[实用新型]一种基于压电电机的自驱动供能装置

说明书

本实用新型提供一种基于压电电机的自驱动供能装置，目的在于增加胶囊内窥镜中基于压电电机调焦的电能利用率，包括电机驱动控制模块、压电电机、能量采集及储能模块和传感器模块，压电电机与胶囊内窥镜的镜头相连；电机驱动控制模块包括驱动电路和控制电路，驱动电路与压电电机相连；控制电路与驱动电路相连；能量采集及储能模块中压电材料贴附在压电电机中定子的基体上，压电材料中产生出的电能依次经整流电路、滤波电路及稳压电路后存储在储能电路的储能元件中；储能电路还分别与传感器模块和驱动电路相连，传感器模块用于监测胶囊内窥镜中照明光源的状态和发出开关信号。

技术领域

本发明涉及胶囊内窥镜领域，具体涉及一种基于压电电机的自驱动供能装置。

背景技术

近年来，消化系统疾病的发病率逐年上升，癌变率也较高，严重威胁到了人民的生命健康。但目前消化道系统疾病使用最为广泛的是传统内窥镜检查，为拖缆式检查手段，检查时间相对较长，并且患者存在痛疼感与不适感。同时，在检查的时候，甚至需要患者在麻醉下进行，因此会导致许多并发症。此外，传统内窥镜依靠前端的摄像头传感器采集肠道图像信号，在弯曲的肠道中操作，给患者带来了极大的疼痛和不适，且诊查存在一定的“盲区”。目前，一些病患畏惧这种诊查方式，导致一些病症得不到早期发现，耽误了最佳诊疗时机，造成了生命和财产的极大损失。

为此，出现了减轻患者痛苦的胶囊内窥镜检查，但目前的胶囊内窥镜多采用纽扣电池供电，工作时间较短，不适宜长时间连续工作。研究者曾提出过基于电磁感应的无线能量传输方式，该方法通过谐振电路来实现，具体包括初级线圈和次级线圈。其中，初级线圈作为体外的发射线圈，次级线圈作为体内的接收线圈，通过线圈的电磁耦合实现能量的传输，但这种通过初、次级线圈实现无线能量传输的方式，能量转换效率较低，并且线圈的体积较大，占用空间也较大，不利于胶囊内窥镜体积的减小。另外，现有胶囊内窥镜中仅包含光学镜头、图像处理芯片、射频信号发射器、天线、电池等，并无聚焦模块，因此，现有的胶囊内窥镜拍摄的图像分辨率不高，往往会造成医生的误诊，从而给患者的生命健康带来严重威胁。

压电电机是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动来获得其运动和力矩的，它将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子的宏观运动。与传统电磁电机相比，压电电机具有如下优点：低速大力矩输出、功率密度高、起停控制性好、可实现直接驱动和可实现精确定位等。

为此，本发明针对现有胶囊内窥镜镜头的聚焦问题，提出采用压电电机驱动镜头聚焦，进而提高胶囊内窥镜所拍摄的图像的分辨率，提高诊断的准确率。但，由于胶囊内窥镜中的电能珍贵，在未添加镜头驱动元件压电电机时尚存在供电的问题，加入压电电机之后，胶囊内窥镜中所需的电能更多，供电问题更加严重。为此，在压电电机中集成了能量采集部件，并通过采集部件将压电电机浪费的机械能，并通过其他电路及部件将该机械能转化为电能储存起来，后续为胶囊内窥镜内各部件供能。

发明内容

本发明提供一种基于压电电机的自驱动供能装置，目的在于增加胶囊内窥镜中基于压电电机调焦的电能利用率。

一种基于压电电机的自驱动供能装置，其特征在于：包括电机驱动控制模块、压电电机、能量采集及储能模块和传感器模块，所述压电电机与胶囊内窥镜的镜头相连，用于调节所述镜头的焦距；

所述电机驱动控制模块包括驱动电路和控制电路，所述驱动电路与所述压电电机相连，用于驱动所述压电电机运转；所述控制电路与所述驱动电路相连，用于改变所述驱动电路中驱动电压的频率，进而调节压电电机的转速；

所述能量采集及储能模块包括压电材料、整流电路、滤波电路、稳压电路和储能电路，所述压电材料贴附在所述压电电机中定子的基体上，用于采集所述压电电机基体上的机械能；所述压电材料中产生出的电能依次经整流电路、滤波电路及稳压电路后存储在所述储能电路的储能元件中；所述储能电路还分别与所述传感器模块和驱动电路相连，用于根据传感器模块的信号使所述储能元件给驱动电路供电；