111）的首端依次穿過第二個轉動圓盤（109）上的一對穿繩孔A、第二個滑動圓盤（110）上的第二對穿繩孔B、第二個轉動圓盤（109）上的一對穿繩孔A、第一個滑動圓盤（110）上的第二對穿繩孔B與第二根拉繩（111）的尾端固定；柔性套管（112）為中間粗兩端細的腰鼓形結構，且柔性套管（112）的側面貫通開設有三道沿周向等距排列的軸向應變縫隙；每道軸向應變縫隙的前后兩端均封閉，且相鄰兩道軸向應變縫隙之間形成有一個柔性應變槽體；每個柔性應變槽體的內側面均開設有四道周向減薄凹槽A（113）；每個柔性應變槽體的外側面均開設有四道周向減薄凹槽B（114），且四道周向減薄凹槽B（114）的位置與四道周向減薄凹槽A（113）的位置一一對應；每個柔性應變槽體的外側面中部均延伸設置有一個柔性卡扣座（115）；柔性套管（112）通過其前端管口滑動裝配于導向圓管（102）的外側面，且柔性套管（112）的前端面與第一個滑動圓盤（110）的后端面固定；柔性套管（112）通過其后端管口滑動裝配于直流電機A（104）的機座外側面，且柔性套管（112）的后端面與第二個滑動圓盤（110）的前端面固定；

所述每個履帶式行進機構均包括機箱B（201）、直流電機B（202）、主動錐齒輪B（203）、兩個軸承B（204）、轉軸B（205）、從動錐齒輪B（206）、同步帶輪（207）、若干個減阻滾輪（208）、履帶（209）；

機箱B（201）的前壁右部貫通開設有裝配孔E；機箱B（201）的后壁右部貫通開設有裝配孔F；機箱B（201）的前外壁左邊緣和前外壁右邊緣各延伸設置有一個耳板（210）；兩個耳板（210）的表面各貫通開設有一個裝配孔G，且兩個裝配孔G相互正對；機箱B（201）的上壁左部和下壁左部各貫通開設有一列裝配孔H，且裝配孔H的數目與減阻滾輪（208）的數目一致；機箱B（201）的上外壁左邊緣、后外壁左邊緣、下外壁左邊緣共同延伸設置有限位凸邊A（211）；機箱B（201）的上外壁中部延伸設置有限位凸邊B（212）；機箱B（201）的下外壁中部延伸設置有限位凸邊C（213）；機箱B（201）的下外壁右部延伸設置有卡扣頭（214）；直流電機B（202）的輸出軸朝前，且直流電機B（202）的輸出軸轉動貫穿裝配孔E；直流電機B（202）的機座后端固定穿設于裝配孔F內；主動錐齒輪B（203）固定裝配于直流電機B（202）的輸出軸側面前端；兩個軸承B（204）分別固定裝配于兩個裝配孔G內；轉軸B（205）的兩端分別固定穿設于兩個軸承B（204）的內圈；從動錐齒輪B（206）固定裝配于轉軸B（205）的側面中部，且從動錐齒輪B（206）與主動錐齒輪B（203）嚙合；同步帶輪（207）固定裝配于轉軸B（205）的側面左部；各個減阻滾輪（208）一一對應地轉動裝配于各個裝配孔H內，且各個減阻滾輪（208）的軸線均與轉軸B（205）的軸線平行；履帶（209）同時裝配于同步帶輪（207）和各個減阻滾輪（208）上；

三個履帶式行進機構的卡扣頭（214）一一對應地插接于繩拉式柔性變徑機構的三個柔性卡扣座（115）內；

所述控制部分包括圓杯形底座（301）、無線通信電路板（302）、攝像頭（303）、保護罩（304）、三個薄膜壓力傳感器、感應接收線圈（305）；

圓杯形底座（301）的杯底中央貫通開設有裝配孔I，且圓杯形底座（301）通過裝配孔I固定裝配于導向圓管（102）的外側面前端；無線通信電路板（302）固定安裝于圓杯形底座（301）內，且無線通信電路板（302）的輸出端分別與直流電機A（104）的控制端、三個直流電機B（202）的控制端連接；攝像頭（303）的鏡頭朝前；攝像頭（303）的電路板穿過無線通信電路板（302）固定穿設于導向圓管（102）的前端管口內；攝像頭（303）的輸出端與無線通信電路板（302）的輸入端連接；保護罩（304）密封扣接于圓杯形底座（301）的杯口上；三個薄膜壓力傳感器一一對應地固定安裝于三個柔性卡扣座（115）內，且三個薄膜壓力傳感器與三個卡扣頭（214）的下表面一一對應地接觸；三個薄膜壓力傳感器的輸出端均與無線通信電路板（302）的輸入端連接；感應接收線圈（305）固定裝配于直流電機A（104）的機座外側面后端，且感應接收線圈（305）的輸出端分別與直流電機A（104）的電源端、三個直流電機B（202）的電源端、無線通信電路板（302）的電源端、攝像頭（303）的電源端、三個薄膜壓力傳感器的電源端連接。