[发明专利]推进器和使推进器运动的方法在审

专利信息
申请号: 201880038191.7 申请日: 2018-04-11
公开(公告)号: CN110753527A 公开(公告)日: 2020-02-04
发明(设计)人: 丘天;皮尔·费舍尔 申请(专利权)人: 马克斯·普朗克科学促进学会
主分类号: A61B34/00 分类号: A61B34/00
代理公司: 11277 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人: 刘新宇;张会华
地址: 德国*** 国省代码: 德国;DE
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摘要:
搜索关键词: 推进器 螺旋轴线 纵横比 旋转轴线 旋转体 螺旋形状 施加扭矩 致动器 变型 转换 扭转 延伸 制造
【说明书】:

使推进器(1)相对于至少部分围绕推进器(1)的介质(2)运动的方法,其中致动器引起推进器(1)相对于介质(2)且绕着推进器(1)的旋转轴线(4)的旋转,并且推进器(1)将其旋转运动转换为推进器(1)相对于介质(2)的运动。推进器(1)的至少一个截面(5)的纵横比为3或更大,其中截面(5)是与推进器(1)的旋转轴线(4)相关的截面(5),或者旋转体的至少一个截面的纵横比为3或更大,其中旋转体包括推进器(1)和介质的由于推进器(1)的旋转而从介质(2)的残余部分中分离并与推进器(1)一起旋转的部分(10),截面是与旋转体的旋转轴线(4)相关的截面。此外,螺旋或变型螺旋的推进器(1),其用于将推进器(1)的旋转运动转换为推进器(1)相对于至少部分地围绕推进器(1)的介质(2)的运动,推进器(1)的至少一个截面(5)的纵横比为3或更大,其中截面(5)是与推进器(1)的螺旋轴线相关的截面(5)。以及制造推进器(1)的方法,该方法包括以下步骤:(1)限定直的螺旋轴线;(2)设置沿着螺旋轴线延伸的板(17),板的至少一个截面(5)的纵横比为3或更大,其中截面是与螺旋轴线相关的截面(5);以及(3)沿着螺旋轴线向板(17)施加扭矩,从而将板(17)扭转成螺旋形状。

技术领域

发明涉及使推进器相对于至少部分围绕推进器的介质运动的方法,其中致动器引起推进器相对于介质并绕着推进器的旋转轴线的旋转,并且其中推进器将其旋转运动转换为推进器相对于介质的运动。此外,本发明涉及用于将推进器的旋转运动转换成推进器相对于介质的运动的螺旋或变型螺旋的推进器。此外,本发明涉及制造推进器的方法。

背景技术

在医学和生物学的许多应用中,能够穿透包括生物流体和软组织的生物介质可以是有利的。例如,在微创手术中,诸如物质的靶向输送或微创外科手术中,可能期望移动小型的未拴系装置以穿透介质,因为这种方法潜在地具有较小的侵入性,并且相比于使用较大或拴系装置的方法提供了更好的控制。

文献中已经报道了小型的未拴系装置。例如,A Ghosh和P Fischer在“人工磁纳米结构推进器的受控推进”(Nano Letters,vol 9,pp 2243 to 2245,2009)中以及在与该论文一起发表的支持信息中证明了螺旋拔塞器形状的旋转能够在流体中产生向前推进。旋转受到旋转磁场的影响。在US 8 768 501 B2中也记载了该概念。在L Zhang、J J Abbott、L XDong、B E Kratochvil、D Bell和B J Nelson的出版物“人工细菌鞭毛:制造和磁控制”(Applied Physics Letters,vol 94,p 064107,2009)中公开了形状略微不同的游泳体(swimmer)。该游泳体也是由旋转磁场驱动的。K Ishiyama、M Sendoh、A Yamazaki和K IArai在“由磁转矩驱动的游泳微机”(Sensors and Actuators A:Physical,vol 91,pp 141to 144,2001)中记载了一种长度为几毫米的螺钉,当通过旋转磁场旋转时该螺钉会穿透牛的组织(肉)样品。

T Qiu、J Gibbs、D Schamel、A Mark、U Choudhury和P Fischer在“从纳米螺旋到磁致动微钻:用于低雷诺数和生物环境的一些最小型未栓系微机器人系统的通用平台”(Small-Scale Robotics,From Nano-to-Millimeter-Sized Robotic Systems andApplications,vol 8336,I Paprotny和S Bergbreiter,1st ed Berlin:Springer,pp 53to 65,2014)中记载了借助于掠角沉积方法(GLAD)制造螺旋拔塞器式推进器以及借助于微注射成型制造更类似于传统螺杆的推进器。它们还记载了当借助于旋转磁场致动推进器时推进器在琼脂糖凝胶中的运动。

在所有上述公开中,推进器的一部分具有与其长轴正交的永久磁矩,或者推进器附接到永磁体。施加外部旋转磁场产生扭矩,该扭矩使未拴系的推进器转动并使其平移通过介质。

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