[发明专利]限位保护式无创诊疗胃肠道机器人

说明书

一种限位保护式无创诊疗胃肠道机器人，包括：控制单元、轴向运动机构和分别设置于其两端的一对径向扩张机构，其中：控制单元接收来自轴向运动机构的轴向位移信息以及来自径向扩张机构的转动信息并发出动作启停指令；本发明通过采用了霍尔元件限位保护，能够避免电机运动到极限位置导致电机堵转致使机构容易卡死，以及因电流过大而导致电机烧毁造成通信不稳的现象，从而显著提高系统运行稳定性与电机寿命安全性。

技术领域

本发明涉及的是一种医疗机器人领域的技术，具体是一种限位保护式无创诊疗胃肠道机器人。

背景技术

现阶段自主运动、可钳位驻留以及无线供能的微型肠道机器人的主要技术问题、缺陷在于：没有限位保护装置，采用电流检测控制电机，实现机器人在肠道中的运动。该方式会导致电机堵转发热严重，影响电机寿命且运动到两端极限位置时，容易卡死，大大降低了机构运行的可靠性。

发明内容

本发明针对现有无限位保护而导致电机堵转影响电机寿命且容易使机构卡死等缺陷，提出一种限位保护式无创诊疗胃肠道机器人，通过采用了霍尔元件限位保护，能够避免发生电机运动到极限位置导致电机堵转致使机构容易卡死，以及因电流过大而导致电机烧毁造成通信不稳的现象，从而显著提高系统运行稳定性与电机寿命安全性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：控制单元、轴向运动机构和分别设置于其两端的一对径向扩张机构，其中：控制单元接收来自轴向运动机构的轴向位移信息以及来自径向扩张机构的转动信息并发出动作启停指令。

所述的径向扩张机构包括：框架结构、设置于框架结构内的传动齿轮副、分别与传动齿轮副相连的三组扩张臂以及径向扩张动力装置，其中：径向扩张动力装置的输出轴与传动齿轮副相啮合且输出轴上设有磁性件，对应框架结构上设有传感器以检测磁性件的位移。

所述的框架结构包括：径向顶层挡板、径向底层挡板以及设置于其间的基座，其中：所述的传动齿轮副和输出轴设置于基座内，所述的扩张臂与基座转动连接并与传动齿轮副相啮合。

所述的传感器采用一对霍尔传感器，所述的磁性件采用磁性盘，所述的径向扩张动力装置与轴向运动机构固定连接，将力矩传递给传动齿轮副并驱动扩张臂伸展与闭合的同时输出轴与磁性盘相连并带动磁性盘转动，由传感器采集转动信息并输出至控制单元。

所述的径向扩张动力装置采用行星齿轮减速器和电机实现，该径向扩张动力装置与控制单元相连并接收启停指令。

所述的轴向运动机构包括：轴向机架、设置于轴向机架内的轴向动力装置和运动套筒，其中：运动套筒轴向活动设置于轴向机架内且与一侧的径向扩张机构相连，轴向动力装置与轴向机架固定连接，运动套筒上设有磁性件，对应轴向机架上设有传感器以检测磁性件的位移。

所述的轴向机架包括：轴向顶层挡板、轴向底层挡板以及分别与之相连的支撑柱、螺杆和导杆，其中：所述的运动套筒滑动设置于螺杆和导杆上并与径向扩张机构固定连接，所述的轴向动力装置的两端分别与轴向顶层挡板和轴向底层挡板相连，轴向底层挡板与径向扩张动力装置相连，通过轴向动力装置的轴向伸缩实现一侧的径向扩张动力装置位移。

所述的运动套筒面向轴向机架的一侧以及所述的径向扩张动力装置面向轴向机架的一侧分别设有磁性件，对应轴向机架上的传感器采用霍尔传感器实现，分别采集该两处磁性件与霍尔传感器的位置差从而得到轴向位移信息。

所述的轴向动力装置采用行星齿轮减速器和电机实现，该轴向扩张动力装置与控制单元相连并接收启停指令。

附图说明

图1为本发明胃肠道机器人整体示意图；

图2为本发明径向扩张机构示意图：

图3为径向扩张机构运动示意图；