[发明专利]磁场极强点与磁力线方向解耦型控制机构

说明书

本发明提供了一种磁场极强点与磁力线方向解耦型控制机构，包括：控制电箱、机器人底座、上下直线模组、第一旋转关节、第二旋转关节、俯仰横滚机构、前端直线移动副和磁体；机器人底座安装控制电箱和上下直线模组，上下直线模组一侧安装第一旋转关节一端，第一旋转关节通过上下直线模组相对机器人底座直线移动；第一旋转关节另一端连接第二旋转关节一端，第二旋转关节另一端安装俯仰横滚机构一端，俯仰横滚机构另一端安装磁体。本发明通过双平行四边形机构的设计，使得磁铁能够绕虚拟转动中心进行俯仰、横滚、及其平移，并在远心不动点处磁场的场强不变，从而实现控制磁场的场强大小和磁力线方向的解耦。

技术领域

本发明涉及胶囊内镜导引机器人，具体地，涉及磁场极强点与磁力线方向解耦型控制机构。

背景技术

无痛胃镜作为一种新兴的肠胃检测技术，由于其具有无线传输图像的功能，使得其能大大的提高患者体检时的舒适感，无痛胶囊内镜在肠道内靠肠胃的蠕动推动，使得检测的针对性不强，近年来，发展了磁控导引的智能机器人设备，使得胶囊内镜的检测针对性更加强和精准，减少电池续航时间，从而缩小胃镜胶囊的尺寸，磁场作为一种可控的媒介，在空间衰减的很快，实际临床上，在胶囊内镜检测仪器中内置一个小型磁铁，导引设备上安装一个比较大的磁铁，国内外的学者研究发现，胶囊一般均停留在外加磁场的极强场存在的空间点，当改变外加磁场的梯度的时候，对胶囊产生可控的力，从而对其产生位置跃迁的力。

中国安翰光电技术(武汉)有限公司设计制造一种笛卡尔坐标式球形磁铁控制装置，并申请了专利(专利号201310136094.0)，该装置通过对操控的永磁铁进行控制，使得对胶囊内镜产生的磁力能平衡胶囊内镜的重力、胃液的粘滞力等，从而可以驱动胶囊内镜在体内进行移动和姿态控制，但是该设备庞大、繁琐及其操控不灵活，实际使用中，需要依赖医生对其进行熟练化的操控，学习曲线陡峭。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种磁场极强点与磁力线方向解耦型控制机构。

根据本发明提供的一种磁场极强点与磁力线方向解耦型控制机构，包括：控制电箱、机器人底座、上下直线模组、第一旋转关节、第二旋转关节、俯仰横滚机构和磁体；

所述机器人底座安装所述控制电箱和所述上下直线模组，所述上下直线模组一侧安装所述第一旋转关节一端，所述第一旋转关节通过所述上下直线模组相对所述机器人底座直线移动；

所述第一旋转关节另一端连接所述第二旋转关节一端，所述第二旋转关节另一端安装所述俯仰横滚机构一端，所述俯仰横滚机构另一端安装所述磁体。

优选地，所述俯仰横滚机构包括：横滚驱动电机、横滚减速机器座、俯仰驱动电机、俯仰减速机座、双平行四边形机构和前端直线移动副；

所述横滚驱动电机一端安装所述横滚减速机器座一侧，所述横滚减速机器座另一侧连接所述俯仰减速机座一端，所述俯仰减速机座连接所述横滚减速机器座处安装所述俯仰驱动电机；

所述俯仰减速机座另一端转动连接所述双平行四边形机构一端，所述双平行四边形机构另一端连接所述前端直线移动副，所述前端直线移动副安装所述磁体。

优选地，所述双平行四边形机构包括：俯仰摆臂、第一连杆、摆臂和第二连杆；

所述俯仰摆臂一端转动连接所述俯仰减速机座，所述俯仰摆臂另一端转动连接所述摆臂一端；

所述俯仰摆臂连接所述俯仰减速机座处同轴转动安装第一短杆，所述俯仰摆臂连接所述摆臂处同轴转动安装第二短杆；

所述第一短杆和所述第二短杆相对所述俯仰摆臂转动；

所述第一连杆一端转动连接所述第一短杆，所述第一连杆另一端转动安装在所述摆臂中部；

所述第二短杆转动连接所述第二连杆一端，所述第二连杆另一端和所述摆臂另一端连接所述前端直线移动副。