一種自主運(yùn)動式膠囊內(nèi)窺鏡的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自主運(yùn)動式膠囊內(nèi)窺鏡，包括運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制電路及電池，所述運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括電流可控線圈、弧形銜鐵、彈性外殼，彈性外殼封閉運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)形成內(nèi)腔，且內(nèi)腔充滿絕緣流體，弧形銜鐵緊貼在彈性外殼的內(nèi)壁上，并關(guān)于膠囊內(nèi)窺鏡中軸線對稱，所述電流可控線圈沿著膠囊內(nèi)窺鏡中軸線對稱安裝在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的頂部；所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括至少3個成軸對稱均勻分布的轉(zhuǎn)向棒；控制電路通過改變流過可控電流線圈的電流的頻率及大小來控制膠囊內(nèi)窺鏡的推進(jìn)速度，通過改變施加在轉(zhuǎn)向棒上的電壓大小及方向來控制推進(jìn)機(jī)構(gòu)的中心線和膠囊內(nèi)窺鏡的軸線的夾角。本實(shí)用新型機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。
【專利說明】—種自主運(yùn)動式膠囊內(nèi)窺鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種自主運(yùn)動式膠囊內(nèi)窺鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活質(zhì)量的提高，人們對醫(yī)療器械的要求越來越高，而盡可能地減少病人在身體檢查時因為檢查設(shè)備引起的不舒適感，日益成為人們對醫(yī)療器械的重要要求。傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡不可避免地帶有各種管道，而這些管道由于柔性不足，會給病人帶來較大的痛苦。同時，傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡還具有可能帶來交叉感染的弊端?，F(xiàn)有的膠囊內(nèi)窺鏡雖解決了上述的這些問題，但是還存在膠囊內(nèi)窺鏡排除體外的時間長、難以控制運(yùn)動的速度和姿態(tài)等問題?？紤]上述的問題，有必要尋求一種可以自動控制運(yùn)動速度和全方位調(diào)整姿態(tài)的膠囊內(nèi)窺鏡。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種自主運(yùn)動式膠囊內(nèi)窺鏡，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小，能夠控制膠囊內(nèi)窺鏡在腸胃中的運(yùn)動速度和全方位調(diào)整姿態(tài)。
[0004]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種自主運(yùn)動式膠囊內(nèi)窺鏡，由上到下依次包括
[0006]運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)，所述運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括電流可控線圈、弧形銜鐵、彈性外殼，所述彈性外殼封閉運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)形成內(nèi)腔，且內(nèi)腔充滿絕緣液體，所述弧形銜鐵緊貼在彈性外殼的內(nèi)壁上，并關(guān)于膠囊內(nèi)窺鏡中軸線對稱，所述電流可控線圈沿著膠囊內(nèi)窺鏡中軸線對稱安裝在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的頂部；
[0007]轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括至少3個成軸對稱均勻分布的轉(zhuǎn)向棒；
[0008]控制電路，所述控制電路分別與電流可控線圈及轉(zhuǎn)向棒連接，用于控制電流可控線圈中的電流強(qiáng)度及持續(xù)時間和用于對轉(zhuǎn)向棒施加電壓繼而控制其長度；
[0009]及內(nèi)置于膠囊的電池。
[0010]所述轉(zhuǎn)向棒由壓電材料或離子交換聚合金屬復(fù)合物材料制成。
[0011]一種膠囊內(nèi)窺鏡自主運(yùn)動方法，包括如下:
[0012]電流可控線圈通電時吸引弧形銜鐵，擠壓運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)內(nèi)腔中的液體到彈性外殼邊緣，彈性外殼外形變扁，此時運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)處于收縮狀態(tài)；
[0013]膠囊內(nèi)窺鏡處于推進(jìn)狀態(tài)時:電流可控線圈受控制電路控制斷電后，內(nèi)腔中的液體受到彈性外殼的作用力，往膠囊內(nèi)窺鏡的軸線方向沖擊，從而使膠囊內(nèi)窺鏡獲得沿運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)中心線的推進(jìn)力，推進(jìn)力方向與膠囊內(nèi)窺鏡軸線重合，此時運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)處于釋放狀態(tài)；
[0014]膠囊內(nèi)窺鏡轉(zhuǎn)向時:控制電路向轉(zhuǎn)向棒兩端施加電壓，使轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)內(nèi)的轉(zhuǎn)向棒長度不一致，從而使運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)的中心線和膠囊內(nèi)窺鏡的軸線成夾角，推進(jìn)力方向也不再與膠囊內(nèi)窺鏡的軸線重合，最終使膠囊內(nèi)窺鏡的姿態(tài)得到調(diào)整。[0015]所述運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)的收縮狀態(tài)或釋放狀態(tài)中，運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)腔始終關(guān)于膠囊中軸線對稱。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:
[0017]本實(shí)用新型的方法是液體的定向沖擊來獲得膠囊內(nèi)窺鏡的推進(jìn)力，同時利用轉(zhuǎn)向棒的變形來使膠囊內(nèi)窺鏡全方位調(diào)整姿態(tài)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1 (a)_圖1 (b)是本實(shí)用新型一種自主運(yùn)動式膠囊內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1 (a)是本實(shí)用新型處于收縮狀態(tài)，圖1 (b)是本實(shí)用新型處于釋放狀態(tài)。
[0019]圖中示出:
[0020]1-電流可控線圈、2-弧形銜鐵、3-彈性外殼、4-轉(zhuǎn)向棒、5-電池、6-控制電路；【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0022]實(shí)施例
[0023]如圖1 (a)_圖1 (b)所示，一種自主運(yùn)動式膠囊內(nèi)窺鏡，按照由上到下的順序，依次包括運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制電路6及電池，所述運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)安裝在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，所述控制電路位于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)下方，所述電池用于給控制電路供電，所述電池及控制電路均位于膠囊的尾部。
[0024]所述運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括電流可控線圈1、弧形銜鐵2、彈性外殼3，所述彈性外殼3封閉運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)形成內(nèi)腔，且內(nèi)腔充滿絕緣液體，所述弧形銜鐵2緊貼在彈性外殼3的內(nèi)壁上，并關(guān)于膠囊內(nèi)窺鏡中軸線對稱，所述電流可控線圈I沿著膠囊內(nèi)窺鏡中軸線對稱安裝在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的頂部；
[0025]電流可控線圈通電時吸引弧形銜鐵2，從而擠壓內(nèi)腔中的液體到邊緣，彈性外殼3變形，彈性外殼3外形變扁，此時運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)處于收縮狀態(tài)，如圖1 (a)所示；
[0026]電流可控線圈I受控斷電后，彈性外殼有回復(fù)原狀的趨勢，內(nèi)腔中的液體受到彈性外殼的作用力，往膠囊內(nèi)窺鏡的軸線方向沖擊，從而使膠囊內(nèi)窺鏡獲得推進(jìn)力，此時運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)處于釋放狀態(tài)，而膠囊內(nèi)窺鏡處于推進(jìn)狀態(tài)，如圖1 (b)所示。
[0027]當(dāng)膠囊內(nèi)窺鏡處于推進(jìn)狀態(tài)時，推進(jìn)機(jī)構(gòu)的推力方向和膠囊內(nèi)窺鏡的軸線重合，膠囊內(nèi)窺鏡獲得向前的推力；
[0028]膠囊內(nèi)窺鏡處于調(diào)整姿態(tài)的狀態(tài)時，推進(jìn)機(jī)構(gòu)的推力方向和膠囊內(nèi)窺鏡的軸線成一定夾角，膠囊內(nèi)窺鏡獲得一個使其姿態(tài)變化的轉(zhuǎn)矩。
[0029]所述充滿絕緣流體的內(nèi)腔，通過改變線圈中通電電流強(qiáng)度從而改變內(nèi)腔形狀，運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)腔始終關(guān)于膠囊中軸線對稱。
[0030]所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括至少3個成軸對稱均勻分布的轉(zhuǎn)向棒4，轉(zhuǎn)向棒4由壓電陶瓷材料或離子交換聚合金屬復(fù)合物材料等可通過加載不同電壓或者電流實(shí)現(xiàn)變形的智能材料制成。當(dāng)轉(zhuǎn)向棒4的兩端施加一定的電壓時可發(fā)生變形,從而轉(zhuǎn)向棒發(fā)生變形；轉(zhuǎn)向棒的變形量與施加的電壓成一定的函數(shù)關(guān)系，通常由壓電材料的屬性及設(shè)計參數(shù)確定。當(dāng)需要向某個方向轉(zhuǎn)向時，可通過控制電路6控制所需變形的轉(zhuǎn)向棒的電壓強(qiáng)度，從而運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)的中心線與膠囊內(nèi)窺鏡的軸線成一定夾角，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
[0031]所述的控制電路6由內(nèi)置于膠囊內(nèi)窺鏡的電池5供電，它可以接收外部的控制信號，控制電路6通過改變流過線圈的電流的頻率及大小來控制膠囊內(nèi)窺鏡的推進(jìn)速度?？刂齐娐?還可以通過改變施加在轉(zhuǎn)向棒4上的電壓大小及方向來控制運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)的中心線和膠囊內(nèi)窺鏡的軸線的夾角。
[0032]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自主運(yùn)動式膠囊內(nèi)窺鏡，其特征在于，由上到下依次包括 運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)，所述運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括電流可控線圈、弧形銜鐵、彈性外殼，所述彈性外殼封閉運(yùn)動推進(jìn)機(jī)構(gòu)形成內(nèi)腔，且內(nèi)腔充滿絕緣液體，所述弧形銜鐵緊貼在彈性外殼的內(nèi)壁上，并關(guān)于膠囊內(nèi)窺鏡中軸線對稱，所述電流可控線圈沿著膠囊內(nèi)窺鏡中軸線對稱安裝在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的頂部； 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括至少3個成軸對稱均勻分布的轉(zhuǎn)向棒； 控制電路，所述控制電路分別與電流可控線圈及轉(zhuǎn)向棒連接； 及內(nèi)置于膠囊的電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自主運(yùn)動式膠囊內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向棒由壓電材料或離子交換聚合金屬復(fù)合物材料制成。
【文檔編號】A61B5/07GK203815415SQ201420098515
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】謝龍漢, 蔡明京 申請人:華南理工大學(xué)