[发明专利]一种具有锚定功能的肠道活检施药胶囊机器人

说明书

本发明专利涉及医疗器械领域，尤其涉及一种具有锚定功能的肠道活检施药胶囊机器人，其包括胶囊壳体及固定设置在壳体内的控制器、摄像机、电池组、微型步进电机，实现活检采样和施药功能的执行器模块，实现胶囊机器人锚定功能的腿模块，还有用于传递动力的联轴器和传动主轴。该肠道微型胶囊机器人结构简单，利用棘轮机构实现了执行器模块和腿模块间的解耦，使得一个微型步进电机能够同时控制两个不同的功能模块，能够在人体肠道内特定位置进行锚定，进而抵抗肠道的自然蠕动带来的干扰，提高了肠道活检采样的成功率和施药的准确性。

技术领域

本发明专利属于医疗器械领域，尤其涉及一种具有锚定功能的肠道活检施药胶囊机器人。

背景技术

活检是指应诊断、治疗的需要，从患者体内切取、钳取或穿刺等取出病变组织，进行病理学检查的技术。当前的肠道活检主要是通过内窥镜活检进行，但是这种技术会造成较大的肠道创伤和不适。同时，精准施药是肠道疾病治疗中一项有效的手段，但由于肠道特殊复杂的生理环境和蠕动性，目前的施药方式难以做到在病患处实施精确施药。因此许多研究人员正在研发具有肠道活检和施药功能的微型可吞咽胶囊机器人。

现有的肠道微型胶囊机器人功能单一，只能够单独进行活检或者施药功能，且大部分胶囊机器人不具备在肠道特定位置的锚定功能，活检采样和施药效果不理想。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于偏心凸轮和棘轮机构，能够在肠道特定位置锚定后进行活检采样和精确施药的肠道微型胶囊机器人，解决了现阶段人体内肠道患病处难以进行活检和精准施药的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种具有锚定功能的肠道活检施药胶囊机器人，包括由前壳体、中壳体、后壳体组成的胶囊壳体及固定设置在壳体内的控制器、电池组、微型步进电机，用于传递动力的联轴器和传动主轴，其特征在于，还包括实现活检采样和施药功能的执行器模块，实现胶囊机器人锚定功能的腿模块；所述传动主轴穿过执行器模块、腿模块中心与连接于微型步进电机上的联轴器相接；

所述执行器模块由执行器组件、执行器组件底座、执行器模块棘爪、执行器模块限位弹簧、执行器模块棘爪轮、内棘轮凸轮组件组成；所述内棘轮凸轮组件包括内棘轮部分和偏心凸轮部分，所述内棘轮凸轮组件的转动中心位于其内棘轮部分的圆周中心；所述执行器模块棘爪通过执行器模块限位弹簧活动连接于执行器模块棘爪轮上；所述内棘轮凸轮组件的内棘轮部分设有内棘齿，所述执行器模块限位弹簧处于自由状态时，执行器模块棘爪与内棘轮凸轮组件上的内棘齿相啮合，进而实现内棘轮凸轮组件单向(顺时针)的转动；所述执行器组件底座设有矩形内空；所述执行器组件由矩形框结构及对向设于矩形框结构中部的执行器组成；所述内棘轮凸轮组件的偏心凸轮部分嵌套在执行器组件的矩形框结构中；所述执行器组件的矩形框结构嵌套于执行器组件底座的矩形内空中。

所述腿模块由内棘轮、腿模块棘爪、腿模块限位弹簧、腿模块棘爪轮、双凸轮组件、腿部组件及腿部组件底座组成；所述腿部组件包括第一腿部组件及第二腿部组件，所述腿部组件均由矩形框结构及位于矩形框结构中部朝向胶囊壳体外方向设置的T形支撑腿组成，且两个腿部组件的T形支撑腿互为反向设置；所述腿部组件底座包括第一腿部组件底座和第二腿部组件底座，所述腿部组件底座为与胶囊壳体大小相等的圆环形，且中部设有矩形内空；所述双凸轮组件由两个相同的偏心凸轮叠置组合而成，所述双凸轮组件的转动中心位于其几何对称中心；所述腿模块棘爪通过腿模块限位弹簧活动连接于腿模块棘爪轮上；所述腿模块限位弹簧处于自由状态时，腿模块棘爪与腿模块内棘轮上的内棘齿相啮合，进而实现内棘轮单向(逆时针)的转动；所述腿部组件的矩形框结构嵌套于腿部组件底座的矩形内空中；所述双凸轮组件的两个偏心凸轮结构分别嵌套于第一腿部组件和第二腿部组件的矩形框结构中。

进一步的，所述执行器模块棘爪轮及腿模块棘爪轮通过传动主轴与微型步进电机连接；所述腿模块还包括传动副轴，所述内棘轮通过传动副轴与双凸轮组件连接，两者具有相同的转动运动。