[发明专利]利用SMA特性驱动的肠道机器人

权利要求书

1.利用SMA特性驱动的肠道机器人，其特征在于：所述肠道机器人包括运动部，所述运动部包括至少两节蠕动段，依次为第一蠕动段至第N蠕动段，N为大于1的整数；

每节蠕动段均包括两个固定环架（2），两个固定环架（2）相对布置且固定环架（2）之间通过SMA弹性件（4）相连接，所述SMA弹性件（4）的弹性应力方向沿两个固定环架的中心点连接线朝向蠕动段的两端部；

在多节蠕动段之间，前一节蠕动段后部的固定环架与后一节蠕动段前部的固定环架相连接，形成首尾相接的结构，在两者的连接处设置有沿圆周方向的绝缘环圈I（11），相邻绝缘环圈I（11）之间设置有多根柔性丝撑，所述柔性丝撑（3）的前、后端分别固定于相邻的绝缘环圈I（11）上且沿两个固定环架（2）之间的环形面均匀分布，柔性丝撑（3）的轴线与两个固定环架（2）的中心点连接线相平行；

每节蠕动段均通过独立的供电回路为该节蠕动段上的SMA弹性件（4）供电，通电时，所述SMA弹性件（4）沿轴向内收，分布于该蠕动段上的柔性丝撑（3）形成向外部扩张的弓形结构，以顶住肠道实现固定。

2.根据权利要求1所述的利用SMA特性驱动的肠道机器人，其特征在于：所述肠道机器人还包括导向部，所述导向部与运动部首尾相接，形成条状结构；所述导向部包括前固定环架（5）、后固定环架（6）和弹性件（7），所述弹性件（7）连接在前固定环架（5）和后固定环架（6）之间，所述弹性件（7）的弹性应力方向沿前、后固定环架的中心点连接线朝向导向段的两端部，所述导向部通过后固定环架（6）与第一蠕动段前部的固定环架（2）相连接，所述前固定环架（5）上设置有绝缘环圈II（12），所述绝缘环圈II（12）与其相邻的运动部上的绝缘环圈I（11）之间设置有多个SMA导向丝撑（10），所述SMA导向丝撑（10）的前、后端分别固定于绝缘环圈II（12）和与其相邻的绝缘环圈I（11）上且沿绝缘环圈II（12）和绝缘环圈I（11）的圆周方向均匀分布，所述SMA导向丝撑（10）的轴线与运动部的中轴线相平行。

每根SMA导向丝撑（10）均通过独立的供电回路进行供电，通过控制不同SMA导向丝撑（10）电源通断，实现前进角度的改变。

3.根据权利要求2所述的利用SMA特性驱动的肠道机器人，其特征在于：所述导向部的整体为流线形的子弹状，由前固定环架至端部之间为截面逐渐减小的圆滑过渡段。

4.根据权利要求1或2或3所述的利用SMA特性驱动的肠道机器人，其特征在于：所述肠道机器人采用内置电池供电的方式，该内置电池可以为蓄电池或生物电池，设置在运动部的内部空间内，所述柔性丝撑（3）至少有部分可以导电，该部分可以导电的柔性丝撑（3）通过导线连接与所在蠕动段上的SMA弹性件（4）共同组成通电回路。

5.根据权利要求4所述的利用SMA特性驱动的肠道机器人，其特征在于：所述运动部包括三节首尾依次相接的蠕动段。

6.根据权利要求5所述的利用SMA特性驱动的肠道机器人，其特征在于：所述每节蠕动段上的柔性丝撑（3）为四根，相邻柔性丝撑（3）之间间隔的圆心角为90°。

7.根据权利要求5所述的利用SMA特性驱动的肠道机器人，其特征在于：所述SMA丝撑（3）上均包裹有一层硅橡胶涂层。

8.根据权利要求1所述的利用SMA特性驱动的肠道机器人，其特征在于：所述SMA弹性件（4）为利用SMA丝制成的压缩弹簧，所述SMA导向丝撑（10）为细径的利用SMA丝制成的压缩弹簧。

9.根据权利要求4所述的利用SMA特性驱动的肠道机器人，其特征在于：在该圆滑过渡段的端部设置有检测装置（8），所述肠道机器人的尾部设置有给药装置。

10.根据权利要求1所述的利用SMA特性驱动的肠道机器人，其特征在于：所述肠道机器人还可以通过无线供电方式为各节蠕动段供电，该无线供电方式是由设置在外部的电源，通过无线微波的方式将能量传递至肠道机器人内部的能量接收装置中，由能量接收装置转换为电能，该方式可以独立使用，也可以与前述的独立电源有线供电的方式配合使用。