CN111643040A - 胶囊内窥镜的磁控装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种胶囊内窥镜的磁控装置及控制系统。该胶囊内窥镜的磁控装置包括上支架和下支架，上支架具有第一安装空间，且上支架与下支架之间形成第二安装空间；磁部件，安装于下支架，用于带动胶囊内窥镜运动；第一转动组件，安装于下支架，用于驱动磁部件绕第一旋转轴线转动，包括第一电机，第一电机的至少部分位于第二安装空间；第二转动组件，安装于下支架和上支架，用于驱动磁部件和第一转动组件绕第二旋转轴线转动，包括第二电机，第二电机的至少部分位于第一安装空间；第一旋转轴线和第二旋转轴线之间具有夹角。能够减小第一电机和第二电机所占据的外部空间，使结构更紧凑，小巧，方便磁控装置移动。

Description

胶囊内窥镜的磁控装置及控制系统

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种胶囊内窥镜的磁控装置及控制系统。

背景技术

目前，使用胶囊内窥镜对人体消化道进行常规检查，是市场上较为先进的一种诊查手段。相较于插入传统电子内镜，吞服胶囊内窥镜不会引起检查者身体和心理上的不适，也减小交叉感染的可能性。

磁控胶囊内窥镜是一种通过操作端可主动控制检查视野的胶囊内窥镜。目前，常用的控制手段是在人体外的放置一个磁体，通过改变磁体的方位和姿态引起磁体周围磁场有序变化，磁控胶囊内窥镜内置的磁体受到外界变化磁场的影响来带动胶囊内窥镜，从而实现胶囊内窥镜检查视野的变化。但是，现有电动控制的磁控装置结构(例如包括伺服电机、减速器、编码器等)较为复杂，从而导致磁控装置的体积较大和成本较高。

因此，目前亟待需要一种胶囊内窥镜的磁控装置及控制系统来解决上述问题。

发明内容

本申请提供了一种胶囊内窥镜的磁控装置及控制系统，以减小磁控装置的体积和降低磁控装置的成本。

第一方面，本申请提供一种胶囊内窥镜的磁控装置，用于调节胶囊内窥镜的状态和/或动作，包括：

上支架和下支架，所述下支架可转动地安装于所述上支架，所述上支架具有第一安装空间，且所述上支架与所述下支架之间形成第二安装空间；

磁部件，安装于所述下支架，用于带动所述胶囊内窥镜运动；

第一转动组件，安装于所述下支架，用于驱动所述磁部件绕第一旋转轴线转动，所述第一转动组件包括第一电机，所述第一电机的至少部分位于所述第二安装空间；

第二转动组件，安装于所述下支架和所述上支架，用于驱动所述磁部件和所述第一转动组件绕第二旋转轴线转动，所述第二转动组件包括第二电机，所述第二电机的至少部分位于所述第一安装空间；

其中，所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线之间具有夹角。

在一种可能的设计中，所述上支架至少包括第一安装板、第二安装板和第三安装板，且所述第一安装板、所述第二安装板和所述第三安装板围成U型的所述第一安装空间。

在一种可能的设计中，所述下支架包括第三壳体和安装部，所述安装部位于所述上支架与所述第三壳体之间，且所述安装部转动安装于所述上支架，所述安装部位于所述第三壳体和所述上支架沿所述第二旋转轴线的投影范围内；

所述磁部件的至少部分安装于所述第三壳体，所述第一电机安装于所述安装部。

在一种可能的设计中，所述第三壳体为部分球形结构。

在一种可能的设计中，所述第二转动组件包括第二传动件，所述第二传动件包括沿所述第二旋转轴线设置的传动轴；

所述传动轴的一端与所述第二电机连接，另一端与所述下支架固定。

在一种可能的设计中，所述第二传动件还包括与所述传动轴连接的支撑件，所述传动轴外周设置有第二轴承；

所述支撑件设置于所述第二轴承和所述传动轴之间。

在一种可能的设计中，所述第一转动组件安装于所述下支架的未设置所述磁部件的一侧。

在一种可能的设计中，所述磁部件包括磁体和安装腔体，所述磁体安装在所述安装腔体内；

所述安装腔体设置有沿所述第一旋转轴线设置的旋转轴，所述下支架上沿着所述第一旋转轴线的方向设置有第一通孔，所述旋转轴穿设于所述第一通孔内。

在一种可能的设计中，所述下支架沿所述第一旋转轴线的方向具有两个相对设置的所述第一通孔；

所述旋转轴包括第一旋转轴和第二旋转轴，所述第一旋转轴穿设于其中一个所述第一通孔，所述第二旋转轴穿设于另一个所述第一通孔；

所述第一旋转轴与所述第一电机通过第一传动件连接。

在一种可能的设计中，所述下支架还包括第一端盖和第二端盖，所述第一端盖和所述第二端盖分别设置于两个所述第一通孔处，并与所述下支架的第三壳体连接；

所述第一旋转轴可转动地设置于所述第一端盖，且所述第一传动件固定于所述第一端盖；

所述第二旋转轴可转动地设置于所述第二端盖。

在一种可能的设计中，所述安装腔体至少包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体围成所述安装腔体的内腔；

所述第一旋转轴设置于所述第一壳体，所述第二旋转轴设置于所述第二壳体。

在一种可能的设计中，第一电机和所述第二电机中至少有一者为步进式电机；

所述第一电机和所述第二电机的扭矩不小于0.7N·m。

在一种可能的设计中，所述磁控装置还包括至少一个转动原点检测机构，用于判断所述磁部件是否处于转动原点；

所述转动原点检测机构包括与所述第一电机和/或所述第二电机电连接的开关组件，以及与所述开关组件配合的开关配合件，且所述磁部件处于转动原点时，所述开关组件控制电路断开。

在一种可能的设计中，所述转动原点检测机构包括第一转动原点检测机构，所述第一转动原点检测机构安装在所述磁部件与所述下支架的连接处，并包括第一开关组件和第一开关配合件；

所述第一开关组件安装于所述磁部件、所述下支架中的一者，所述第一开关配合件安装于另一者，所述第一开关组件和所述第一开关配合件之间通过相对转动而控制所述第一电机启停。

在一种可能的设计中，所述转动原点检测机构包括第二转动原点检测机构，所述第二转动原点检测机构安装在所述上支架与所述下支架的连接处，并包括第二开关组件和第二开关配合件；

所述第二开关组件安装于所述上支架、所述下支架中的一者，所述第二开关配合件安装于另一者，所述第二开关组件和所述第二开关配合件之间通过相对转动而控制所述第二电机启停。

在一种可能的设计中，所述开关组件为光电开关，所述开关配合件设有检测部；

随着所述光电开关与所述开关配合件之间的相对转动，当所述光电开关检测到所述检测部时，所述光电开关控制电路断开，所述磁部件停止在转动原点。

在一种可能的设计中，所述磁控装置还包括滑环，所述滑环包括上滑环与下滑环；

所述上滑环安装于所述上支架，用于与电源电连接，所述下滑环安装于所述下支架，用于与所述第一电机电连接；

所述滑环采用PCB滑环，且所述PCB滑环的厚度小于或等于10mm。

本申请第二方面提供一种胶囊内窥镜的控制系统，包括以上所述的磁控装置和用于调节所述磁控装置位置的位置调节装置。

因此，在申请中，当将第一电机的至少部分位于第二安装空间内、第二电机的至少部分位于第一安装空间内时，能够合理利用上支架和下支架的内部空间以及二者之间的空间，从而减小第一电机和第二电机所占据的外部空间，使结构更紧凑，小巧，方便磁控装置移动。同时，上述第一安装空间能够对第二电机起到一定的保护作用，从而降低第二电机损坏的风险，提高磁控装置的使用寿命。

附图说明

图1为本申请实施例提供的胶囊内窥镜的磁控装置的立体示意图；

图2a和图2b为图1所示磁控装置的剖面示意图；

图3为图1所示磁控装置的主视图；

图4为图1所示的磁控装置在一种具体实施例中的侧视图；

图5为图1所示的磁控装置在另一种具体实施例中的侧视图；

图6为图3中第一转动原点检测机构在一种具体实施例中的结构示意图。

附图标记：

L1-第一旋转轴线；

L2-第二旋转轴线；

X-水平方向；

Y-竖直方向；

1-磁部件；

11-磁体；

12-安装腔体；

121-第一壳体；

122-第二壳体；

2-第一转动组件；

20-第一电机；

211-第一旋转轴；

221-第二旋转轴；

23-第一传动件；

231-第一联轴器；

232-主动轮；

233-传送带；

234-从动轮；

235-张紧轮；

236-轴承套；

237-第三轴承；

24-第一端盖；

25-第二端盖；

26-第一轴承；

3-第二转动组件；

30-第二电机；

301-支撑柱；

302-固定板；

31-下支架；

311-第三壳体；

312-安装部；

312a-限位板；

313-第二安装空间；

32-第二传动件；

321-传动轴；

321a-限位盘；

322-支撑件；

323-第二轴承；

324-第二联轴器；

41-上支架；

411-第一安装空间；

412-第一安装板；

413-第二安装板；

414-第三安装板；

42-上盖板；

43-悬挂件；

5-滑环；

51-上滑环；

52-下滑环；

6-转动原点检测机构；

61-第一转动原点检测机构；

611-第一开关组件；

611a-凹槽；

612-第一开关配合件；

612a-检测部；

62-第二转动原点检测机构；

621-第二开关组件；

622-第二开关配合件。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本申请进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

请参阅图1～3，本申请实施例提供的一种胶囊内窥镜的磁控装置用于调节胶囊内窥镜(图中未示出)的状态，该磁控装置包括上支架41、下支架31、磁部件1、第一转动组件2和第二转动组件3。其中，上支架41用于吊装磁控装置。磁部件1与下支架31连接(包括直接连接或通过其他部件间接连接)，并用于带动胶囊内窥镜转动。第一转动组件2与下支架31连接(包括直接连接或通过其他部件间接连接)。该第一转动组件2包括第一电机20，第一电机20用于带动磁部件1绕第一旋转轴线L1转动。第二转动组件3与上支架41和下支架31连接(包括直接连接或通过其他部件间接连接)。该第二转动组件3包括第二电机30，第二电机30用于带动磁部件1和第一转动组件2绕第二旋转轴线L2转动。其中，第一旋转轴线L1和第二旋转轴线L2之间具有夹角。

因此，上述第一转动组件2和/或第二转动组件3转动时，均能够驱动磁部件1转动。而磁部件1转动的过程中，其周围磁场有序变化，进而控制人体内胶囊内窥镜镜的运动，以调整胶囊内窥镜的状态和动作。

具体地，以图1所示的磁控装置的方位为例，上述第二旋转轴线L2可以为与竖直方向Y平行的方向，上述第一旋转轴线L1可以为与水平方向X平行的方向。当然，当磁控装置的放置范围改变时，上述第一旋转轴线L1可能不再与水平方向X平行、第二旋转轴线L2也可能不再与竖直方向Y平行。本文以磁控装置处于图1所示的方位为例进行描述。

同时，如图2a所示，该上支架41内部具有第一安装空间411，且上支架41与下支架31之间形成第二安装空间313。上述第一电机20的至少部分位于第二安装空间313内，第二电机30的至少部分位于第一安装空间411内。即第一电机20的一部分位于第二安装空间313内，或者，第一电机20全部位于第二安装空间313内；第二电机30的一部分位于第一安装空间411内，或者，第二电机30全部位于第一安装空间411内。

需要说明的是，上述第二安装空间313为上支架41与下支架31之间的空间，且该第二安装空间313并非指上支架41与下支架31沿第二旋转轴线L2方向正对的空间，而是指偏离上支架41与下支架31正对位置的空间。如图2a所示，该上支架41与下支架31在沿第二旋转轴线L2正对的位置转动连接，且连接后，二者的转动轴线为第二旋转轴线L2，此时，该第二安装空间313位于上支架41与下支架31连接位置的一侧，即该第二安装空间313偏离第二旋转轴线L2。

因此，在本实施例中，当将第一电机20的至少部分位于第二安装空间313内、第二电机30的至少部分位于第一安装空间411内时，能够合理利用上支架41和下支架31的内部空间以及二者之间的空间，从而减小第一电机20和第二电机30所占据的外部空间，使结构更紧凑，小巧，方便磁控装置移动。同时，上述第一安装空间411能够对第二电机30起到一定的保护作用，从而降低第二电机30损坏的风险，提高磁控装置的使用寿命。

需要说明的是，本申请实施例提供的第一电机20和第二电机30分别控制第一传动件23和第二传动件32。其中，由于第一电机20相对下支架31固定，第二电机30相对上支架41固定，因此，当第二电机30驱动第二转动组件3带动下支架31转动时，第一电机20能够随下支架31转动。此时，与下支架31转动过程中第一电机20不随下支架31转动相比，本实施例的设置方式能够简化第一电机20与下支架31之间的传动链(仅需将二者固定连接即可)，使磁控装置的结构更加紧凑。

具体地，如图1所示，该上支架41至少包括第一安装板412、第二安装板413和第三安装板414，且该第一安装板412、第二安装板413和第三安装板414围成U型的第一安装空间411。其中，第一安装板412和第二安装板413连接于第三安装板414的两端。

本实施例中，如图2a所示，第二电机30位于上支架41围成的第一安装空间411内，从而提高上支架41的空间利用率，并减小上支架41所占据的外部空间。同时，该第一安装空间411能够对第二电机30起到保护作用，降低第二电机30与外部装置碰触的风险。

其中，该第一安装板412、第二安装板413和第三安装板414可以固定连接，或者也可以一体成型。

在本申请的其他实施例中，上支架41还可以形成为圆筒状或棱柱状等其他结构，也可以由其他数量的安装板组合而成，在此不再赘述，只要能够确保形成的安装空间有利于安装第二电机30即可。

该磁控装置还可以包括盖设于上支架41顶部的上盖板42。该上盖板42与第一安装板412和第二安装板413固定连接，从而通过上盖板42、第一安装板412、第二安装板413和第三安装板414围成上述第一安装空间411，不仅结构更紧凑小巧，而且还能实现对第二电机30等部件的保护。进一步地，该磁控装置还包括穿设于上盖板42悬挂件43，悬挂件43用于悬挂上支架41，从而实现磁控装置的悬挂。其中，悬挂件43的外周壁可以设置有与位置调节装置固定的螺纹孔或其它固定结构，用于与磁控系统的位置调节装置连接，以通过控制位置调节装置来实现对磁控装置的位置的调节。其中，位置调节装置通常安装于地面，磁控装置固定悬挂与位置调节装置，且位置调节装置能够带动磁控装置进行前后、上下、左右的移动，便于进行检测。

更具体地，如图2b所示，该第二电机30连接有固定板302和支撑柱301，固定板302与第二电机30固定连接(例如，二者可以螺栓连接、或卡接，或焊接等)。同时，支撑柱301一端与固定板302连接，另一端与上支架41的底壁抵接(具体地，该支撑柱301可以与上支架41的第三安装板414抵接)，且该支撑柱301与固定板302可以固定连接，与上支架41的底壁可以固定连接，从而通过支撑柱301将第二电机30支撑于第一安装空间411内，并提高第二电机30的稳定性。此外，在本申请的一些实施例中，支撑柱301可以与上支架41(或第三安装板414)一体形成。

更具体地，如图5所示的实施例中，该第二电机30不超出第一安装板412和第二安装板413，即第二电机30全部位于上述第一安装空间411内，此时，该第一安装空间411能够对第二电机30起到有效的保护作用，防止第二电机30与外部结构碰触。

另外，该上支架41还可以包括第四安装板和第五安装板(图中未示出)，该第四安装板和第五安装板均可以与第一安装板412、第二安装板413和第三安装板414连接，并封堵上述第一安装空间411的开口，从而进一步提高上支架41对第二电机30的保护作用。

另一方面，如图2a所示，该下支架31包括固定连接或一体成型的第三壳体311和安装部312。磁部件1的至少部分安装于第三壳体311，第二电机30通过传动轴321连接于安装部312，且第一电机20安装于该安装部312。其中，该安装部312位于上支架41与第三壳体311之间，且该安装部312转动安装于上支架41，从而使得下支架31转动安装于上支架41，该安装部312位于第三壳体311和上支架41的投影范围内。

在本实施例中，沿第二旋转轴线L2的方向，上支架41、安装部312和下支架31的第三壳体311均具有投影，且该安装部312的投影位于上支架41的投影范围内，并位于第三壳体311的投影范围内，使得安装于安装部312的第一电机20的至少部分能够位于下支架31的第三壳体311与上支架41的投影范围内。此时，第一电机20的一部分位于第三壳体311与上支架41的投影范围内，或者，第一电机20全部位于第三壳体311与上支架41的投影范围内，从而使得第一电机20能够合理利用上支架41与下支架31之间的空间。当第一旋转轴线L1与水平方向X平行，第二旋转轴线L2与竖直方向Y平行时，且当第一电机20全部位于第三壳体311与上支架41的投影范围内时，使得该磁控装置所占据的水平方向X的空间由上支架41和下支架31决定，第一电机20不会增大磁控装置所占据的水平方向X的空间，从而进一步提高磁控装置沿水平方向X的紧凑性。

以上各实施例中，如图2b所示，上述第二转动组件3包括第二传动件32，该第二传动件32包括沿第二旋转轴线L2设置的传动轴321。其中，该传动轴321的一端与第二电机30的输出轴连接，另一端与下支架31固定。

本实施例中，通过设置第二传动件32，能够将第二电机30的输出轴的转动运动传递至下支架31，从而实现下支架31的转动。并且，通过设置传动轴321，能够避免第二电机30的输出轴与下支架31直接连接。

进一步地，如图2a和图2b所示，第二传动件32还包括与传动轴321连接的支撑件322，该传动轴321外周套设有第二轴承323，支撑件322设置于第二轴承323和传动轴321之间。

具体地，支撑件322与传动轴321之间固定连接。在一种具体实现方式中，该支撑件322可以设置有安装孔，传动轴321穿过该安装孔，并与支撑件322过盈配合，从而实现传动轴321与支撑件322之间的固定连接。同时，第二轴承323套装于支撑件322的外周，即第二轴承323的内圈与支撑件322连接，外圈与上支架41的内壁连接，从而通过第二轴承323实现支撑件322能够相对于上支架41转动，进而实现传动轴321能够相对于上支架41转动。此外，在其他的实现方式中，支撑件322还可以是支撑螺母，该支撑螺母设置有内螺纹，传动轴321与支撑螺母连接的一端设置有外螺纹，两者通过螺纹连接实现固定连接。

本实施例中，通过设置支撑件322与第二轴承323，能够增加传动轴321与第二轴承323之间的结构强度和安全性。同时，为了实现传动轴321与第二电机30的输出轴之间的连接，从而提高二者的连接可靠性，该第二传动件32还包括第二联轴器324，通过该第二联轴器324连接第二电机30的输出轴和传动轴321。

更具体地，如图2a所示，下支架31的安装部312的内腔包括限位板312a，该限位板312a具有第二通孔，传动轴321经该第二通孔伸入安装部312的内腔中。同时，该传动轴321连接有位于安装部312内腔中的限位盘321a，该限位盘321a与限位板312a的底壁抵接，且该限位盘312a的直径大于第二通孔的直径，从而通过限位板312a将限位盘321a限制于安装部312的内腔中，实现传动轴321与下支架31的连接。并且，为了确保转动效果，该限位板312a与限位盘321a还可以通过螺钉等连接件固定连接，从而提高传动轴321与下支架31之间的连接可靠性。

在一种具体实施例中，如图1所示，该下支架31包括第三壳体311和安装部312，第三壳体311用于安装上述磁部件1。其中，该第三壳体311可以为球形或部分球形结构，安装部312可以为圆柱体结构，且该安装部312与第三壳体311之间弧形过渡，从而减小下支架31的应力集中，提高其使用寿命。并且，采用球形或部分球形结构(如半球形)的第三壳体311，能够减小下支架31占用的空间，从而增大第二安装空间313，并能够在第二安装空间313内装配更多结构，进而使得整体机构更加紧凑。

本实施例中，该第三壳体311可以为半球形结构，磁部件1安装于该半球形结构的内腔中，保证磁部件1的安装可靠性，同时，该半球形结构的第三壳体311的体积较小，在保证磁部件1的安装可靠性的前提下，能够进一步减小磁控装置的体积，从而进一步实现磁控装置紧凑的目的。

具体地，如图1所示，该第三壳体311远离安装部312的外轮廓可以为曲线型，即该第三壳体311可以为不规则的部分球形结构，此时，能够在减小第三壳体311的体积的同时，尽量提高第三壳体311与磁部件1的连接可靠性。

更具体地，如图1所示，该第一转动组件2安装于下支架31的未设置磁部件1的一侧，且该第一转动组件2的各部件靠近第一电机20设置，从而便于实现第一转动部件2的各部件与第一电机20的连接，并简化第一转动组件2的结构。

在一些具体实施例中，如图2a所示，该磁部件1包括磁体11和安装腔体12，该磁体11具有磁性，且当磁体11的周围存在变化的磁场时，该磁体11能够运动。该安装腔体12用于安装磁体11，且磁体11固定安装于安装腔体12的内腔中时，该安装腔体12能够对磁体11起到保护的作用。

同时，安装腔体12设置有沿第一旋转轴线L1设置的旋转轴，该下支架31上沿着第一旋转轴线L1的方向设置有第一通孔，该旋转轴穿设于第一通孔内，且该旋转轴能够在第一通孔内转动，从而带动安装腔体12转动，进而带动位于安装腔体12内的磁部件1转动。

此外，该旋转轴的一部分能够从第一通孔伸出，并与第一转动组件2的第一传动件23连接，进而通过第一传动件23实现旋转轴与第一电机20的输出轴连接，通过第一电机20的输出轴带动旋转轴转动。

进一步地，如图2a所示，该下支架31的第三壳体311沿第一旋转轴线L1的方向具有两个相对设置的第一通孔，相应地，磁部件1包括两个旋转轴，即第一旋转轴211和第二旋转轴221。其中，该第一旋转轴211与第二旋转轴221均沿第一旋转轴线L1的方向延伸，并沿第一旋转轴线L1方向位于磁部件1的两侧。该第一旋转轴211穿设于其中一个第一通孔，第二旋转轴221穿设于另一个第一通孔。该第一旋转轴211与第一电机20位于下壳体31的同一侧，且该第一旋转轴211与第一电机20通过上述第一传动件23连接。当磁部件1设置两个旋转轴、第三壳体311设置两个第一通孔时，能够增加第一转动组件2转动的稳定性和可靠性。

进一步地，如图2a所示，该第一转动组件2还可以包括第一端盖24和第二端盖25，第一端盖24和第二端盖25分别设置于两个第一通孔处，并与下支架31的第三壳体311固定(两端盖具体可以通过螺栓连接或卡接等方式固定于第三壳体311)。同时，第一旋转轴211可转动地设置于第一端盖24，且第一传动件23固定于第一端盖24。类似地，第二旋转轴221可转动地设置于第二端盖25。

更具体地，第一端盖24上设置有第三通孔，第二端盖25设置有第四通孔，且该第三通孔和第四通孔可以分别与对应的第一通孔连通，从而使得旋转轴相对于上述的通孔转动。具体地，当第一电机20驱动磁部件1转动时，第一旋转轴211能够穿过对应的第一通孔和第三通孔，且能够相对于对应的第一通孔和第三通孔转动；同时，第二旋转轴221能够穿过对应的第一通孔和第四通孔，能够相对于对应的第一通孔和第四通孔转动。

本实施例中，通过设置上述第一端盖24和第二端盖25，能够增加第一转动组件2转动的稳定性和可靠性。

更进一步地，如图2b所示，该第一旋转轴211和第一端盖24之间以及第二旋转轴221和第二端盖25之间分别设置有第一轴承26，从而使得通过第一轴承26减小旋转轴与第一通孔、第三通孔及第四通孔之间的摩擦，使得磁部件1在下支架31内顺畅地转动。

本实施例中，当两第一通孔内均设置有该第一轴承26时，能够提高第一旋转轴211和第二旋转轴221转动的稳定性和可靠性，进而提高第一转动组件2的转动稳定性和传动可靠性，并使得磁部件1转动地更顺畅且无较大的阻力。

在一些实施方式中，如图1所示，第一旋转轴线L1可以与水平方向X同向，第二旋转轴线L2可以与竖直方向Y同向。由于磁控装置在工作时，第一轴承26主要受到沿竖直方向Y的支撑力，该竖直方向Y为第一轴承26的径向，即第一轴承26会受到径向应力，因此第一轴承26可以选为深沟球轴承或角接触轴承，以使第一轴承26能够承受足够的径向应力。第二轴承323(位于上支架41与传动轴321之间)主要受到沿竖直方向Y的支撑力，该竖直方向Y为第二轴承323的轴向，即第二轴承323会受到轴向应力，因此第二轴承323可以选为角接触轴承，以使第二轴承323能够承受足够的轴向应力。

具体地，该第一转动组件2的第一传动件23具体可以为任何能够实现第一电机20与第一旋转轴211之间的连接的结构。例如，如图1和图2b所示，该第一传动件23可以包括第一联轴器231、主动轮232、传送带233、从动轮234、张紧轮235、轴承套236和第三轴承237。其中，第一联轴器231分别与第一电机20的输出轴和主动轮232连接，从动轮234与第一旋转轴211连接，传送带233绕设于主动轮232和从动轮234，传送带233的两侧设置有张紧轮235，第一联轴器231的外侧设置有轴承套236，轴承套236的外侧设置有第三轴承237，轴承套236固定于第一端盖24，第一联轴器231、轴承套236、第三轴承237均可收容于主动轮232和第一端盖24之间，以提高磁控装置的结构紧凑性。在一些实现方案中，第三轴承237可以为深沟球轴承，以承受第三轴承237的径向应力。

以上各实施例中，如图2a和图2b所示，该磁部件1包括磁体11和安装腔体12，该安装腔体12至少包括第一壳体121和第二壳体122，当该安装腔体12包括第一壳体121和第二壳体122时，该第一壳体121和所述第二壳体122围成安装腔体12的内腔。当然，除了第一壳体121和第二壳体122之外，该安装腔体12还可以包括其他结构，例如还可以包括第四壳体，该第一壳体121、第二壳体122和第四壳体围成上述安装腔体12的内腔。

本实施例中，第一壳体121、第二壳体122围成安装腔体12的内腔，磁体11固定于安装腔体12的内腔，如此可以实现第一转动组件2与磁体11的连接，以便通过第一转动组件2带动磁体11转动。同时，磁体11固定于安装腔体12的内腔，该内腔能够对磁体11起到保护作用，提高磁控装置的使用寿命。

在一种具体实施方式中，磁体11可以通过外部结构件与第一壳体121和/或第二壳体122固定。例如第一壳体121和/或第二壳体122设置或形成有一安装孔，磁体11设置有与该安装孔对应的螺纹孔，通过螺纹构件将磁体11和第一壳体121和/或第二壳体122固定。在另一种具体实施方式中，磁体11还可以通过第一壳体121和第二壳体122的配合关系与二者实现固定，例如第一壳体121和第二壳体122配合形成安装腔体12时，可以完全将磁体11完全包裹住，即此时安装腔体12的内腔的形状和尺寸与磁体11的形状和尺寸相适配，从而实现磁体11与第一转动组件2的连接，且此时不再需要通过外部结构件来使磁体11和第一转动组件2固定。此外，第一壳体121和第二壳体122的配合方式可以是螺纹连接、卡接或铆接等方式，在此本申请对其不进行具体限定。

具体地，如图2a和图2b所示，该第一旋转轴211与第一壳体121和第二壳体122中的至少一者固定连接或一体成型，第二旋转轴221与第一壳体121和第二壳体122中的至少一者固定连接或一体成型，从而使得第一旋转轴211和第二旋转轴221转动时，能够带动安装腔体12转动。

以上各实施中，本申请实施例的第一电机20和第二电机30中至少有一者为步进式电机。

本申请提供的胶囊内窥镜的磁控装置通过采用步进电机来驱动第一转动组件2和第二转动组件3转动，即可在不需要减速器、编码器等部件的情况下实现精确控制，因此能够降低成本、并使整体结构紧凑，从而可以进一步减小磁控装置的体积和降低磁控装置的成本。

可以理解的是，现有采用伺服电机控制的磁控装置结构为闭环控制，即需要编码器，而且通常伺服电机会搭配减速器进行使用，如此会导致磁控装置的体积较大和成本较高。而本申请中的磁控装置采用步进电机，步进电机为开环控制，即不需要编码器，同时大扭矩的步进电机也不需要搭配减速器来增大自身的扭矩，从而本申请通过采用步进电机的驱动方式，可以避免使用减速器和编码器等部件，进而减小了磁控装置的体积和降低了磁控装置的成本。

在一些实施方式中，第一电机20和第二电机30的扭矩不小于0.7N·m，此时，可大致认为步进电机处于磁控装置使用时的大扭矩状态，从而步进电机无需采用减速器，如此相比伺服电机的驱动方式降低了成本。

可以理解的是，磁控装置具体是通过调节磁部件1的状态(即角度)来为胶囊内窥镜提供外界磁场，而为保证磁部件1调节的方便性，例如磁部件1可以设置为球形。此外，为降低磁部件1对人体的辐射伤害，磁部件1中磁体11可以选取钕铁硼、四氧化三铁、钐钴或铝镍钴等对人体辐射伤害小的永磁材料制作。

另外，如图2a和图2b所示，该磁控装置还可以包括滑环5，该滑环5位于上支架41与下支架31之间，该滑环5用于为第一电机20通电。具体地，该滑环5包括上滑环51和下滑环52，上滑环51与下滑环52能够在相对转动的同时确保两者之间的电连接。其中，上滑环51安装于上支架41，下滑环52安装于下支架31，上滑环51用于与电源电连接，下滑环52可以与第一电机20电连接。在工作状态时，上滑环51能对下滑环52通电，从而通过上滑环51与下滑环52实现对位于第二安装空间313的第一电机20的通电，避免第一电机20使用长导线与电源连接，导线随下支架31转动时发生缠绕的风险。需要说明的是，上述的电源可以是本申请中磁控装置自身的电源(包括设置于磁控装置上的电源)，也可以是用于装配磁控装置的设备上的外接电源，还可以将磁控装置接入市电等，在此不再展开描述。

其中，导电滑环5可以采用PCB板(Printed Circuit Board，印制电路板)式滑环，且PCB滑环的厚度小于或等于10mm。与其他类型导电滑环相比，PCB板式滑环的厚度更小，能够减小沿第二转动轴线L2所占据的空间，有利于紧凑磁控装置1的整体尺寸。

另一方面，为了在磁控装置上电初始化后便于操作人员进行后续操作，在本申请实施例中的磁控装置还可以包括至少一个转动原点检测机构6，用于判断磁部件1是否处于转动原点(即磁体11的转动原点)。其中，该转动原点检测机构6包括与第一电机20和/或第二电机30电连接的开关组件，以及与开关组件配合而控制电路通断的开关配合件。在接收到对应指令后，当磁部件1处于转动原点时，开关组件控制电路断开，从而控制第一电机20和/或第二电机30停止工作，磁部件1停止在其转动原点；当磁部件1未处于转动原点，则开关组件控制电路处于接通状态，从而控制第一电机20和/或第二电机30工作，带动磁部件1转动，直到磁部件1转动到其转动原点时停止。

需要解释的，在本设计中，转动原点可以是磁部件1绕第一旋转轴线L1转动的转动原点(也称第一零点)，也可以是磁部件1绕第二旋转轴线L2转动的转动原点(也称第二零点)。在一些情况下，可以认为当磁部件1处于第一零点时，磁体11的N极朝上、S极朝下。在其他情况下，还可以磁部件1的其他姿态作为零点位置，例如磁体11的S极朝上、N极朝下等，只要便于控制胶囊内窥镜即可。

为了对磁部件1是否运动到第一零点和/或第二零点进行检测及控制，本申请实施例可以包括第一转动原点检测机构61和第二转动原点检测机构62。其中，第一转动原点检测机构61可以用于检测磁部件1是否位于第一零点，从而控制第一电机20启停；第二转动原点检测机构62可以用于检测磁部件1是否位于第二零点，从而控制第二电机30启停。

在本申请的一实施例中，该第二转动原点检测机构62位于上支架41与下支架31之间。其中，第二转动原点检测机构62的第二开关组件621安装于上支架41与下支架31中的一者，第二转动原点检测机构62的第二开关配合件622安装于上支架41与下支架31中的另一者，上述第二转动原点检测机构62的第二开关组件621与第二开关配合件622之间通过相对转动而控制第二电机30启停。

具体来说，以第一转动原点检测机构61的第一开关组件611为光电开关、第一开关配合件612为码盘进行说明。如图3和图6所示，在一种可能的设计中，对于第一原点检测机构61来说，如图2b所示，其第一开关配合件612(码盘)通过第二旋转轴221与磁部件1连接，第一开关组件611与下支架31的第二端盖25连接，从而使得该第一开关配合件612能够随磁部件1转动而与第一开关组件611相对转动。当第一开关组件611(光电开关)感应到第一开关配合件612(码盘)的检测部612a后，判断磁部件1到达第一零点。同时，该第一开关组件611(光电开关)与第一电机20电连接，当磁部件1转动到第一零点时，该第一开关组件611(光电开关)控制第一电机20停止工作。

其中，如图6所示，该第一开关配合件612(码盘)的检测部612a可以为反光件或缺口等。相应地，该第一开关组件611(光电开关)可以设置有凹槽611a，当第一开关配合件612(码盘)的检测部612a位于凹槽611a内时，检测部612a能够与第一开关组件611(光电开关)配合而控制第一电机20的电路的启停。即，检测部612a的转动初始位置(未上电时)位于凹槽611a内，当第一开关组件611(光电开关)检测到第一开关配合件612(码盘)的检测部612a位于凹槽611a内时，磁部件1转动到第一零点。磁部件1转动过程中，能够带动第一开关配合件612(码盘)转动，且当转动到检测部612a再次位于凹槽611a内时，第一开关组件611(光电开关)再次检测到检测部612a，磁部件1回到第一零点，第一开关组件611(光电开关)控制第一电机20停止工作。

当然，在本申请的其他实施例中，检测部612a还可以为其他结构，只要能够控制磁部件1停止在转动原点即可。例如检测部612a可以为设置于第一开关配合件612(码盘)外缘的环状薄壁挡光板，并且挡光板上设置有开口或透明部，当开口或透明部处于凹槽611a内部时，第一开关组件611(光电开关)能够通过控制第一电机20使磁部件1停止在第一零点。在具体的应用中，可以依据不同的光电开关的种类(例如：对射型光电开关、槽式光电开关等)，选择能够与之配合的检测部，具体不再赘述，只要能够控制磁部件1准确停止在第一零点即可。

在另一实施例中，以第二转动原点检测机构62的第二开关组件621为光电开关、第二开关配合件622为遮挡件进行说明。如图4和图5所示，该第二开关配合件622(遮挡件)与下支架31连接，第二开关组件621(光电开关)与上支架41连接，从而使得该第二开关配合件622(遮挡件)能够随下支架31转动而与第二开关组件621(光电开关)相对转动。当第二开关组件621(光电开关)感应到第二开关配合件622(遮挡件)后，即第二开关组件621(光电开关)被第二开关配合件622(遮挡件)遮挡后，判断磁部件1转动到第二零点。同时，该第二开关组件621(光电开关)与第二电机30电连接，当磁部件1转动到第二零点时，该第二开关组件621(光电开关)控制第二电机30停止工作。

其中，当第二开关配合件622为遮挡件时，该遮挡件622的至少部分为该第二开关配合件622的检测部。

本实施例中，开关组件和开关配合件之间的配合能够判断磁部件1的转动位置。且当磁部件1位于转动原点时，开关组件控制第一电机20和/或第二电机30停止工作，以控制磁部件1停止转动，便于寻找磁部件1的转动原点而明确胶囊胃镜的初始位置。同时，确定磁部件1至少转动一周，以便通过磁部件1的磁场变化带动人体内的胶囊胃镜至少转动一周，使胶囊胃镜更全面观察人体胃内部情况。

当然，在本申请的实施例中，还可以根据磁体161的实际转动周圈(即检测到磁体161经过转动原点的次数)控制磁部件16的转动。例如，可以设置光电开关18检测到磁体161经过转动原点的次数的阈值，当检测到磁体161经过转动原点的次数超过该阈值时，光电开关18能够控制第一电机13和/或第二电机14停止工作。具体地，可以设置该阈值为150，也即光电开关18检测到磁体161经过转动原点150次。

另外，该转动原点检测机构6中的开关组件还可以为微动开关组，开关配合件还可以为接触配合部；随着微动开关组与接触配合部之间的相对转动，当微动开关组检测到接触配合部时，微动开关组控制电路断开，控制第一电机20和/或第二电机30停止工作。

其中，微动开关组与第一电机20和/或第二电机30电路连接，包括微动开关以及接触部件，微动开关上设置有能够与接触部件配合的接触配合部，通过接触部件与接触配合部的接触与分离控制电路的通断。其中，微动开关组设置于磁部件1的转动原点位置处，其接触部件与微动开关中的一者设置为能够随磁部件1转动而转动，另一者固定设置，且两个能够相互配合控制电路通断，从而使得磁部件1能够停在转动原点位置。

为了分别对第一电机20和第二电机30进行调节，微动开关组的个数至少为两个。分别控制磁部件1停止于第一零点以及控制磁部件1停止于第二零点。在一个具体的实施例中，微动开关组(未图示)设置于上支架41，接触部件(未图示)为动作簧片，接触配合部(未图示)为设置于下支架31朝向微动开关组凸起的凸点，且凸点随下支架31转动，当凸点与动作簧片触碰后，微动开关控制第一电机20停止工作，磁部件1停止在第一零点。此外，微动开关组还设置于下支架31，凸点设置于上支架41并随上支架41转动，当凸点与动作簧片触碰后，微动开关控制第二电机30关闭，磁部件1停止在第二零点，便于操作人员使用。

此外，本申请实施例还提供了一种胶囊内窥镜的控制系统，该控制系统包括上述内容提及的磁控装置和用于调节磁控装置位置的位置调节装置(图中未示出)。需要指出的是，位置调节装置可以参考申请号为201310136094.0的专利，即该位置调节装置是一个三轴(即X轴、Y轴和Z轴)位移底座，以使得磁控装置的位置发生改变。该控制系统具有和上述磁控装置相同的有益效果，在此不进行赘述。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (18)

1.一种胶囊内窥镜的磁控装置，用于调节胶囊内窥镜的状态和/或动作，其特征在于，包括：

上支架(41)和下支架(31)，所述下支架(31)可转动地安装于所述上支架(41)，所述上支架(41)具有第一安装空间(411)，且所述上支架(41)与所述下支架(31)之间形成第二安装空间(313)；

磁部件(1)，安装于所述下支架(31)，用于带动所述胶囊内窥镜运动；

第一转动组件(2)，安装于所述下支架(31)，用于驱动所述磁部件(1)绕第一旋转轴线(L1)转动，所述第一转动组件(2)包括第一电机(20)，所述第一电机(20)的至少部分位于所述第二安装空间(313)；

第二转动组件(3)，安装于所述下支架(31)和所述上支架(41)，用于驱动所述磁部件(1)和所述第一转动组件(2)绕第二旋转轴线(L2)转动，所述第二转动组件(3)包括第二电机(30)，所述第二电机(30)的至少部分位于所述第一安装空间(411)；

其中，所述第一旋转轴线(L1)和所述第二旋转轴线(L2)之间具有夹角。

2.根据权利要求1所述的磁控装置，其特征在于，所述上支架(41)至少包括第一安装板(412)、第二安装板(413)和第三安装板(414)，且所述第一安装板(412)、所述第二安装板(413)和所述第三安装板(414)围成U型的所述第一安装空间(411)。

3.根据权利要求1所述的磁控装置，其特征在于，所述下支架(31)包括第三壳体(311)和安装部(312)，所述安装部(312)位于所述上支架(41)与所述第三壳体(311)之间，且所述安装部(312)转动安装于所述上支架(41)，所述安装部(312)位于所述第三壳体(311)和所述上支架(41)沿所述第二旋转轴线(L2)的投影范围内；

所述磁部件(1)的至少部分安装于所述第三壳体(311)，所述第一电机(20)安装于所述安装部(312)。

4.根据权利要求3所述的磁控装置，其特征在于，所述第三壳体(311)为部分球形结构。

5.根据权利要求3所述的磁控装置，其特征在于，所述第二转动组件(3)包括第二传动件(32)，所述第二传动件(32)包括沿所述第二旋转轴线设(L2)置的传动轴(321)；

所述传动轴(321)的一端与所述第二电机(30)连接，另一端与所述下支架(31)固定。

6.根据权利要求5所述的磁控装置，其特征在于，所述第二传动件(32)还包括与所述传动轴(321)连接的支撑件(322)，所述传动轴(321)外周设置有第二轴承(323)；

所述支撑件(322)设置于所述第二轴承(323)和所述传动轴(321)之间。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的磁控装置，其特征在于，所述第一转动组件(2)安装于所述下支架(31)的未设置所述磁部件(1)的一侧。

8.根据权利要求7所述的磁控装置，其特征在于，所述磁部件(1)包括磁体(11)和安装腔体(12)，所述磁体(11)安装在所述安装腔体(12)内；

所述安装腔体(12)设置有沿所述第一旋转轴线(L1)设置的旋转轴，所述下支架(31)上沿着所述第一旋转轴线(L1)的方向设置有第一通孔，所述旋转轴穿设于所述第一通孔内。

9.根据权利要求8所述的磁控装置，其特征在于，所述下支架(31)沿所述第一旋转轴线(L1)的方向具有两个相对设置的所述第一通孔；

所述旋转轴包括第一旋转轴(211)和第二旋转轴(221)，所述第一旋转轴(211)穿设于其中一个所述第一通孔，所述第二旋转轴(221)穿设于另一个所述第一通孔；

所述第一旋转轴(211)与所述第一电机(20)通过第一传动件(23)连接。

10.根据权利要求9所述的磁控装置，其特征在于，所述下支架(31)还包括第一端盖(24)和第二端盖(25)，所述第一端盖(24)和所述第二端盖(25)分别设置于两个所述第一通孔处，并与所述下支架(31)的第三壳体(311)连接；

所述第一旋转轴(211)可转动地设置于所述第一端盖(24)，且所述第一传动件(23)固定于所述第一端盖(24)；

所述第二旋转轴(221)可转动地设置于所述第二端盖(25)。

11.根据权利要求8所述的磁控装置，其特征在于，所述安装腔体(12)至少包括第一壳体(121)和第二壳体(122)，所述第一壳体(121)和所述第二壳体(122)围成所述安装腔体(12)的内腔；

所述第一旋转轴(211)设置于所述第一壳体(121)，所述第二旋转轴(221)设置于所述第二壳体(122)。

12.根据权利要求1～6中任一项所述的磁控装置，其特征在于，第一电机(20)和所述第二电机(30)中至少有一者为步进式电机；

所述第一电机(20)和所述第二电机(30)的扭矩不小于0.7N·m。

13.根据权利要求1～6中任一项所述的磁控装置，其特征在于，所述磁控装置还包括至少一个转动原点检测机构(6)，用于判断所述磁部件(1)是否处于转动原点；

所述转动原点检测机构(6)包括与所述第一电机(20)和/或所述第二电机(30)电连接的开关组件，以及与所述开关组件配合的开关配合件，且所述磁部件(1)处于转动原点时，所述开关组件控制电路断开。

14.根据权利要求13所述的磁控装置，其特征在于，所述转动原点检测机构(6)包括第一转动原点检测机构(61)，所述第一转动原点检测机构(61)安装在所述磁部件(1)与所述下支架(31)的连接处，并包括第一开关组件(611)和第一开关配合件(612)；

所述第一开关组件(611)安装于所述磁部件(1)、所述下支架(31)中的一者，所述第一开关配合件(612)安装于另一者，所述第一开关组件(611)和所述第一开关配合件(612)之间通过相对转动而控制所述第一电机(20)启停。

15.根据权利要求13所述的磁控装置，其特征在于，所述转动原点检测机构(6)包括第二转动原点检测机构(62)，所述第二转动原点检测机构(62)安装在所述上支架(41)与所述下支架(31)的连接处，并包括第二开关组件(621)和第二开关配合件(622)；

所述第二开关组件(621)安装于所述上支架(41)、所述下支架(31)中的一者，所述第二开关配合件(622)安装于另一者，所述第二开关组件(621)和所述第二开关配合件(622)之间通过相对转动而控制所述第二电机(30)启停。

16.根据权利要求13所述的磁控装置，其特征在于，所述开关组件为光电开关，所述开关配合件设有检测部；

随着所述光电开关与所述开关配合件之间的相对转动，当所述光电开关检测到所述检测部时，所述光电开关控制电路断开，所述磁部件(1)停止在转动原点。

17.根据权利要求1～6中任一项所述的磁控装置，其特征在于，所述磁控装置还包括滑环(5)，所述滑环(5)包括上滑环(51)与下滑环(52)；

所述上滑环(51)安装于所述上支架(41)，用于与电源电连接，所述下滑环(52)安装于所述下支架(31)，用于与所述第一电机(20)电连接；

所述滑环(5)采用PCB滑环(5)，且所述PCB滑环(5)的厚度小于或等于10mm。

18.一种胶囊内窥镜的控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-17中任一项所述的磁控装置和用于调节所述磁控装置位置的位置调节装置。

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