[发明专利]用于胃肠道微型机器人的径向扩张装置

说明书

一种用于胃肠道机器人的径向扩张装置，包括：径向扩张装置、线绳传动装置以及动力装置。其中径向扩张装置采用双层交错式扩张臂，此结构既增大了变径比，又减小了机构尺寸；传动装置采用线绳拉动，既精简了结构，又提高了传动效率，保证了机构运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及的是一种医疗微型机器人领域的技术，具体是一种用于胃肠道微型机器人的径向扩张装置。

背景技术

传统的内窥镜检查存在漏检、过程过于痛苦，可能引起严重并发症等问题，而胶囊内窥镜不能在肠道内驻留，不能对胃肠道实施径向扩张，难以发现胃肠道褶皱和塌陷处的病变。目前，具备自主运动和径向扩张胃肠道功能的胃肠疾病微型仿生肠道机器人已成为当前国际机电及医学工程领域研究的重点。而扩张装置是肠道机器人中的关键部件之一，它的主要功能有两方面：一是实现机器人在肠道内的驻留，另一是撑开肠道以便机器人对肠道进行观察诊疗。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于胃肠道微型机器人的径向扩张装置，不仅增大了变径比，而且简化了装置结构，减小了尺寸，提高了机构运行稳定性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：线绳传动装置以及分别与之相连的径向扩张装置和动力装置，其中：动力装置通过线绳传动装置将力传递给径向扩张装置并驱动扩张机构扩张与收缩。

所述的线绳传动装置包括：设置于第三挡板上与动力装置相连的主动绕线轮、三个从动绕线轮及其传动齿轮副，其中：主动绕线轮与动力装置固定连接且分别与三个从动绕线轮通过线绳相连，每个从动绕线轮通过传动齿轮副进一步驱动径向扩张装置。

所述的传动齿轮副为两个完全相同的齿轮相啮合，其中一个齿轮作为从动轮与转动轴对中一个转动轴固定，另一个齿轮与从动绕线轮同轴固定。

所述的径向扩张装置包括：基座、设置于基座上下两侧的第一挡板和第二挡板、限位套筒、扩张臂和转动轴对，其中：扩张臂与限位套筒相连，转动轴对设置于限位套筒内并与线绳传动装置相连。

所述的限位套筒既用于限制主动杆沿着转动轴轴向位置，同样限制主动杆扩张最大的角度。

所述的动力装置包括：行星齿轮减速器和电机，该动力装置将电机的输出通过减速器减速并增大力矩，驱动主动绕线轮转动，然后通过线绳带动从动绕线轮转动，从动绕线轮通过传动齿轮副带动转动轴对旋转，进而实现扩张臂的展开与收缩。

技术效果

与现有技术相比，本发明采用了两层交错叠腿式扩张臂，既增大了扩张机构的变径比，又减小了径向扩张装置的尺寸；同时采用了线绳传动装置，简化了机械结构，提高了传动效率，保证了机构运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明整体示意图；

图2为扩张机构展开过程示意图：

图3为线绳传动装置示意图；

图4为动力装置示意图；

图中：1为第一挡板、2为基座、3为第一螺钉、4为限位套筒、5为扩张臂、5-1为主动杆、5-2为从动杆、6为转动轴对、7为第二挡板、8为线绳传动装置、8-1为主动绕线轮、8-2为从动绕线轮、8-3为传动齿轮副、8-4为线绳、8-5为压紧螺钉、8-6为第三挡板、9为第二螺钉、10为动力装置、10-1为行星齿轮减速器、10-2为电机。

具体实施方式

如图1所示，本装置包括：线绳传动装置以及分别与之相连的径向扩张装置和动力装置，其中：动力装置通过线绳传动装置将力传递给径向扩张装置并驱动扩张机构扩张与收缩。