一种不倒翁胶囊机器人制造技术

本发明专利技术涉及医疗器械领域，具体涉及一种不倒翁胶囊机器人，包括：壳体，所述壳体呈一端为开口的圆柱体设置，所述壳体的长度方向的侧边两端设置有凸起结构，所述凸起结构用于保持所述机器人的平衡，所述壳体的长度方向两端均设置为椭圆，所述壳体的开口一端连接有与所述壳体配合的圆柱体壳盖，所述壳体与壳盖构成封闭的不倒翁结构，所述不倒翁结构用于保持所述机器人的同方向定位或定向；将Halbach磁场模块偏心设置在壳体内及将集成电路控制板设置低于壳体的质心位置，以便胶囊机器人的实现重心的偏置，通过上述的结构性能结合Halbach磁场模块的磁控实现持续方向定位，提高机器人的效率，姿态调整灵活，可适用于不同的工作环境。可适用于不同的工作环境。可适用于不同的工作环境。

【技术实现步骤摘要】
一种不倒翁胶囊机器人


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种不倒翁胶囊机器人。

技术介绍

[0002]随着微型机器人在生物医疗行业应用的越来越广泛，传统的医疗仪器也在慢慢的走向智能化，胶囊机器人的需求快速增长；相比传统胃镜，肠镜给人带来的不适，借助磁控胶囊胃镜机器人，受检人无需插管，就能完成无痛、无创、无麻醉的检查。胶囊微型机器人在人体肠胃中进行无创检查和小损伤手术，对于减轻病人痛苦、提高检查和手术的安全性和降低医疗费用都具有重要意义。
[0003]同时随着机器人技术的发展，研究人员已经研发出了各种各样用于胃肠道检查的胶囊机器人。例如，人们研制出的微型消化道胶囊内窥镜是利用消化道蠕动进行整个区域检查，由内嵌微型摄像机以无线方式传输检查图像。目前，基于内嵌图像处理的无线控制胶囊机器人已经可以实施胃的无创诊疗，实现了临床应用；这极大的提高了患者对于肠胃的检查的接受程度，提高了医疗检查的效率，更早的发现并解决问题，有效的减少了患病恶化的概率。
[0004]但是这种技术也存在明显的缺陷，目前的胶囊机器人不能称为完全意义的无人控制，不能称为完全的全自动系统，因为在食道管，肠道中这些狭窄环境，胶囊机器人依然存在视觉盲区，且在肠胃容易发生翻滚，定位定向存在不准的问题。存在的最主要的问题就是如何实现更精确的控制以及找到适合不同器官环境的结构设计新的胶囊机器人。
[0005]目前大部分的胶囊机器人为了实现定向定点的布药，活检，等诊疗作业，选择磁控作为最方便的控制方法解决无线控制的问题。磁驱控制主要是通过磁力与磁矩两种操作方式；磁力控制主要是通过永磁体提供梯度磁场施加磁力使胶囊机器人在肠胃内进行翻转，磁矩是通过旋转磁场或者是运用电流线圈驱动。在结构方面，已有双半球胶囊机器人，花瓣机器人，尺蠖式机器人等。其中被动双半球胶囊机器人，主动模态实现滚动行走，被动模态实现定点“悬停”调姿。通过多维度旋转磁场进行主被动运动方式的转换。利用拉格朗日方程建立了定点“悬停”调姿动力学模型，可以有效实现定点靶向治疗等临床应用。
[0006]不过这些现有的胶囊机器人结构多元，但没有针对性，广泛性的实现在不同种工作环境中上，大部分现有的胶囊机器人将微型摄像头放置于胶囊机器人内部，在检查病灶时需要对病灶点进行拍照，这个时候就要保持胶囊机器人方向位置恒定，但由于胃肠道的蠕动，常规的胶囊机器人很难通过胶囊机器人本身的结构实现精准定位。
[0007]因此，现有技术还存在不足，有待于进一步发展。

技术实现思路

[0008]为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种不倒翁胶囊机器人，以解决现有机器人无法精准定位定向的技术问题。
[0009]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0010]本专利技术提供一种不倒翁胶囊机器人，包括：
[0011]壳体，所述壳体呈一端为开口的圆柱体设置，所述壳体的长度方向的侧边两端设置有凸起结构，所述凸起结构用于保持所述机器人的平衡；所述壳体的长度方向两端均设置为椭圆，所述壳体的开口一端连接有与所述壳体配合的圆柱体壳盖，所述壳体与壳盖构成封闭的不倒翁结构，所述不倒翁结构用于保持所述机器人的同方向定位或定向；
[0012]Halbach磁场模块，贴合所述壳体内壁设置，所述Halbach磁场模块偏心设置在所述壳体内；
[0013]集成电路控制板，贴设在所述Halbach磁场模块上，所述集成电路控制板设置低于所述壳体的质心位置，以构成偏心结构；
[0014]视觉检测模块，设置在所述集成电路控制板上，用于进行图像采集，所述视觉检测模块采用双目视觉进行图像采集；
[0015]通过所述集成电路控制板低于所述壳体的质心位置、壳体两端的椭圆结构设置，整体构成的不倒翁结构设置及Halbach磁场模块的磁场控制调控所述机器人的平衡角度及实现定位定向。
[0016]进一步的，所述壳盖中心部分为凸起结构，壳体下半部分为圆弧结构，所述圆弧的圆心位置与胶囊的质心位置不重合，且在重力方向远低于质心位置，所述壳盖合盖在所述壳体上，使得所述壳体形成一封闭空腔的机外壳。
[0017]进一步地，壳盖呈槽体。
[0018]进一步地，壳盖的槽体内设置有电池模块，电池模块与集成电路控制板电连接。
[0019]进一步地，壳盖远离壳体一端呈凸起状。
[0020]进一步地，壳体远离开口一端呈凸起状。
[0021]进一步地，Halbach磁场模块、视觉检测模块及集成电路控制板之间的连接通过胶粘连接。
[0022]进一步地，机外壳的长度为28mm，高位15mm。
[0023]进一步地，壳体及壳盖的内直径为12mm，集成电路控制板为8mm*25mm*2mm的长方体，视觉检测模块为两个边长7
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10mm的立方体。
[0024]进一步地，Halbach磁场模块包括3
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8个边长为2mm的依次排列连接的立方体。
[0025]本专利技术的不倒翁胶囊机器人中，包括：壳体，壳体呈一端为开口的圆柱体设置，壳体的侧边的两端设置有凸起结构，凸起结构用于保持机器人的平衡；Halbach磁场模块，贴合壳体内壁设置；集成电路控制板，贴设在Halbach磁场模块上；视觉检测模块，设置在集成电路控制板上，用于进行图像采集；通过Halbach磁场模块的磁场控制，调控机器人的平衡角度及实现定位定向；本专利技术在壳体的长度方向的侧边两端设置有凸起结构用于保持机器人的平衡，将壳体的长度方向两端均设置为椭圆的不倒翁结构用于保持机器人的同方向定位或定向；将Halbach磁场模块偏心设置在壳体内及将集成电路控制板设置低于壳体的质心位置，以便胶囊机器人的重力偏向于一边，通过上述的结构性能结合Halbach磁场模块的磁控实现持续方向定位，提高机器人的效率，姿态调整灵活，可适用于不同的工作环境。
附图说明
[0026]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本发
明的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0027]图1是本专利技术不倒翁胶囊机器人的结构图；
[0028]图2是本专利技术不倒翁胶囊机器人的剖视图；
[0029]图3是本专利技术不倒翁胶囊机器人的不设电池模块的透视结构图；
[0030]图4是本专利技术不倒翁胶囊机器人的设置电池模块及壳盖的透视结构图；
[0031]图5是本专利技术不倒翁胶囊机器人的不设电池模块及壳盖的透视结构图；
[0032]图6是本专利技术不倒翁胶囊机器人的受力前的示意图；
[0033]图7是本专利技术不倒翁胶囊机器人的受力后的示意图；
[0034]图8是本专利技术不倒翁胶囊机器人的电池模块受力示意图。
[0035]其中附图标记为：1
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壳体、2
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壳盖、3
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Halbach磁场模块、4
‑
集成电路控制板、5
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不倒翁胶囊机器人，其特征在于，包括：壳体，所述壳体呈一端为开口的圆柱体设置，所述壳体的长度方向的侧边两端设置有凸起结构，所述凸起结构用于保持所述机器人的平衡；所述壳体的长度方向两端均设置为椭圆，所述壳体的开口一端连接有与所述壳体配合的圆柱体壳盖，所述壳体与壳盖构成封闭的不倒翁结构，所述不倒翁结构用于保持所述机器人的同方向定位或定向；Halbach磁场模块，贴合所述壳体内壁设置，所述Halbach磁场模块偏心设置在所述壳体内；集成电路控制板，贴设在所述Halbach磁场模块上，所述集成电路控制板设置低于所述壳体的质心位置，以构成偏心结构；视觉检测模块，设置在所述集成电路控制板上，用于进行图像采集，所述视觉检测模块采用双目视觉进行图像采集；通过所述集成电路控制板低于所述壳体的质心位置、壳体两端的椭圆结构设置，整体构成的不倒翁结构设置及Halbach磁场模块的磁场控制调控所述机器人的平衡角度及实现定位定向。2.根据权利要求1所述的不倒翁胶囊机器人，其特征在于，所述壳盖中心部分为凸起结构，壳体下半部分为圆弧结构，所述圆弧的圆心位置与胶囊的质心位置不重合，且在重力方向远低于质心位置，所述壳盖合盖在所述壳体上，使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚万峰，李宇璐，吴新宇，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：