一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统，涉及医疗设备技术领域。检测模块，用于获取肠道内图像采集数据和胶囊机器人运动状态数据；无线通信模块，包括双臂螺旋天线，为高低双频段天线，高频段天线用于外部设备向胶囊机器人发送唤醒信号和睡眠信号，低频段天线用于与外部设备进行数据传输；定向模块，用于识别胶囊机器人的行径路线并确定行径方向；驱动模块，用于驱动胶囊机器人运动，包括驱动控制器、第一驱动单元以及第二驱动单元，第一驱动单元用于控制胶囊机器人前进或后退运动，第二驱动单元用于控制胶囊机器人转向运动。本申请有效提高了胶囊机器人在肠道内运动的流畅性，提高胶囊机器人的工作效率和实用性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统


[0001]本申请涉及医疗设备
，尤其是涉及一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，无线电子通信系统越来越多地应用于生物医学领域，包括人工耳蜗、神经信号记录系统末梢神经系统、胶囊机器人等，这些医疗设备未疾病诊断、检测、医疗带来了新的选择。其中，胶囊机器人随着科技的发展功能也越来越多样化，具有多个摄像头外还具有还具有组织活动功能和向身体特定部位释放药物或者细胞的功能。
[0003]相关技术中，胶囊机器人大部分用于胃部液体环境下的检查，亦或是只能依靠肠道的蠕动力实现被动移动，无法实现加速、停止、倒退等运动，限制了对肠道的观察与操作功能，导致医学检查时间被拉长，工作效率不高，存在改进之处。
[0004]为此我们提出一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统用于解决上述问题。

技术实现思路

[0005]为专利技术的目的在于提供一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本申请提供的一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统采用如下的技术方案：
[0007]一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统，包括：
[0008]检测模块，包括图像检测单元和惯性检测单元，所述图像检测单元用于采集肠道内图像信息并输出图像采集数据，所述惯性检测单元用于检测胶囊机器人的运动状态并输出运动状态数据；
[0009]无线通信模块，位于胶囊机器人内部，与所述检测模块信号连接，用于接收所述图像采集数据和所述运动状态数据并发送至外部设备；
[0010]所述无线通信模块包括无线控制器和双臂螺旋天线，所述无线控制器与所述双臂螺旋天线信号连接，所述双臂螺旋天线为高低双频段天线，所述高频段天线用于外部设备向胶囊机器人发送唤醒信号和睡眠信号，所述低频段天线用于与外部设备进行数据传输；
[0011]定向模块，位于胶囊机器人内部，用于识别胶囊机器人的行径路线并确定胶囊机器人的行径方向输出定向运动数据；
[0012]驱动模块，位于胶囊机器人内部，与所述无线通信模块信号连接，用于接收所述定向数据并驱动胶囊机器人运动；
[0013]所述驱动模块包括驱动控制器、第一驱动单元以及第二驱动单元，所述驱动控制器与所述无线通信单元信号连接，用于控制所述第一驱动单元和所述第二驱动单元工作，所述第一驱动单元用于控制胶囊机器人前进或后退运动，所述第二驱动单元用于控制胶囊机器人转向运动。
[0014]通过采用上述技术方案，胶囊机器人在肠道内运动，通过检测模块和定向模块判
断胶囊机器人的运动路线。使用无线通信模块实现各模块之间的数据传输，无线通信模块采用双臂螺旋天线，双臂螺旋天线具有宽频性，在通过肠道时能够覆盖所述的频段，提高天线的稳定性；同时双臂螺旋天线为高低双频段天线，使胶囊机器人在唤醒和睡眠两种状态下进行切换，节省电量，延长胶囊机器人的使用时间。再利用驱动模块实现胶囊机器人在肠道内的前进或后退和转向的运动，提高胶囊机器人在肠道内运动的流畅性，提高了胶囊机器人的工作效率。
[0015]优选的，所述图像检测单元包括摄像控制器、微型摄像头和LED灯，所述摄像控制器位于胶囊机器人内部，与所述定向模块信号连接，用于接收所述定向运动数据，控制所述微型摄像头移动并输出摄像控制信号；所述微型摄像头位于胶囊机器人外表面，可360度转动，所述微型摄像头与所述摄像控制器信号连接，用于接收所述摄像控制信号后在LED灯照明的情况下按照预定方向进行移动后拍摄肠道画面图像输出所述图像采集数据。
[0016]通过采用上述技术方案，由于胶囊机器人在肠道内运动时需要转向，此时微型摄像头也需要根据转换方向调整位置，否则会存胶囊机器人遮挡微型摄像头的情况，造成视角盲区，使获取的图像采集数据的使用效度降低。采用可360度转动的微型摄像头可以避开这一问题，提高胶囊机器人拍摄的灵活性和实用性。
[0017]优选的，所述惯性检测单元包括检测控制器和惯性传感器，所述检测控制器位于胶囊机器人内部，与所述定向模块信号连接，用于接收所述定向运动数据，控制所述惯性传感器检测胶囊机器人运动状态并输出检测控制信号；所述惯性传感器位于胶囊机器人内部，与所述检测控制器信号连接，用于接收所述检测控制信号后开始检测胶囊机器人的运动状态并输出所述运动状态数据。
[0018]通过采用上述技术方案，利用惯性传感器可以准确获取胶囊机器人在肠道内的运动状态数据，根据胶囊机器人当下运动的速度信息和加速度信息，根据定向运动数据使胶囊机器人在未运动部分的路线运动，通过改变胶囊机器人的运动速度，使胶囊机器人快速通过肠道，降低了医学检查所需的时间，实现胶囊机器人工作的高效性。
[0019]优选的，所述双臂螺纹天线为柔性材质的平行缠绕柱状双线，所述平行缠绕柱状双线分别为高频段天线和低频段天线，通过所述无线控制器实现胶囊机器人在唤醒和睡眠两种状态下自由切换。
[0020]通过采用上述技术方案，双臂螺纹天线具有圆极化、波速宽度宽的特点，天线的尺寸与天线的辐射功率成正比，从而提高了天线的辐射功率，从而提高了胶囊机器人的安全性与稳定性。并且双臂螺纹天线设为双频工作模式，使胶囊机器人在唤醒和睡眠两种状态下进行切换。当天线接收到外部设备发送的唤醒信号时，胶囊机器人正常工作，肠道内部数据信息被输送到外部设备中；当系统不需要传输肠道内部数据信息时，天线进入睡眠模式节省能量，延长了胶囊机器人的使用时间。
[0021]优选的，所述定向模块包括记忆单元和方向定位单元，所述记忆单元用于记忆胶囊机器人已经运动过的路线并形成认知地图信息存储在记忆单元；所述方向定位单元与所述记忆单元信号连接，用于接收所述认知地图信息后根据胶囊机器人运动过的路线确顶胶囊机器人的进行方向并输出定向运动数据。
[0022]通过采用上述技术方案，根据记忆单元形成的认知地图，获取到胶囊机器人在肠道内已经运动过的行径路线，从而利用方向定位单元对胶囊机器人后续的行径方向进行准
确定位并输出定向运动数据，胶囊机器人根据定向运动数据在肠道内进行后续运动，提高了胶囊机器人的流畅性。
[0023]优选的，所述驱动控制器与所述检测单元信号连接，用于接收所述运动状态数据，包括胶囊机器人运动的速度信息和加速度信息，根据胶囊机器人运动的速度信息、加速度信息以及肠道的蠕动情况来控制胶囊机器人未运动部分路线的行径速度并输出运动速度数据。
[0024]通过采用上述技术方案，驱动控制器根据接收到的胶囊机器人运动的速度信息和加速度信息以及肠道的蠕动情况来确定胶囊机器人在后续未运动部分路线的行径速度，调高胶囊机器人的运动速度来减短胶囊机器人在肠道内部运动所需的时间，从而提高胶囊机器人的快速性和高效性。
[0025]优选的，所述第一驱动单元包括旋转桨叶，位于胶囊机器人的表面，用于移动胶囊机器人；所述驱动控制器与所述第一驱动单元信号连接，控制所述旋转桨叶旋转，带动胶囊机器人前进或后退运动；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统，其特征在于，包括：检测模块(1)，包括图像检测单元(11)和惯性检测单元(12)，所述图像检测单元(11)用于采集肠道内图像信息并输出图像采集数据，所述惯性检测单元(12)用于检测胶囊机器人的运动状态并输出运动状态数据；无线通信模块(2)，位于胶囊机器人内部，与所述检测模块(1)信号连接，用于接收所述图像采集数据和所述运动状态数据并发送至外部设备(6)；所述无线通信模块(2)包括无线控制器(21)和双臂螺旋天线(22)，所述无线控制器(21)与所述双臂螺旋天线(22)信号连接，所述双臂螺旋天线(22)为高低双频段天线，所述高频段天线用于外部设备(6)向胶囊机器人发送唤醒信号和睡眠信号，所述低频段天线用于与外部设备(6)进行数据传输；定向模块(3)，位于胶囊机器人内部，用于识别胶囊机器人的行径路线并确定胶囊机器人的行径方向输出定向运动数据；驱动模块(4)，位于胶囊机器人内部，与所述无线通信模块(2)信号连接，用于接收所述定向数据并驱动胶囊机器人运动；所述驱动模块(4)包括驱动控制器(41)、第一驱动单元(42)以及第二驱动单元(43)，所述驱动控制器(41)与所述无线通信单元信号连接，用于控制所述第一驱动单元(42)和所述第二驱动单元(43)工作，所述第一驱动单元(42)用于控制胶囊机器人前进或后退运动，所述第二驱动单元(43)用于控制胶囊机器人转向运动。2.根据权利要求1所述的一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统，其特征在于：所述图像检测单元(11)包括摄像控制器(111)、微型摄像头(112)和LED灯(113)，所述摄像控制器(111)位于胶囊机器人内部，与所述定向模块(3)信号连接，用于接收所述定向运动数据，控制所述微型摄像头(112)移动并输出摄像控制信号；所述微型摄像头(112)位于胶囊机器人外表面，可360度转动，所述微型摄像头(112)与所述摄像控制器(111)信号连接，用于接收所述摄像控制信号后在LED灯(113)照明的情况下按照预定方向进行移动后拍摄肠道画面图像输出所述图像采集数据。3.根据权利要求1所述的一种基于双臂螺旋天线的胶囊机器人系统，其特征在于：所述惯性检测单元(12)包括检测控制器(121)和惯性传感器(122)，所述检测控制器(121)位于胶囊机器人内部，与所述定向模块(3)信号连接，用于接收所述定向运动数据，控制所述惯性传感器(122)检测胶囊机器人运动状态并输出检测控制信号；所述惯性传感器(122)位于胶囊机器人内部，与所述检测控制器(121)信号连接，用于接收所述检测控...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳春，胡林强，张宏达，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：