CN108836256A - 胃肠道无创诊疗机器的径向线接触扩张机构 - Google Patents

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Abstract

一种胃肠道无创诊疗机器的径向线接触扩张机构，包括：上圆盘、下圆盘和三套扩张臂机构，其中：上圆盘与下圆盘相对设置并通过形状记忆合金实现等速反向旋转，三套扩张臂机构均布于圆形挡板外侧且各自在120°的范围内活动并始终与检测肠道线接触。本发明采用了两层交错叠腿式扩张臂，减小了径向扩张装置的尺寸，同时扩张开闭半径比达到了2.82；与肠道为线接触形式，增大了接触面积，确保肠道的安全性；大的接触面积也有利于机器人扩张的稳定性；采用圆盘的驱动方式，与齿轮驱动方式相比更简单可靠，提高了传动效率。

Description

胃肠道无创诊疗机器的径向线接触扩张机构
技术领域
本发明涉及的是一种医疗器械领域的技术，具体是一种胃肠道无创诊疗机器的径向线接触扩张机构。
背景技术
在检测胃肠道系统疾病中，传统的内窥镜存在漏检、损伤肠道、引起并发症等问题，而胶囊内窥镜无法径向扩张肠道，难以发现胃肠道褶皱和塌陷处的病变。因此，胃肠疾病微型仿生肠道机器人的扩张机构因其具备径向扩张胃肠道功能的优势，逐渐成为当前国际机械电气及医学工程领域研究的重点。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN107788937A公开了一种胃肠道机场人径向扩张机构，通过有刷直流电机带动齿轮转动进而控制连杆张开与闭合。但是由于机构通过齿轮控制连杆，齿轮所占空间很大，在机构完全张开时，机构顶端与肠道是点接触而不是线接触，有一定风险会损伤肠道。该机构为四层机构，空间利用率低，厚度更大不适用于小型的机器人结构中。
发明内容
本发明针对现有技术存在的扩张半径比较小、扩张机构与检测面接触面积小、扩张状态时机器不够稳定的问题，提出一种胃肠道无创诊疗机器的径向线接触扩张机构，扩张半径达2.82，线接触较现有技术具有更大接触面，同时能够稳定操作并提高了传动效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：上圆盘、下圆盘和三套扩张臂机构，其中：上圆盘与下圆盘相对设置并通过形状记忆合金实现等速反向旋转，三套扩张臂机构均布于圆形挡板外侧且各自在120°的范围内活动并始终保持待检测肠道为线接触。
所述的上圆盘和下圆盘上分别均设有三个等间距的圆孔且二者之间设有圆形挡板将扩张臂机构与内部空间隔开。
所述的扩张臂机构包括：一对外径与圆盘外径相同的前段扩张臂和一对C字形内径与圆形挡板外径相同的后段扩张臂，其中：前段扩张臂的一端设有的凸槽与后段扩张臂的一端设有的对应凹槽通过圆销相连，后段扩张臂的另一端分别通过圆销与上圆盘和下圆盘的圆孔相连。
所述的前段扩张臂的顶端通过圆销彼此转动相连。
所述的后段扩张臂的中点处开有圆孔，圆销经过该圆孔将两个后段扩张臂相连且二者的C字形开口均朝外。当两圆盘反向转动时，后段扩张臂绕该中点处的圆销转动，从而打开前段扩张臂
所述的上圆盘和下圆盘的外侧均设有凹槽以安装形状记忆合金(SMA)，通过对SMA合金通电，SMA合金收缩，拉动圆盘转动。
技术效果
与现有技术相比，本发明采用了两层交错叠腿式扩张臂，减小了径向扩张装置的尺寸，同时扩张开闭半径比达到了2.82；与肠道为线接触形式，增大了接触面积，确保肠道的安全性；大的接触面积也有利于机器人扩张的稳定性；采用圆盘的驱动方式，与齿轮驱动方式相比更简单可靠，提高了传动效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为扩张臂机构的结构示意图；
图3为本发明展开过程的示意图；
图中：A为扩张臂机构的闭合状态；B为扩张臂机构张开的中间状态；C为扩张臂机构完全张开的状态；上圆盘1、下圆盘2、圆形挡板3、三套扩张臂机构4、前段扩张臂40、后段扩张臂41、安装槽5。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括：上圆盘1、下圆盘2和三套扩张臂机构4，其中：上圆盘1与下圆盘2相对设置并通过形状记忆合金实现等速反向旋转，三套扩张臂机构4均布于圆形挡板3外侧且各自在120°的范围内活动并始终与检测肠道线接触。
所述的上圆盘1和下圆盘2上分别均设有三个等间距的圆孔且二者之间设有圆形挡板3将扩张臂机构4与内部空间隔开。
如图2所示，所述的扩张臂机构4包括：一对外径与圆盘外径相同的前段扩张臂40和一对C字形内径与圆形挡板3外径相同的后段扩张臂41，其中：前段扩张臂40的一端设有的凸槽与后段扩张臂41的一端设有的对应凹槽通过圆销相连，后段扩张臂41的另一端分别通过圆销与上圆盘1和下圆盘2的圆孔相连。
所述的前段扩张臂40的另一端通过圆销彼此转动相连。
所述的后段扩张臂41的中点设有圆孔，该圆孔经过圆销将二者转动相连且二者的C字形开口均朝外。
所述的上圆盘1和下圆盘2的外侧均设有安装槽5以安装形状记忆合金(SMA)。
所述的SMA合金一端与圆盘固定相连，一端通电进行收缩运动以拉动圆盘转动。
如图3所示，上述装置通过以下方式工作：如A所示，扩张臂机构4完全闭合，前段扩张臂40正好收入圆盘内，且前段扩张臂40二者的连接点、后段扩张臂41二者的中点和圆盘圆心以及圆形挡板3处于同一直线上；如B所示，给SMA通直流电，SMA收缩并拉动圆盘转动从而驱动扩张臂机构4缓缓展开，扩张肠道，此时为前段扩张臂40接触肠道为线接触，肠道轮廓似六边形，与点接触的类三角形轮廓相比更安全；如C所示，扩张臂机构4完全张开，轮廓周长与闭合时周长之比，即扩张臂机构4的实际开闭直径比达到2.82，与B状态相比，扩张范围进一步增大且实际与肠道接触部分仍为线接触。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (5)

1.一种胃肠道无创诊疗机器的径向线接触扩张机构，其特征在于，包括：上圆盘、下圆盘和三套扩张臂机构，其中：上圆盘与下圆盘相对设置并通过形状记忆合金实现等速反向旋转，三套扩张臂机构均布于圆形挡板外侧且各自在120°的范围内活动并始终与检测肠道线接触；
所述的扩张臂机构包括：一对外径与圆盘外径相同的前段扩张臂和一对C字形内径与圆形挡板外径相同的后段扩张臂，其中：前段扩张臂的一端设有的凸槽与后段扩张臂的一端设有的对应凹槽通过圆销相连，后段扩张臂的另一端分别通过圆销与上圆盘和下圆盘的圆孔相连。
2.根据权利要求1所述的胃肠道无创诊疗机器的径向线接触扩张机构，其特征是，所述的上圆盘和下圆盘上分别均设有三个等间距的圆孔且二者之间设有圆形挡板将扩张臂机构与内部空间隔开。
3.根据权利要求1所述的胃肠道无创诊疗机器的径向线接触扩张机构，其特征是，所述的前段扩张臂的另一端通过圆销彼此转动相连。
4.根据权利要求1所述的胃肠道无创诊疗机器的径向线接触扩张机构，其特征是，所述的后段扩张臂的中点设有圆孔，该圆孔经过圆销将转动相连且二者的C字形开口均朝外。
5.根据权利要求1所述的胃肠道无创诊疗机器的径向线接触扩张机构，其特征是，所述的上圆盘和下圆盘的外侧均设有安装槽以安装形状记忆合金，通过对形状记忆合金通电，形状记忆合金收缩，拉动圆盘转动。
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