[实用新型]一种无线微管道胶囊子母机器人

说明书

(一)技术领域：

本实用新型属于工业、医疗设备技术领域，尤其是涉及一种无线微管道胶囊子母机器人，主要适用于由于胃肠道疾病的检测、诊断、活检及后期给药治疗等方面。

(二)背景技术：

胃肠道疾病已经开始成为威胁我国国民身体健康的重要因素。目前国内外治疗消化道疾病的传统方法是将连接有医用软管的内窥镜从患者的口腔送入消化道内，此过程中医用软管会与消化壁之间产生摩擦，给病人带来很大的痛感，同时也很可能会对消化粘膜造成二次损伤，此外，传统内窥镜进入人体后姿态不能够实现灵活调整，容易出现视觉盲区，导致不能发现病变部位。

胶囊内窥镜的提出解决了这些问题，但目前市场的胶囊内镜主要依靠胃肠道的蠕动而被动运动，不能实现姿态控制。通过磁场控制胶囊机器人在狭窄的肠道环境运动已经成为研究主流。

目前，已有研究利用三轴亥姆霍兹线圈产生旋转磁场驱动单个机器人旋转运动，可用作医用无线胶囊内窥镜检测与治疗，但这些机器人有着一些不足：(1)若要同时实现检测及治疗功能，需要将这些功能集成到单个机器人上，以现有技术，其体积会不可避免地增大，令其实用性大大降低；(2)这些机器人单次携带的药物量有限，在其药物使用完成以后只能令机器人退出再进行下次检查治疗，操作手段不够灵活；(3)这些机器人往往单次只能携带一种药物，可能只能针对某种特殊的病症，而肠道疾病多种多样，医生需要依据不同的症状对症下药，所以这些机器人的治疗手段比较单一，有一定的局限性。

子母机器人旨在分步利用各种功能，将其模块化，将各功能分别作为单独的模块，可按照功能需要而只使用其对应模块以减小机器人体积，同时提高机器人灵活性与实用性。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种无线微管道胶囊子母机器人，它可以克服现有技术的不足，是一种可以可实现结合、分离动作的机器人，且结构简单，侵入性低，操作方便。

本实用新型的技术方案：一种无线微管道胶囊子母机器人，其特征在于它包括控制器部分、母机器人部分和子机器人部分；其中，所述控制器部分通过发出驱动和控制信号控制母机器人部分和子机器人部分的动作。

所述控制器部分为环绕于病人体外的三轴亥姆霍兹线圈；所述控制器部分通过三轴亥姆霍兹线圈发出驱动和控制信号，控制母机器人部分和子机器人部分的动作。

所述母机器人部分由头部、母主体和尾部构成；其中所述母主体有两条从其头部观察为顺时针方向的螺旋凹槽；所述尾部有一锥形凹槽。

所述母机器人部分的头部可安装用于监测肠道环境的微型摄像头。

所述母机器人部分母主体的内部中心处有一径向磁化的圆柱形钕铁硼永磁体；所述母机器人部分尾部凹槽内置一轴向磁化的圆柱形钕铁硼永磁体；所述母机器人部分中心内置的圆柱形钕铁硼永磁体在置于病人体外的三轴亥姆霍兹线圈产生的旋转磁场下产生旋转运动，同时带动母机器人部分进行以其中心轴为旋转轴的旋转运动。

所述子机器人部分由头部和子主体构成；其中，所述头部为锥形结构；所述子主体上有两条从其头部观察为逆时针方向的螺旋凹槽。

所述子机器人部分的子主体的内部中心处有一径向磁化的圆柱形钕铁硼永磁体；所述子机器人部分的头部内置一轴向磁化的圆柱形钕铁硼永磁体，其极性与母机器人部分尾部凹槽前内置的圆柱形钕铁硼永磁体相反，可与母机器人部分的尾部的轴向磁化的圆柱形钕铁硼永磁体相互吸合；所述子机器人部分内置的圆柱形钕铁硼永磁体在置于病人体外的三轴亥姆霍兹线圈产生的旋转磁场下产生旋转运动，同时带动子机器人部分进行以其中心轴为旋转轴的旋转运动。

所述母机器人部分和子机器人部分在同一旋转磁场的控制下，以相同的方向转动；所述母机器人部分的主体上的两条螺旋凹槽与子机器人部分主体上的两条螺旋凹槽的方向相反，使得子母两部分机器人在具有相同转动方向的情况下具有相反的轴向运动方向。

本实用新型的工作方法：

①在肠道检测和治疗时，病人先将母机器人部分吞下，通过环绕于病人体外的三轴亥姆霍兹线圈产生的旋转磁场驱动母机器人部分内置的钕铁硼永磁体旋转前进，此时沿母机器人部分头部观测，旋转磁场的方向为逆时针方向，同时母机器人部分旋转方向也为逆时针方向；在母机器人部分到达目的地后，医生可以利用母机器人部分头部的微型摄像头传回画面观察探测病灶，确定具体治疗方案；