CN109998457B - 一种可无线传输图像的主被动双半球高集成胶囊机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动化工程技术领域，涉及一种可无线传输图像的主被动双半球高集成胶囊机器人。双半球胶囊机器人的主动半球和被动半球通过选择超薄空心结构非金属轴承悬浮连接，主动半球和被动半球之间形成防止绕线的空心结构，环状径向磁铁、轴承和摄像模块组成三层嵌套结构，提高胶囊机器人结构刚度和集成度，保证磁场环境下轴承旋转阻力矩恒定，提高胶囊机器人运动稳定性；被动半球内集成摄像模块和无线模块，具备摄像和图像无线传输功能，定点调姿时拍摄性能稳定，保证图像质量，便于对胃肠道内指定位置的检查和胶囊机器人的视觉导航，为日后空间万向旋转磁场控制胶囊机器人的临床应用奠定了基础。
Description
技术领域
本发明属于自动化工程技术领域，涉及一种可无线传输图像的主被动双半球高集成胶囊机器人。
背景技术
随着社会的发展，工作、生活节奏加快，胃肠道疾病的发病率和死亡率逐年上升。然而，目前国内医疗领域仍普遍采用内窥镜导管直接插入的方式对胃肠道进行检查和取样。这种方式不易于实现肠道进行全程诊断，同时由于医生的技术水平有所差异，容易对病人的胃肠道造成损伤，使病人产生不适感。
由于能够克服内窥镜导管检查的缺陷，胶囊内窥镜迅速成为了医学工程领域的研究热点。通过口服的方式，使胶囊内窥镜进入人体的胃肠道，通过对其进行运动控制，实现对胃、肠的全程检查，这种胶囊内镜的优点在于体积小，检查过程无创、无痛。以色列GivenImage公司、日本的Olympus公司和RF Co.Ltd公司、中国重庆金山科技(集团)有限公司和安翰科技(武汉)股份有限公司等进行了相关研究工作，并生产出适用于胃肠道检查的胶囊内窥镜。
胶囊内窥镜在胃肠道中姿态调整和主动运动控制成为了研究的难点和热点。采用外磁场驱动方式，有效控制胶囊机器人在胃肠道的运动和姿态调整。磁驱动包括两种操作方式，磁力驱动和磁矩驱动。采用磁铁磁力操作时，存在以下缺点：磁场梯度大，磁力控制困难，胶囊稳定性差，胶囊紧配肠壁时，磁力影响调姿与运动灵活性，定位困难；胶囊脱离肠壁时，同样会失去稳定性，甚至会发生冲击肠壁等危险。采用磁铁静磁矩操作时，梯度磁场与胶囊机器人内嵌径向磁化钕铁硼磁铁的磁耦合过程中，内嵌径向磁化钕铁硼的姿态具有非稳定性和非唯一性，不能准确控制胶囊机器人姿态；梯度磁场与胶囊机器人内嵌轴向磁化钕铁硼磁铁的磁耦合过程中，机器人姿态具有唯一性，但磁力难以控制，磁铁会将胶囊机器人拉到紧配肠壁状态而使通过旋转磁铁调姿发生困难。
可见，采用磁铁磁力和磁矩操作具有局限性，磁力大小和方向控制难度大，采用电磁铁控制优势明显，磁场的大小和方向可通过电流控制实现，控制更加灵活便利。
在发明专利“体内医疗微型机器人万向旋转磁场驱动控制方法”(专利授权号：ZL200810011110.2)和“空间万向叠加旋转磁场旋转轴线方位与旋向的控制方法”(专利授权号：ZL 201210039753.4)中，提出分别向三轴亥姆霍兹线圈组施加与机器人运动方位角相关幅值和相位的同频率正弦电流信号，由三轴正交亥姆霍兹线圈叠加为一定区域内的旋转轴线与机器人运动方向一致的均匀万向旋转磁场，可实现纯磁矩驱动。在研究过程中，发现内嵌径向磁化钕铁硼磁铁胶囊机器人轴线始终追随并最终与空间万向旋转磁场旋转轴线一致，即存在“随动效应”，此时的胶囊机器人姿态具有唯一性。采用三轴亥姆霍兹线圈装置叠加实现了旋转磁场轴线、方位、旋向和转速的数字化控制，实现了胶囊机器人在弯曲环境内的转弯驱动。
事实上，胶囊内窥镜在小肠内的检查效果最好，但胃肠道宽裕环境下胶囊容易翻滚，姿态控制困难。在胃肠道非结构宽裕环境下，球形胶囊滚动灵活性最好，在胃肠道宽裕环境下检测时，为避免调姿时球形机器人产生滚动，且需保证机器人轴线在原地与旋转磁场同步随动，结合球形结构调姿与转弯的灵活性与万向性，依据空间万向旋转磁场随动效应调姿的稳定性与唯一性特征，本课题组在已授权的国家发明专利“一种主被动双半球形胶囊机器人及其姿态调整与转弯驱动控制方法”(专利号：CN201510262778.4)中提出了一种主、被动双半球形胶囊机器人：双半球型胶囊机器人结构包括主动半球体和被动半球体两部分，将径向磁化钕铁硼圆环内驱动器g和摄像头与图像传输装置h过盈装配，将阶梯轴f也与摄像头与图像传输装置h过盈装配，最后将摄像头与图像传输装置h组件再与主动半球壳a过盈配合构成主动半球体；轴承定位套筒c与被动半球壳b过盈配合构成被动半球体，主动半球体和被动半球体由轴承d悬浮连接的过程如下：将轴承d安装在主动半球体组件的阶梯轴f上，再将主动半球体组件阶梯轴f上的轴承d一并装入轴承定位套筒c中，轴承定位套筒c内部有一台阶实现轴承d外圈轴向定位，圆螺母e装入阶梯轴f上以将轴承d内圈轴向定位，圆螺母e不能突出到球面以外，以防止主动半球转动过程中带动圆螺母e与肠道接触影响姿态调整，空间万向旋转磁场与主动半球体内嵌径向磁化钕铁硼圆环内驱动器的耦合磁力矩驱动主动半球体相对被动半球体空转，被动半球体处于欠驱动状态，欠驱动半球体结构增强了双半球形胶囊机器人姿态调整的稳定性和对非结构环境的自适应能力，实现定点悬停调姿和滚动行走双重控制模态。实现胶囊机器人定点悬停调姿：主动半球体始终处于上方，被动半球体处于下方，被动半球体在接触肠道约束下处于静止状态，机器人不会发生滚动，改变旋转磁场轴线，在随动效应作用下，机器人轴线克服皱褶肠道的阻力矩，与旋转磁场轴线随动，机器人的“悬停”姿态可任意调整，实现全景观察。实现胶囊机器人沿肠道弯曲方向滚动：借助胶囊机器人前端图像传输装置调整空间万向旋转磁矢量方位角使机器人轴线与肠道弯曲方向基本一致，并在水平面内施加与肠道弯曲方向垂直的旋转磁矢量，在随动效应作用下，机器人轴线跟随到水平旋转磁矢量方向，主动半球体和被动半球体均与肠道下壁接触，耦合磁矩驱动主动半球体接触肠道下壁主动滚动，欠驱动半球体与肠道下壁被动滚动，使双半球形胶囊机器人在肠道内沿一定弯曲方向滚动有限距离。
在发明专利“一种空间万向旋转磁场人机交互控制方法”(专利号：ZL201610009285.4)中，提出一种分别向三轴正交嵌套的亥姆霍兹线圈装置施加以磁场轴线在经纬坐标系内的侧摆与俯仰角为输入变量的相关幅值和相位的同频率正弦电流信号形式的空间万向旋转磁场叠加公式，并通过两个操纵杆分别将侧摆与俯仰角分离控制，在三轴相互正交嵌套的亥姆霍兹线圈装置包围的均匀区域内叠加形成轴线可分别沿侧摆与俯仰方向单独扫描的旋转磁场，参照主被动双半球形胶囊机器人前端摄像头无线传输图像由两个操纵杆分别微调磁场轴线侧摆与俯仰方位角，实现空间万向磁场旋转轴线方位的人机交互控制，使机器人轴线姿态对准胃肠道内病变区域，或者与各段肠道弯曲方向基本一致并在水平面内实加垂直磁场实现滚动的基本控制方法。
已提出的主被动双半球胶囊机器人，仅仅从原理方面进行初步设计和描述，没有提出具体的设计和实施方案，仍存在以下问题：(1)机器人内部结构不紧凑，体积微型化困难；(2)各模块之间连接和定位不合理，未考虑电子元件的布置和布线问题；(3)轴承选型的内径过小，不能形成防止绕线的空心结构，在磁场环境下，金属轴承磁化后会产生阻力矩，不利于机器人的运动和控制；(4)摄像头与图像传输装置和主动半球连接，会跟随主动半球转动，对传输信号发生干扰，拍摄图像画面会一直翻转，不能保证图像质量，不利于对胃肠道内指定位置的检查，也不利于胶囊机器人的视觉导航。因此，本发明提出一种可无线传输图像的主被动双半球高集成胶囊机器人能够解决上述问题，保证各功能模块的安装和连接便捷，提高胶囊机器人的集成度，同时降低对图像信息的采集和输出的干扰。
发明内容
本发明的目的是提供一种可无线传输图像的主被动模态双半球胶囊机器人结构的高集成方法，即通过环状径向磁铁、轴承和摄像模块组成三层嵌套结构，提高胶囊机器人结构的刚度和集成度；通过选择超薄非金属轴承连接主动半球和被动半球，便于主动半球和被动半球之间形成防止绕线的空心结构，同时保证磁场环境下轴承旋转阻力矩恒定，提高运动稳定性；通过摄像和无线传输功能模块与悬停调姿处于静止状态的被动半球的集成连接，实现定点调姿时拍摄过程稳定，防止拍摄图像发生翻转，避免传输信号发生干扰，保证图像质量，便于对胃肠道内指定位置的检查和胶囊机器人的视觉导航。
本发明的技术方案是：
一种可无线传输图像的主被动双半球高集成胶囊机器人，包括主动半球1和被动半球2，在空间万向旋转磁场作用下，实现胃肠道内的“悬停”调姿和滚动行走两种模态；
所述的主动半球1包括主动半球球壳7和径向充磁磁铁14；主动半球球壳7采用空心结构，环状的径向充磁磁铁14嵌入在主动半球球壳7的磁铁安装槽中，空间利用率得以提升；主动半球球壳7中心位置开有轴承安装孔和卡簧安装槽，用于通过非金属轴承13与被动半球2连接，所述非金属轴承13的外表面与轴承安装孔配合，卡簧安装槽中设有卡簧12，用于非金属轴承13的轴向定位，非金属轴承13不会因磁场的作用而受力，保持旋转阻力矩恒定，提高双半球胶囊机器的运动稳定性；所述径向充磁磁铁14与非金属轴承13形成嵌套结构，减少了耦合磁力矩到支撑点的悬臂距离，增加了机器人结构的刚度；主动半球1是双半球胶囊机器人的驱动单元，在空间万向磁场与内嵌的径向充磁磁铁14的耦合磁矩下，主动半球1能够自由旋转，在“随动效应”作用下，主动半球1的旋转轴线与磁场旋转轴保持一致；“悬停”调姿时，主动半球1未接触胃肠壁，主动半球1相对被动半球2空转；滚动行走时，主动半球1接触肠壁，耦合磁矩转换为滚动驱动力，实现主动半球1带动胶囊机器人在胃肠道内滚动；
所述的被动半球2包括摄像模块3、电源模块4、无线模块5和辅助模块6，所述辅助模块6位于被动半球最底部，所述无线模块5位于辅助模块6上方，所述电源模块4位于无线模块5上方，所述摄像模块3从主动半球1中心穿过，置于主动半球1顶端，摄像模块3与主动半球1的运动相互分离；各功能模块集被动半球2于一身，具有照明、摄像、无线传输等功能，集成度高；被动半球2内部不具有驱动装置，是一种欠驱动结构，“悬停”调姿时，被动半球2与胃肠壁接触，在摩擦力的作用下，保持相对静止状态，避免了胶囊机器人在调姿时发生滚动；滚动行走时，被动半球2作为从动轮进行滚动，到达观察位置时，恢复至“悬停”调姿时的静止状态；
所述摄像模块3包括LED元件8、摄像端盖9、摄像元件10和摄像元件安装座11，用于实现胶囊机器人的照明、摄像功能；所述摄像端盖9端面上设有方形凸台；所述LED元件8连接于摄像端盖9的端面方形凸台两侧的LED元件安装孔上；所述摄像元件安装座11为阶梯圆柱体结构，上部开有方形孔、矩形过线槽和穿线孔，方形孔与摄像元件10底座和摄像端盖9方形凸台配合，实现摄像元件10的支撑和固定；矩形过线槽和穿线孔用于摄像元件10和LED元件8的电线布置；摄像元件安装座11下部为连接轴，连接轴下方设有定位卡，用于与电源模块4的连接；
所述电源模块4包括电池安装座15和电池16，用于为摄像模块3和无线模块5提供电源；所述电池安装座15用于安装电池16，及与主动半球1、无线模块5连接；电池安装座15分为轴承安装侧和电池安装侧；电池安装座15的轴承安装侧设有轴肩和安装轴，轴肩用于非金属轴承13的定位，所述安装轴外表面与非金属轴承13内表面配合，实现主动半球1与被动半球2的连接，提高紧凑程度；所述安装轴开有内孔，用于与摄像模块3的连接轴外表面配合，安装轴的内孔设有摄像模块限位锥面，摄像模块3连接轴下方的定位卡与摄像模块限位锥面配合，实现摄像模块3与电源模块4的连接及限位固定；在电池安装座15的电池安装侧设有安装槽，所述电池16为不规则矩形块结构，置于电池安装座15上的安装槽中，安装槽内设有弹性的电池安装挡板和挡板上端的限位卡，用于电池16的安装和限位，提高安装误差的容错性；电池安装座15电池安装侧的端面上设有无线模块限位槽和V型的无线模块卡槽，用于无线模块5的连接；
所述的无线模块5包括无线装置安装座17、无线发射装置19和无线发射天线18，用于采集摄像模块3的拍摄画面，通过无线发射天线18发射图像信号，由外部图像接收器k接收；所述的无线装置安装座17用于安装无线发射装置19和无线发射天线18，及连接电源模块4和连接辅助模块6，无线装置安装座17的内外两侧分别为无线装置安装侧和辅助模块连接侧；无线装置安装座17的无线装置安装侧开有无线发射装置安装槽，无线发射装置安装槽上方设有天线槽，天线槽内设有天线安装限位板；所述无线发射天线18置于天线槽内，由天线安装限位板限位，既增大了天线的覆盖面积，又保证在运动过程中，天线内部电流的稳定，减少了对发射信号的干扰，增强了信号的稳定性；无线发射装置槽内设有无线装置安装板，无线装置安装板上端设有无线装置限位卡；所述无线发射装置19置于无线发射装置安装槽内，由无线装置安装板和无线装置限位卡限位固定；无线发射装置安装槽内开有接头中心孔以及过线槽，便于安装辅助接头20时的穿线和连接；无线装置安装座17无线装置安装侧的端面上设有正交分布的无线模块安装块，无线模块安装块上包含截面为三角形的无线模块安装卡和方便拆卸使用的凹槽，用于实现电源模块4的快速拆装，所述无线模块安装块与电池安装座15上无线模块限位槽配合连接，所述截面为三角形的无线模块安装卡置于V型的无线模块卡槽内，实现无线模块5与电源模块4的连接；无线装置安装座17的辅助模块连接侧，开有环形的辅助模块安装槽和辅助模块限位槽，用于连接辅助模块6；
所述的辅助模块6包括辅助接头20和接头安装座21；所述的接头安装座21的外表面为球形，在端面上设有环形的安装凸台和限位块，与无线装置安装座17的辅助模块安装槽和辅助模块限位槽配合，实现与无线模块5的连接；接头安装座21的中心部位设有接头安装槽和接头安装限位板，接头限位板具有弹性，用于提高配合的容错性；所述辅助接头20置于接头安装槽内，由接头安装限位板限位固定；
被动半球2整体结构紧凑，球内空间利用率高，分布合理，各模块工作时相对独立，互不干扰；
所述环状径向磁铁14、非金属轴承13和摄像模块3组成三层嵌套结构，提高胶囊机器人结构刚度和集成度。
被检查者吞服双半球胶囊机器人后，开启三轴正交嵌套亥姆霍兹线圈磁场叠加装置，采用主被动控制模态，实现胶囊机器人的定点悬停调姿和滚动行走。借助摄像功能和无线传输功能，将图像信号从人体内发出，外部采用图像接收器接收，在人机界面上显示胃肠道实景图像，协助医护人员观察胃肠道是否发生病变和控制胶囊机器人走向。
本发明的有益效果：双半球胶囊机器人的主动半球和被动半球通过选择超薄空心结构非金属轴承悬浮连接，主动半球和被动半球之间形成防止绕线的空心结构，环状径向磁铁、轴承和摄像模块组成三层嵌套结构，提高胶囊机器人结构刚度和集成度，保证磁场环境下轴承旋转阻力矩恒定，提高胶囊机器人运动稳定性；被动半球内集成摄像模块和无线模块，具备摄像和图像无线传输功能，定点调姿时拍摄性能稳定，防止拍摄图像发生翻转，避免传输信号发生干扰，保证图像质量，便于对胃肠道内指定位置的检查和胶囊机器人的视觉导航，为日后空间万向旋转磁场控制胶囊机器人的临床应用奠定了坚实的基础。
附图说明
图1是原主被动双半球胶囊机器人剖视图。
图2是主被动双半球形胶囊机器人的空间万向旋转磁场驱动装置与控制系统示意图。
图3是本发明主被动双半球胶囊机器人结构示意图。
图4是本发明主被动双半球胶囊机器人剖视图。
图5是摄像端盖结构示意图。
图6是摄像元件安装座结构示意图。
图7是摄像元件安装座剖视图。
图8是主动半球球壳结构示意图。
图9是电池安装座电池安装侧结构示意图。
图10是电池安装座轴承安装侧结构示意图。
图11是无线装置安装座无线装置安装侧结构示意图。
图12是无线装置安装座辅助模块连接侧结构示意图。
图13是接头安装座结构示意图。
图中a-主动半球壳，b-被动半球壳，c-轴承定位套筒，d-轴承，e-圆螺母；f-阶梯轴，g-径向磁化钕铁硼圆环内驱动器，h-摄像头与图像传输装置，i-人机显示界面，j-控制手柄，k-图像接收器，l-磁场驱动器，m-病床，n-被检查者，o-新型主被动双半球胶囊机器人，p-三轴正交嵌套亥姆霍兹线圈磁场叠加装置；
1-主动半球，2-被动半球，3-摄像模块，4-电源模块，5-无线模块，6-辅助模块，7-主动半球球壳，8-LED元件，9-摄像端盖，10-摄像元件，11-摄像元件安装座，12-卡簧，13-非金属轴承，14-径向充磁磁铁，15-电池安装座，16-电池，17-无线装置安装座，18-无线发射天线，19-无线发射装置，20-辅助接头，21-接头安装座。
具体实施方式
下面结合附图和技术方案详细说明本发明的具体实施方式。
结合图3-13，主被动双半球胶囊机器人安装过程如下：
步骤一：将径向充磁磁铁14安装于主动半球球壳上的磁铁安装槽内，完成主动半球模块1的组装。
步骤二：LED元件8安装于摄像端盖9的LED元件安装孔上，摄像元件10安装于摄像元件安装座11的方形孔内，摄像端盖9套在摄像元件10上，方形凸台与方形孔完全配合，电线由穿线孔和矩形过线槽伸出，完成摄像模块3的组装。
步骤三：电池16安装于电池安装座15的安装槽内，由电池安装挡板和挡板上端的限位卡限位固定，完成电源模块4的定位和安装。
步骤四：无线发射装置19安装于无线装置安装座17的无线发射装置安装槽内，并由无线装置安装板和无线装置限位卡限位固定；无线发射天线18安装在无线发射天线槽内，由天线安装限位板限位固定，完成无线模块5的组装。
步骤五：辅助接头20位于接头安装座21的接头安装槽内，由接头安装限位板限位固定，完成辅助模块6的组装。
步骤六：辅助模块6中的安装凸台和限位块与无线模块5的辅助模块安装槽和辅助模块限位槽配合，将无线模块5的无线模块安装块与无线模块限位槽配合，将无线模块安装卡置于V型的无线模块卡槽内；摄像模块3的连接轴外表面与安装轴的内孔配合，连接轴下方的定位卡与摄像模块限位锥面配合，实现摄像模块3的限位固定，实现被动半球2的组装。
步骤七：非金属轴承13内表面与电源模块4的安装轴配合，外表面与主动半球1的轴承安装孔进行配合，卡簧12位于卡簧安装槽内，对非金属轴承13进行轴向定位，实现主动半球1与被动半球2的连接。
结合图2-13，主被动双半球胶囊机器人使用方法如下：
步骤一：被检查者n吞下主被动双半球形胶囊机器人o，并躺在病床m上，调整病床m位置，保证被检查者n位于三轴正交嵌套亥姆霍兹线圈磁场叠加装置p中心区域。
步骤二：通过磁场驱动器l开启三轴正交嵌套亥姆霍兹线圈磁场叠加装置p，主被动双半球形胶囊机器人o在人体内运动，通过摄像模块3对人体内胃肠道实时摄像，通过无线模块5发射图像信号。
步骤三：由无线图像接收器k接收图像信号，并在人机显示界面i显示。
步骤四：检查者通过画面观察被检查者n体内胃肠道状况，并通过控制手柄j调节磁场方向，从而调整主被动双半球胶囊机器人o调姿或移动到指定观察点。实现胶囊机器人在人体体内的运动，进而实现对于人体胃肠道检查。
Claims (2)
1.一种可无线传输图像的主被动双半球高集成胶囊机器人，包括主动半球(1)和被动半球(2)，其特征在于：
所述的主动半球(1)包括主动半球球壳(7)和径向充磁磁铁(14)；主动半球球壳(7)采用空心结构，设有磁铁安装槽；环状的径向充磁磁铁(14)嵌入在主动半球球壳(7)的磁铁安装槽中；主动半球球壳(7)中心位置开有轴承安装孔和卡簧安装槽，用于安装非金属轴承(13)，实现与被动半球(2)连接；所述非金属轴承(13)的外表面与轴承安装孔配合，卡簧安装槽中设有卡簧(12)，用于非金属轴承(13)的轴向定位，所述非金属轴承(13)不会因磁场的作用而受力，保持旋转阻力矩恒定；主动半球(1)是双半球胶囊机器人的驱动单元，在空间万向磁场与内嵌的径向充磁磁铁(14)的耦合磁矩下，主动半球(1)能够自由旋转，在“随动效应”作用下，主动半球(1)的旋转轴线与磁场旋转轴保持一致；“悬停”调姿时，主动半球(1)未接触胃肠壁，主动半球(1)相对被动半球(2)空转；滚动行走时，主动半球(1)接触肠壁，耦合磁矩转换为滚动驱动力，实现主动半球(1)带动胶囊机器人在胃肠道内滚动；
所述的被动半球(2)包括摄像模块(3)、电源模块(4)、无线模块(5)和辅助模块(6)，所述辅助模块(6)位于被动半球最底部，所述无线模块(5)位于辅助模块(6)上方，所述电源模块(4)位于无线模块(5)上方，所述摄像模块(3)从主动半球(1)中心穿过，置于主动半球(1)顶端，摄像模块(3)与主动半球(1)的运动相互分离；被动半球(2)内部不具有驱动装置，是一种欠驱动结构，“悬停”调姿时，被动半球(2)与胃肠壁接触，在摩擦力的作用下，保持相对静止状态，避免了胶囊机器人在调姿时发生滚动；滚动行走时，被动半球(2)作为从动轮进行滚动，到达观察位置时，恢复至“悬停”调姿时的静止状态；
所述摄像模块(3)包括LED元件(8)、摄像端盖(9)、摄像元件(10)和摄像元件安装座(11)，用于实现胶囊机器人的照明、摄像功能；所述摄像端盖(9)端面上设有方形凸台；所述LED元件(8)安装于摄像端盖(9)的端面方形凸台两侧的LED元件安装孔上；所述摄像元件安装座(11)为阶梯圆柱体结构，上部开有方形孔、矩形过线槽和穿线孔，方形孔与摄像元件(10)底座和摄像端盖(9)方形凸台配合，实现摄像元件(10)的支撑和固定；矩形过线槽和穿线孔用于摄像元件(10)和LED元件(8)的电线布置；摄像元件安装座(11)下部为连接轴，连接轴下方设有定位卡，用于与电源模块(4)的连接；
所述电源模块(4)包括电池安装座(15)和电池(16)，用于为摄像模块(3)和无线模块(5)提供电源；所述电池安装座(15)用于安装电池(16)，及与主动半球(1)、无线模块(5)连接；电池安装座(15)分为轴承安装侧和电池安装侧；电池安装座(15)的轴承安装侧设有轴肩和安装轴，所述轴肩用于非金属轴承(13)的定位，所述安装轴外表面与非金属轴承(13)内表面配合，实现主动半球(1)与被动半球(2)的连接；所述安装轴开有内孔，用于与摄像模块(3)的连接轴外表面配合，安装轴的内孔设有摄像模块限位锥面，摄像模块(3)连接轴下方的定位卡与摄像模块限位锥面配合，实现摄像模块(3)与电源模块(4)的连接及限位固定；在电池安装座(15)的电池安装侧设有安装槽，所述电池(16)为不规则矩形块结构，置于电池安装座(15)上的安装槽中，安装槽内设有弹性的电池安装挡板和挡板上端的限位卡，用于电池(16)的安装和限位；电池安装座(15)电池安装侧的端面上设有无线模块限位槽和V型的无线模块卡槽，用于无线模块(5)的连接；
所述的无线模块(5)包括无线装置安装座(17)、无线发射装置(19)和无线发射天线(18)，用于采集摄像模块(3)的拍摄画面，通过无线发射天线(18)发射图像信号，由外部图像接收器(k)接收；所述的无线装置安装座(17)用于安装无线发射装置(19)和无线发射天线(18)，及连接电源模块(4)和连接辅助模块(6)，无线装置安装座(17)的内外两侧分别为无线装置安装侧和辅助模块连接侧；无线装置安装座(17)的无线装置安装侧开有无线发射装置安装槽，无线发射装置安装槽上方设有天线槽，天线槽内设有天线安装限位板；所述无线发射天线(18)置于天线槽内，由天线安装限位板限位；所述无线发射装置槽内设有无线装置安装板，无线装置安装板上端设有无线装置限位卡；所述无线发射装置(19)置于无线发射装置安装槽内，由无线装置安装板和无线装置限位卡限位固定；所述无线发射装置安装槽内开有接头中心孔及过线槽，便于安装辅助接头(20)时的穿线和连接；无线装置安装座(17)无线装置安装侧的端面上设有正交分布的无线模块安装块，无线模块安装块上包含截面为三角形的无线模块安装卡和方便拆卸使用的凹槽，用于实现电源模块(4)的快速拆装，所述无线模块安装块与电池安装座(15)上无线模块限位槽配合连接，所述截面为三角形的无线模块安装卡置于V型的无线模块卡槽内，实现无线模块(5)与电源模块(4)的连接；无线装置安装座(17)的辅助模块连接侧，开有环形的辅助模块安装槽和辅助模块限位槽，用于连接辅助模块(6)；
所述的辅助模块(6)包括辅助接头(20)和接头安装座(21)；所述的接头安装座(21)的外表面为球形，在端面上设有环形的安装凸台和限位块，与无线装置安装座(17)的辅助模块安装槽和辅助模块限位槽配合，实现与无线模块(5)的连接；接头安装座(21)的中心部位设有接头安装槽和接头安装限位板，接头限位板具有弹性；所述辅助接头(20)置于接头安装槽内，由接头安装限位板限位固定。
2.根据权利要求1所述的一种可无线传输图像的主被动双半球高集成胶囊机器人，其特征在于，环状径向磁铁(14)、非金属轴承(13)和摄像模块(3)组成三层嵌套结构，减少耦合磁力矩到支撑点的悬臂距离，提高胶囊机器人结构刚度和集成度。
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