[发明专利]一种清理血栓的磁控血管机器人

说明书

技术领域

本发明涉及微型机器人，具体涉及一种血管机器人。

背景技术

血管机器人是一种可以进入血管并能够在血管内自由移动的微型机器人，它可以在血管里完成清除血栓、肿瘤切除、投放药物等工作，对防治心血管疾病具有重要的意义，是当前国内外微型机器人研究领域的热点。

血管机器人的驱动方式分为有缆驱动和无缆驱动两种，其中无缆驱动包括自带电源驱动和外部磁场驱动等，其中，外部磁场驱动由于具有易于微型化、工作时限不受限制等优点，因而具有巨大的应用前景。例如，申请号为200510046377.1的中国发明专利申请公开说明书中披露了一种“血管内在线医用微型机器人的外磁场旋进驱动控制方法”，该驱动方法利用一个外部圆筒形外驱动器套在血管机器人上进行驱动，其中，所述圆筒形外驱动器的内表面和血管机器人外表面分别设有极性相反的钕铁硼永久磁铁，当外驱动器转动并进行轴向移动时，在磁力作用下，血管机器人同步旋转和移动。采用外部磁场驱动的好处在于，血管机器人内无需设置电源及驱动马达，既可缩小机器人的体积，又可保证机器人长期工作。众所周知，血管机器人要能在血管内执行一定任务才有意义，如清除血液中的血栓，但是上述的磁场驱动的血管机器人显然无法完成血栓清除工作。

本发明人的一个在先发明专利申请(申请号为201010299445.6)说明书中公开了一种射流驱动的血管机器人，该血管机器人中设置有一变量泵，其第一个作用是利用喷射驱动的原理将血管中的血液吸入并高速喷出，从而驱动机器人运动；其第二个作用是将血液中的血栓抽吸到血栓收集器中，达到清理血栓的目的。但是，所述的变量泵需要在血管机器人中配备电源才能工作，若将该变量泵应用到上述磁场驱动的血管机器人中，则需要增加电源装置，显然无法长期在血管中的工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能在血管中长时间进行血栓清理工作的血管机器人。

本发明解决上述问题的技术方案为：

一种清理血栓的磁控血管机器人，该机器人由微型机器人和外部驱动器组成，其特征在于，

所述的微型机器人的体内设有液体泵和串接在该液体泵入口上的血栓收集器，所述的液体泵具有由弹性薄膜制成的圆柱筒状的泵体，该泵体两头的进口和出口内分别设有单向阀，外壁上周向均布有多个具有中心孔的永磁块；所述的液体泵由支撑结构同轴支撑于微型机器人体内的空腔内，所述支撑结构为：

微型机器人体内的空腔的内壁上，在所述永磁块的对应处分别设一导杆，每一导杆分别延伸至对应的永磁块的中心孔内；所述的导杆上分别套设一螺旋弹簧，在自然状态下，所述该螺旋弹簧的一头挤在微型机器人体内的空腔的内壁上，另一头挤在永磁块的端面上；

所述的外部驱动器具有套于微型机器人外的环形支撑架，该环形支撑架上均布有与所述永磁块的数量相同的直流电磁铁。

由于血管内血液的粘度大，往往还夹杂某种病变组织，因此微型机器人在其中移动的阻力较大。为了解决这一技术问题，本发明所述的一种清理血栓的磁控血管机器人的一种改进方案为，所述环形支撑架为一外齿圈，它支撑于一具有圆弧槽的基座上，与设在基座的圆弧槽底部的齿轮啮合。这样清理血栓时，在外部驱动器自身移动的同时所述齿轮可带动环形支撑架转动，即可驱动微型机器人移动和旋转，增大微型机器人的穿越障碍的能力。因为尽管清理血栓时需要直流电磁铁同时产生脉动的磁场，但由于其频率较高，因此当外部驱动器移动和环形支撑架转动的速度较慢时，仍然可带动所述的微型机器人同步移动和转动。

本发明所述的一种清理血栓的磁控血管机器人，其中，所述基座的底部设有一竖向的转轴，该转轴插在移动小车上。设置该结构既可使所述的外部驱动器移动方便，也使得环形支撑架可以绕竖直方向转动，进而改变微型机器人移动方向。

本发明所述的血管机器人，由于所述液体泵的外壁上周向均布有多个永磁块，所述环形支撑架上均布有与所述永磁块的数量相同的直流电磁铁，因此，利用配套的控制电路即可使所述的直流电磁铁产生与所述的永磁块极性相反的脉动的磁场，同步拉动由弹性薄膜制成的泵体使其容积反复变大再恢复，从而将血液泵进血栓收集器进行过滤。

本发明所述的血管机器人与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明所述的血管机器人对现有技术进行了较大的改进，即采用磁驱动的液体泵取代现有电驱动的液体泵，并将外部驱动器中的永久磁铁改成直流电磁铁。如此改进后，它既可像现有技术一样，利用外部驱动器的移动和转动，驱动血管内的微型机器人同步运动，又可保证微型机器人能长时间在血管内从事血栓清理工作。