CN107157430B - 胶囊内镜的运动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶囊内镜的运动控制装置，在底座上设置轴承座，该轴承座的后端通过两颗左右并排的第一螺栓与底座连接，在第一螺栓的头部与轴承座之间以及轴承座与底座之间均设有球面垫圈组件，轴承座前端的左右两边均有弹簧压迫，在轴承座中可转动地穿设驱动轴，驱动轴的后端与电机的输出轴连接，驱动轴的前端套装摩擦轮,该摩擦轮压迫在壳体的内壁上，在壳体内固定设置圆环形的磁体，在磁体内设置多个按圆周均匀分布的线圈座，每个线圈座上均设置有线圈。本发明通过控制电磁线圈的电流变化，改变磁体内磁场的强弱和分布，从而控制胶囊内镜在整个平面内受力的大小和方向；磁体能够回转，以带来磁场的回转，使胶囊内镜在整个平面内实现可控的运动。

Description

胶囊内镜的运动控制装置

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体地说，特别涉及一种胶囊内镜的运动控制装置。

背景技术

胶囊内镜作为一种有效的诊断肠道疾病的方法，多年来已被广泛的研究并得到了迅速的发展，从目前来看，其研究和发展已不再局限于肠道诊断。

从可控性方面来讲，胶囊内镜有被动型和主动型之分，传统的胶囊内镜为被动型，其在肠道内的运动仅依靠人体的肠道蠕动，胶囊内镜的运动状态无法有效控制，故只能适应小肠的检查。主动型也分为内部驱动和外部驱动，且以外部驱动居多，主要方式是在胶囊内部加入永磁铁，利用外部磁场的变化对其进行运动控制。假如，主动型胶囊内镜能在空间较大的受检区域得到有效控制，那么胃和结肠的无痛检查也就成为可能，于是其控制的方式也成为近年研究的热点。

简易式的控制方式是医生用手拿住磁铁棒，完全人为地对被检者体内的胶囊进行控制，此种方式简便、成本低，但是太依赖医生的操作水平，漏检率较高。控制外部磁场运动或变化的方式方法也出现了多种，比如西门子公司的专利CN 201080038717.5，安翰光电技术公司的专利CN 201310136094.0,他们在被检者的上方或者下方布置了磁场，并利用自动化设备对磁场进行控制。以上两种方式中，胶囊的动作依赖于胃内液体的浮力、胶囊自重和胶囊受到的磁力三者的平衡，理论上可使胶囊达到在液体内悬浮或在液面漂浮的状态。但是理论上的可控也是在液面或以下实现的，所以必须让被检者喝大量的清水和变换姿势(平躺、侧卧、俯卧)，人体大幅度的调整姿态、空腔部分的不可控等因素，增加漏检的可能。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种胶囊内镜的运动控制装置。

本发明技术方案如下：一种胶囊内镜的运动控制装置，包括底座，其特征在于：在所述底座上设置轴承座，该轴承座的后端通过两颗左右并排的第一螺栓与底座连接，在第一螺栓的头部与轴承座之间以及轴承座与底座之间均设有球面垫圈组件，所述轴承座前端的左右两边均有弹簧压迫，该弹簧安装于弹簧座上，在所述轴承座中可转动地穿设驱动轴，所述驱动轴的后端与电机的输出轴连接，驱动轴的前端套装摩擦轮,该摩擦轮压迫在壳体的内壁上，壳体由不导磁材料制成，在壳体内固定设置圆环形的磁体，在磁体内设置多个按圆周均匀分布的线圈座，该线圈座固定于磁极上，每个线圈座上均设置有线圈，所述磁极的根部与磁体相固定。

采用以上技术方案，人体平躺在床体上，使磁体及线圈环绕在人体的外围。线圈与电源连接，通过给线圈通电并改变电流方向和大小，能够改变磁体内磁场的强弱及分布，以根据需要改变胶囊内镜在消化道内任意位置受到的磁力的方向及大小，使胶囊内镜可移动到被检者消化道内任意位置，从而使胶囊内镜在消化道内液面内外的整个区域都得到有效控制，使被检者不必多次变换姿势，提高了检查效率，提升了被检者体验感。电机带动驱动轴及摩擦轮旋转，使摩擦轮与壳体的内壁产生摩擦力，从而带动磁体旋转，这样可在不改变电流大小及流向的情况下使胶囊内镜受到的磁力方向随磁体旋转，进而使胶囊内镜的拍摄方向发生改变，因为不需要随时改变电流，使得检查变得更加简便。球面垫圈组件和弹簧配合，能够限制轴承座其它方向的位移，使摩擦轮始终压迫在回转磁体壳体的内壁上，这样能够自动补偿传动产生的磨损，并保持压紧力不便。

为了简化结构，便于装配，确保可靠性，所述球面垫圈组件由相互适配的凹球面垫圈和凸球面垫圈组成，同一第一螺栓上两个球面垫圈组件的球面的圆心重合。

所述弹簧套装于弹簧轴上，弹簧向上由弹簧轴上的台阶限位，所述弹簧轴的上端穿过弹簧座，在弹簧座的顶部贴装压板，该压板通过第二螺栓与弹簧座连接。以上结构通过调节第二螺栓旋入弹簧座的长度，可以调整弹簧的伸长量和压紧力，调节操作既简单又便捷。

作为优选，所述弹簧轴的顶部嵌入压板上对应开设的定位槽中。

为了简化结构，方便加工制作及装配，所述弹簧座为“几”字形，该弹簧座的左右两端通过螺栓与底座固定。

为了消除安装误差，所述摩擦轮的外圆为鼓形。

所述磁极的根部为燕尾形，且磁极的根部嵌入磁体内壁上开设的燕尾槽中，并由两侧的挡块限位，所述挡块与磁体相固定。以上结构磁极安装操作极其方便，并且磁极与磁体连接牢固、可靠，不会发生松动或脱离。

为了简化结构，方便装配，确保安装的牢靠性，所述线圈座套装于磁极上，并通过螺栓与磁极固定连接。

为了便于线圈绕制及定位，所述线圈座的外壁上开设有环槽，该环槽中安装线圈。

所述磁体的其中一个端面与壳体的对应端面平齐，磁体的另一个端面与壳体内壁上的环形凸台贴合，且磁体与壳体之间通过螺栓固定。以上结构壳体与磁体连接牢靠，拆装方便。

本发明的有益效果是：

1)提供了一种回转磁体部件，两个或以上的线圈均匀布置在圆环形的磁回路本体上，通过控制电磁线圈的电流变化，改变回转磁体内磁场的强弱和分布，从而控制胶囊内镜在整个平面内受力的大小和方向。

2)回转磁体利用支承结构实现回转，带来磁场的回转，与1)配合使胶囊内镜在整个平面内实现可控的运动。

3)弹簧的长度可调，从而使摩擦轮获得合适的压紧力；摩擦轮外圆为鼓形，可消除安装误差；驱动机构能自动补偿传动产生的磨损，并保持压紧力不变，可靠性好。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本电机驱动部分的结构示意图。

图3是磁体、线圈等部件的布置示意图。

图4是图3的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2所示，在底座1上设置轴承座2，该轴承座2与底座1之间具有间隙。轴承座2的后端通过两颗左右并排的第一螺栓3与底座1连接，第一螺栓3从上往下穿设，在第一螺栓3的头部与轴承座2之间以及轴承座2与底座1之间均设有球面垫圈组件。球面垫圈组件由相互适配的凹球面垫圈9和凸球面垫圈10组成，凹球面垫圈9位于凸球面垫圈10的下方，同一第一螺栓3上两个球面垫圈组件的球面的圆心重合。当然，根据实际需要，第一螺栓3的数目可以适当增加。

如图1、图2所示，轴承座2前端的左右两边均有弹簧4压迫，弹簧4套装于弹簧轴11上，弹簧4向上由弹簧轴11上的台阶限位。弹簧轴11安装于弹簧座5上，该弹簧座5优选为“几”字形，弹簧座5的左右两端通过螺栓与底座1固定。弹簧轴11的上端穿过弹簧座5的顶面，弹簧轴11与弹簧座5之间间隙配合。在弹簧座5的顶部贴装压板12，弹簧轴11的顶部嵌入压板12上对应开设的定位槽中，压板12通过多颗第二螺栓与弹簧座5连接。通过调节第二螺栓旋入弹簧座5的长度，可以调整弹簧4的伸长量和压紧力，

如图1、图2所示，在轴承座2中可转动地穿设驱动轴6，驱动轴6通过轴承与轴承座2相支承。在驱动轴6的前端套装摩擦轮8，该摩擦轮8的外圆为鼓形，摩擦轮8压迫在回转磁体的壳体14的内壁。轴承座2的后端与减速器13的前端连接，减速器13的后端通过法兰与电机7连接，电机7的输出轴通过减速器13内的减速机构与驱动轴6连接。

如图1、图2、图3、图4所示，磁体16为圆环形，并由导磁材料制成。在磁体16的内壁上设置多个按圆周均匀分布的磁极18，磁极18的根部为燕尾形其余部分为柱状，且磁极18的根部嵌入磁体16内壁上开设的燕尾槽中，并由两侧的挡块限位，挡块与磁体16相固定。在每个磁极18上均套装线圈座17，线圈座17通过螺栓与磁极18固定连接。线圈座17的外壁上开设有环槽，该环槽中安装线圈19。

如图3、图4所示，线圈19采用螺旋电磁线圈，线圈19数量可大于等于2。若为使生成的磁场便于测量计算，线圈19中轴线可指向磁体16中心。线圈19与电源连接，此处可所有线圈19连接同一电源，也可不同线圈19连接不同电源。电磁线圈通电后，可在磁体16环状结构内生成磁场，因胶囊内镜内置有磁铁，磁铁受到磁场的磁力，从而带动胶囊内镜的运动。采用2个及以上的线圈19是为了形成一个闭合的磁回路，增加线圈19间的磁场强度，加大对胶囊内镜的控制力。当采用2个线圈19时，磁力线方向从一个线圈19通过磁体16中心到达另一线圈19后通过磁体16的导磁材料回到原线圈19。若采用大于等于2个线圈19，可通过调整电流方向从而改变磁体16内的磁场，再调整电流大小，可使胶囊内镜受到的总磁力的方向在平行于磁体16的平面内变化，从而控制胶囊内镜朝各个方向运动。

如图3、图4所示，磁体16位于圆环形的壳体14中，该壳体14由不导磁材料制成，优选由铝合金制成。磁体16的其中一个端面与壳体14的对应端面平齐，磁体16的另一个端面与壳体14内壁上的环形凸台15贴合，且磁体16与壳体14之间通过螺栓固定。摩擦轮8压迫在壳体14的内壁上，电机7运转的时候，通过减速机构带动驱动轴6及摩擦轮8旋转，使摩擦轮8与壳体14的内壁产生摩擦力，从而带动磁体旋转。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种胶囊内镜的运动控制装置，包括底座（1），其特征在于：在所述底座（1）上设置轴承座（2），该轴承座（2）的后端通过两颗左右并排的第一螺栓（3）与底座（1）连接，在第一螺栓（3）的头部与轴承座（2）之间以及轴承座（2）与底座（1）之间均设有球面垫圈组件，所述轴承座（2）前端的左右两边均有弹簧（4）压迫，该弹簧（4）安装于弹簧座（5）上，在所述轴承座（2）中可转动地穿设驱动轴（6），所述驱动轴（6）的后端与电机（7）的输出轴连接，驱动轴（6）的前端套装摩擦轮（8）,该摩擦轮（8）压迫在壳体（14）的内壁上，壳体（14）由不导磁材料制成，在壳体（14）内固定设置圆环形的磁体（16），在磁体（16）内设置多个按圆周均匀分布的线圈座（17），该线圈座（17）固定于磁极（18）上，每个线圈座（17）上均设置有线圈（19），所述磁极（18）的根部与磁体（16）相固定。

2.如权利要求1所述的胶囊内镜的运动控制装置，其特征在于：所述球面垫圈组件由相互适配的凹球面垫圈（9）和凸球面垫圈（10）组成，同一第一螺栓（3）上两个球面垫圈组件的球面的圆心重合。

3.如权利要求1或2所述的胶囊内镜的运动控制装置，其特征在于：所述弹簧（4）套装于弹簧轴（11）上，弹簧（4）向上由弹簧轴（11）上的台阶限位，所述弹簧轴（11）的上端穿过弹簧座（5），在弹簧座（5）的顶部贴装压板（12），该压板（12）通过第二螺栓与弹簧座（5）连接。

4.如权利要求3所述的胶囊内镜的运动控制装置，其特征在于：所述弹簧轴（11）的顶部嵌入压板（12）上对应开设的定位槽中。

5.如权利要求4所述的胶囊内镜的运动控制装置，其特征在于：所述弹簧座（5）为“几”字形，该弹簧座（5）的左右两端通过螺栓与底座（1）固定。

6.如权利要求1所述的胶囊内镜的运动控制装置，其特征在于：所述摩擦轮（8）的外圆为鼓形。

7.如权利要求1所述的胶囊内镜的运动控制装置，其特征在于：所述磁极（18）的根部为燕尾形，且磁极（18）的根部嵌入磁体（16）内壁上开设的燕尾槽中，并由两侧的挡块限位，所述挡块与磁体（16）相固定。

8.如权利要求1或7所述的胶囊内镜的运动控制装置，其特征在于：所述线圈座（17）套装于磁极（18）上，并通过螺栓与磁极（18）固定连接。

9.如权利要求8所述的胶囊内镜的运动控制装置，其特征在于：所述线圈座（17）的外壁上开设有环槽，该环槽中安装线圈（19）。

10.如权利要求1所述的胶囊内镜的运动控制装置，其特征在于：所述磁体（16）的其中一个端面与壳体（14）的对应端面平齐，磁体（16）的另一个端面与壳体（14）内壁上的环形凸台（15）贴合，且磁体（16）与壳体（14）之间通过螺栓固定。