CN113303910A - 一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，包括管体、环形永磁体以及变径装置，管体的内壁上设有螺旋凹槽；变径装置包括左端变径装置以及右端变径装置，所述左端变径装置和右端变径装置均包括连接套筒、固定调节件以及安装定位件，固定调节件与安装定位件之间设有多组口径调节组件，多组口径调节组件沿着圆周方向排列，每组口径调节组件包括调节叶片、滑动调节槽、固定杆以及调节杆，所述左端变径装置中的调节叶片摆动方向与右端变径装置中的调节叶片摆动方向相反。该血管机器人能够在血管中实现前进和后退，从而实现双向运动，运动方式灵活，便于在血管中运动，该血管机器人运动过程稳定，运动速度快，能够在血管中持续运动。

Description

一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人
技术领域
本发明涉及血管机器人技术领域，具体涉及一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人。
背景技术
血管机器人是一种可以进入血管并能够在血管内自由移动的微型机器人，它可以在血管里完成清除血栓、切除肿瘤、投放药物等工作，对防治心脑血管疾病具有重要的意义，是当前国内外微型机器人研究领域的热点。研究者们对血管机器人进行了广泛的研究，涉及到血管机器人的形状、运动方式、制造材料的更新以及加工工艺的升级。
传统的血管机器人按照运动方式一般分为三种，包括摆动式、螺旋式和推进式。摆动式机器人通过机体尾部的薄膜片摆动前进。螺旋式机器人通过自身旋转液体对其具有的反推力前进。推进式机器人通过将血液排出体外产生反推力前进。这三种方式均有优缺点，因此，研究者们提出许多创新型血管机器人，例如，授权公告号为CN102125453B的发明专利公开了一种清理血栓的血管机器人，该机器人由微型机器人和外部驱动器组成，泵室内设有超磁致伸缩材料棒，泵室处的壳体为一段弹性波纹管，在外部环形电磁线圈所产生的交变或脉动磁场的作用下，超磁致伸缩材料棒反复地进行轴向伸长和恢复，进而拉动弹性波纹管壳体进行轴向伸缩，由于微型机器人的壳体呈子弹状，因此在弹性波纹管壳体轴向伸展的过程中，子弹形壳体平端受到血液的反作用力较尖端大，微型机器人便可朝尖端方向蠕动，为微型机器人的前进提供动力。但是，上述微型机器人存在以下不足：
1、上述微型机器人，通过驱动弹性波纹管壳体轴向伸缩，由于微型机器人的壳体呈子弹状，因此在弹性波纹管壳体轴向伸展的过程中，子弹形壳体平端受到血液的反作用力较尖端大，微型机器人便可朝尖端方向蠕动，该微型机器人运动的方式单一，只能朝着尖端方向蠕动。
2、通过驱动弹性波纹管壳体轴向伸缩，驱动微型机器人向前蠕动，该方式使得微型机器人前进缓慢，容易造成动力不足，且运动过程非常不稳定，不能驱动微型机器人做连续的运动。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，该血管机器人能够在血管中实现前进和后退，从而实现双向运动，运动方式灵活，便于在血管中运动，另外，该血管机器人运动过程稳定，运动速度快，能够在血管中持续运动。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，包括管体、设置在所述管体上的环形永磁体以及设置在所述管体两端用于改变管体两端开口大小的变径装置，其中，
所述管体的内壁上设有螺旋凹槽；
所述变径装置包括位于管体左端的左端变径装置以及位于管体右端的右端变径装置，所述左端变径装置和右端变径装置均包括固定套设在管体端部的连接套筒、固定连接在管体端部且与管体同轴设置的固定调节件以及设置在所述固定调节件与所述连接套筒之间且与管体同轴设置的安装定位件，所述固定调节件与安装定位件均沿着管体轴线方向贯穿，其中，所述固定调节件与安装定位件之间设有多组口径调节组件，多组口径调节组件沿着圆周方向排列，每组口径调节组件包括调节叶片、设置在固定调节件上的滑动调节槽、设置在所述调节叶片与安装定位件之间的固定杆以及设置在所述调节叶片与固定调节件之间的调节杆，其中，所述固定杆的一端与所述安装定位件固定连接，另一端与所述调节叶片的末端转动连接；所述调节杆的一端与所述调节叶片的中部连接，另一端伸入所述滑动调节槽且与滑动调节槽滑动配合；其中，所述左端变径装置中的调节叶片摆动方向与所述右端变径装置中的调节叶片摆动方向相反。
上述基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人的工作原理是：
工作时，血管机器人进入血管中，在外部对管体施加平面旋转磁场，该平面旋转磁场的法线方向与管体轴线方向相同，平面旋转磁场产生的磁矩作用在环形永磁体上，驱动环形永磁体逆时针或者顺时针转动，从而带动管体转动，进而带动固定调节件以及连接套筒同时转动，管体在转动过程中，由于螺旋凹槽的作用，使得垂直于螺旋线方向产生液体压力差，在压力差作用下，使得液体对血管机器人产生一个垂直于螺旋线方向的作用力，推动血管机器人向前运动，在固定调节件转动的同时，滑动调节槽也跟着转动，带动调节杆也在滑动调节槽中移动，移动的过程中，带动调节叶片会绕着固定杆转动，使得调节叶片朝着靠近圆周排列的中心摆动或者远离圆周排列的中心摆动，从而实现管体两端的开口变小或者变大的调节。例如，当管体顺时针旋转时，螺旋凹槽的作用下，推动管体向左运动，同时，管体左端的开口变大，管体右端的开口变小，使得左端流量变大，右端流量减小，在压力差作用下，使得血管机器人具有向左运动的推力，推动血管机器人向左运动，进一步带动机器人向前(向左)运动。当调节杆滑动到滑动调节槽的端部时，每个调节叶片控制着管体的开口大小不变，滑动调节槽的端部起到一个限位作用，滑动调节槽继续旋转，会带动调节叶片与安装定位件也跟着转动，从而保持着管体开口的大小不变。
同理，当需要是血管机器人后退(向右运动)时，通过改变平面旋转磁场的方向，从而驱动管体朝着逆时针方向转动，驱动血管机器人后退，此时，管体左端的开口变小，管体右端的开口变大，在压力差作用下，使得血管机器人具有向右运动的推力，进一步带动血管机器人后退。
本发明的一个优选方案，其中，所述调节叶片为弧形调节叶片，多个弧形调节叶片沿着螺旋线方向排列，且向外部逐渐堆叠，其中，位于所述左端变径装置中的弧形调节叶片排列的螺旋线方向与位于所述右端变径装置中的弧形调节叶片排列的螺旋线方向相反。上述结构中，将调节叶片设置为弧形，能够更好地保证调节叶片围成的开口呈圆形，提高对管体开口的精度；另外，多个弧形调节叶片沿着螺旋线方向排列，且向外部逐渐堆叠，这样能够使得相邻之间的调节叶片位于不同的平面内，保证调节叶片不会发生干涉，提高调节也变的运动稳定性；再者，管体两端的弧形调节叶片排列的螺旋线方向相反，能够实现左端变径装置中的弧形调节叶片摆动方向与所述右端变径装置中的弧形调节叶片摆动方向相反，从而保证管体两端开口的口径发生不同变化，其中一端开口变大，另一端开口变小，从而在管体两端形成压差。
优选地，所述滑动调节槽为弧形滑动调节槽，该弧形滑动调节槽偏心设置在所述固定调节件上，其中，所述左端变径装置中的弧形滑动调节槽的旋向与右端变径装置中的弧形滑动调节槽的旋向相同。通过设置上述结构，将滑动调节槽设置成弧形，且偏心设置在固定调节件上，这样能够提高调节杆在滑动调节槽中的行程，从而提高调节叶片的摆动角度，进而提高管体两端开口的变化区间。
优选地，所述安装定位件上镶嵌有磁铁块。上述结构中，当管体发生转动时，给安装定位件施加另一个平面旋转磁场，使得磁铁块受到该平面旋转磁场的磁矩，该磁矩与环形永磁体所受到的磁矩相反，使得动安装定位相对于管体做相反方向转动，使得安装定位件在调节叶片摆动的过程中处于静止或者与管体转动方向相反的方向转动，实现调节叶片的摆动，当调节杆在滑动调节槽中运动至极限位置时，在管体的持续转动下，带动安装定位件也跟着管体旋转。
优选地，所述安装定位件为环状结构，该安装定位件的一端设有通孔，另一端设有安装槽，所述通孔和安装槽同轴设置且相互连通，该通孔的直径小于安装槽的直径，其中，所述固定杆固定安装在所述通孔和安装槽之间形成的阶梯上。通过设置上述结构，使得安装定位件的结构变得更加紧凑，使得安装定位件的布局更加合理，提高空间利用率。
优选地，所述固定调节件为环状结构，所述固定调节件与管体之间设有插接结构，该插接结构包括设置在所述管体上的多个插接孔以及设置在所述固定调节件上且分别与每个插接孔滑动配合的插接杆，所述插接杆的端部伸入所述插接孔中。通过设置插接结构，一方面便于固定调节件安装在在管体上，另一方面能够保证管体和固定调节件实现同步转动，在径向方向上起到固定的作用。
优选地，所述连接套筒与所述管体之间设有固定结构，其中，所述固定结构包括设置固定设置在连接套筒内壁的凸块以及设置在所述管体上的固定槽，其中，所述凸块嵌入所述固定槽中。通过设置固定结构，能够将连接套筒固定在管体上，从而也方便安装定位件的轴线定位。
优选地，所述固定结构为两个，分别位于在所述管体的两侧。采用上述结构，进一步提高连接套筒安装的稳定性。
进一步地，所述螺旋凹槽为左螺旋凹槽。通过设置左螺旋凹槽，当管体顺时针运动时，根据左手螺旋定则，管体受到一个向左的轴向力，从而推动血管机器人向左运动。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明中的血管机器人，在外部对管体施加平面旋转磁场，在平面旋转磁场的作用下，带动环形永磁体旋转，螺旋凹槽也跟着旋转，血液对旋转的螺旋凹槽产生轴向推力，推动管体前进，实现血管机器人的前进，在平面旋转磁场的持续加持下，能够驱动血管机器人在血管中做连续的运动。
2、本发明中的血管机器人，管体在旋转过程中，会带动固定调节件转动，滑动调节槽也跟着转动，带动调节杆也在滑动调节槽中移动，移动的过程中，带动调节叶片会绕着固定杆转动，使得调节叶片朝着靠近圆周排列的中心摆动或者远离圆周排列的中心摆动，从而实现管体两端的开口变小或者变大的调节，使得管体两端的开口产生压差，对管体产生一个推力，推动血管机器人运动，进一步提高血管机器人的运动速度。
3、本发明中的血管机器人，通过改变平面旋转磁场的方向，可以实现血管机器人的后退，从而实现血管机器人的双向运动，提高了血管机器人运动的灵活性。
附图说明
图1-图3为本发明中的一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人的第一种具体实施方式的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为左视图，图3为立体图，图2中的箭头表示为管体沿着顺时针方向转动。
图4为图1中沿着A-A方向的剖视图。
图5为图4中B处的局部放大图。
图6为本发明中的左端变径装置(隐藏连接套筒)的爆炸视图。
图7为本发明中左端变径装置中的调节叶片与固定调节件的左视图，其中，图中箭头表示为固定调节件沿着顺时针方向转动。
图8为本发明中的部分左端变径装置和部分右端变径装置的立体结构示意图，其中，图中箭头表示为固定调节件沿着顺时针方向转动。
图9为本发明中的调节叶片的排列安装示意图，其中，箭头表示左端变径装置中的弧形调节叶片的螺旋线排列方向与右端变径装置中的弧形调节叶片的螺旋线排列方向相反。
图10-图11为本发明中的固定调节件做顺时针运动时调节叶片不同状态时的结构示意图，其中，图10为位于管体左端的开口变小，图11为位于管体左端的开口变大，图中箭头表示固定调节件做顺时针运动。
图12为本发明中的安装定位件的立体结构示意图。
图13为本发明中的管体的立体结构示意图。
图14为本发明中的滑动调节槽的另一种实施方式的结构示意图。
图15-图18为本发明中的血管机器人进行三维仿真实验结果图，其中，图15为ZX平面的压力云图，图16速度矢量图，图17为速度流线图，图18血管壁面剪切力图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1
参见图1-图4，本实施例公开一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，包括管体1、设置在所述管体1上的环形永磁体2以及设置在所述管体1两端用于改变管体1两端开口大小的变径装置，所述管体1的内壁上设有螺旋凹槽1-1。
参见图1-图6，所述变径装置包括位于管体1左端的左端变径装置3以及位于管体右端的右端变径装置4，所述左端变径装置3和右端变径装置4均包括固定套设在管体1端部的连接套筒5、固定连接在管体1端部且与管体1同轴设置的固定调节件6以及设置在所述固定调节件6与所述连接套筒5之间且与管体1同轴设置的安装定位件7，所述固定调节件6与安装定位件7均沿着管体1轴线方向贯穿，其中，所述固定调节件6与安装定位件7之间设有多组口径调节组件8，多组口径调节组件8沿着圆周方向排列，每组口径调节组件8包括调节叶片8-1、设置在固定调节件6上的滑动调节槽8-2、设置在所述调节叶片8-1与安装定位件7之间的固定杆8-3以及设置在所述调节叶片8-1与固定调节件6之间的调节杆8-4，其中，所述固定杆8-3的一端与所述安装定位件7固定连接，另一端与所述调节叶片8-1的末端转动连接；所述调节杆8-4的一端与所述调节叶片8-1的中部连接，另一端伸入所述滑动调节槽8-2且与滑动调节槽8-2滑动配合；其中，所述左端变径装置3中的调节叶片8-1摆动方向与所述右端变径装置4中的调节叶片8-1摆动方向相反。
参见图1-图6，本实施例中的血管机器人，在外部对管体1施加平面旋转磁场，在平面旋转磁场的作用下，带动环形永磁体2旋转，螺旋凹槽1-1也跟着旋转，血液对旋转的螺旋凹槽1-1产生轴向推力，推动管体1前进，实现血管机器人的前进，在平面旋转磁场的持续加持下，能够驱动血管机器人在血管中做连续的运动。在管体1在旋转过程中，会带动固定调节件6转动，滑动调节槽8-2也跟着转动，带动调节杆8-4也在滑动调节槽8-2中移动，移动的过程中，带动调节叶片8-1会绕着固定杆8-3转动，使得调节叶片8-1朝着靠近圆周排列的中心摆动或者远离圆周排列的中心摆动，从而实现管体1两端的开口变小或者变大的调节，使得管体1两端的开口产生压差，对管体1产生一个推力，推动血管机器人运动，进一步提高血管机器人的运动速度。通过改变平面旋转磁场的方向，可以实现血管机器人的后退，从而实现血管机器人的双向运动，提高了血管机器人运动的灵活性。
具体地，所述管体1的内径为6mm，外径为8mm，管体1长度为15mm。
参见图6-图9，所述调节叶片8-1为向外凸出的弧形调节叶片，多个弧形调节叶片沿着螺旋线方向排列，且向外部逐渐堆叠，其中，位于所述左端变径装置3中的弧形调节叶片排列的螺旋线方向与位于所述右端变径装置4中的弧形调节叶片排列的螺旋线方向相反。上述结构中，将调节叶片8-1设置为弧形，能够更好地保证调节叶片8-1围成的开口呈圆形，提高对管体1开口的精度；另外，多个弧形调节叶片沿着螺旋线方向排列，且向外部逐渐堆叠，这样能够使得相邻之间的调节叶片8-1位于不同的平面内，保证调节叶片8-1不会发生干涉，提高调节也变的运动稳定性；再者，管体1两端的弧形调节叶片排列的螺旋线方向相反，能够实现左端变径装置3中的弧形调节叶片摆动方向与所述右端变径装置4中的弧形调节叶片摆动方向相反，从而保证管体1两端开口的口径发生不同变化，其中一端开口变大，另一端开口变小，从而在管体1两端形成压差。
参见图4、图5、图7、图8、图10和图11，所述螺旋凹槽1-1为左螺旋凹槽；所述左端变径装置3中的弧形调节叶片沿着螺旋线的顺时针方向排列；所述右端变径装置4中的弧形调节叶片沿着螺旋线的逆时针方向排列。上述结构中，当环形永磁体2在平面旋转磁场的作用下，沿着顺时针方向旋转时，在螺旋凹槽1-1的作用下，管体1受到一个向左的轴向力，此时，左端变径装置3中的弧形调节叶片向外摆动，管体1左端的开口变大，右端变径装置4中的弧形调节叶片向内摆动，管体1右端开口变小，左端流入液体流量增加，右端流出液体流量减少，在压力差作用下产生液体喷射反作用力Fa1向左，向左的轴向力和向左的反作用力两力合成为血管机器人向左运动的推进力，进一步推动血管机器人向左运动。
同理，改变平面旋转磁场的磁场方向，环形永磁体2沿着逆时针方向旋转，在螺旋凹槽1-1的作用下，管体1受到一个向右的轴向力，此时，左端变径装置3中的弧形调节叶片向内摆动，管体1左端的开口变小，右端变径装置4中的弧形调节叶片向外摆动，管体1右端开口变大，右端流入液体流量增大，左端流出液体流量减少，在压力差作用下产生液体喷射反作用力Fa1向右，向右的轴向力和向右的反作用力两力合成为血管机器人向右运动的推进力，进一步推动血管机器人向右运动。
参见图6和图8，所述滑动调节槽8-2为弧形滑动调节槽，该弧形滑动调节槽偏心设置在所述固定调节件6上，其中，所述左端变径装置3中的弧形滑动调节槽的旋向与右端变径装置4中的弧形滑动调节槽的旋向相同。通过设置上述结构，将滑动调节槽8-2设置成弧形，且偏心设置在固定调节件6上，这样能够提高调节杆8-4在滑动调节槽8-2中的行程，从而提高调节叶片8-1的摆动角度，进而提高管体1两端开口的变化区间。
具体地，所述安装定位件7上镶嵌有磁铁块(图中未示出)。上述结构中，当管体1发生转动时，给安装定位件7施加另一个平面旋转磁场，使得磁铁块受到该平面旋转磁场的磁矩，该磁矩与环形永磁体2所受到的磁矩相反，使得动安装定位相对于管体1做相反方向转动，使得安装定位件7在调节叶片8-1摆动的过程中处于静止或者与管体1转动方向相反的方向转动，实现调节叶片8-1的摆动，当调节杆8-4在滑动调节槽8-2中运动至极限位置时，在管体1的持续转动下，带动安装定位件7也跟着管体1旋转。
参见图5和图12，所述安装定位件7为环状结构，该安装定位件7的一端设有通孔7-1，另一端设有安装槽7-2，所述通孔7-1和安装槽7-2同轴设置且相互连通，该通孔7-1的直径小于安装槽7-2的直径，其中，所述固定杆8-3固定安装在所述通孔7-1和安装槽7-2之间形成的阶梯上。通过设置上述结构，使得安装定位件7的结构变得更加紧凑，使得安装定位件7的布局更加合理，提高空间利用率。
参见图5、图6、图8和图13，所述固定调节件6为环状结构，所述固定调节件6与管体1之间设有插接结构，该插接结构包括设置在所述管体1上的4个插接孔1-2以及设置在所述固定调节件6上且分别与每个插接孔1-2滑动配合的插接杆9，所述插接杆9的端部伸入所述插接孔1-2中，4个插接孔1-2沿着圆周方向均匀分布，插接孔1-2深度为2mm。通过设置插接结构，一方面便于固定调节件6安装在在管体1上，另一方面能够保证管体1和固定调节件6实现同步转动，在径向方向上起到固定的作用。
参见图3、图5和图13，所述连接套筒5与所述管体1之间设有固定结构，其中，所述固定结构包括设置固定设置在连接套筒5内壁的凸块5-1以及设置在所述管体1上的固定槽1-3，其中，所述凸块5-1嵌入所述固定槽1-3中。通过设置固定结构，能够将连接套筒5固定在管体1上，从而也方便安装定位件7的轴线定位。
具体地，所述固定结构为两个，分别位于在所述管体1的两侧。采用上述结构，进一步提高连接套筒5安装的稳定性。
具体地，所述环形永磁体2的材料为NdFeB材料。
具体地，所述血管机器人配合磁场发生装置使用，所述磁场发生装置包括平面旋转磁场发生装置，通过平面旋转磁场发生装置可以对环形永磁体2和磁铁块施加平面旋转磁场，其中，环形永磁体2和磁铁块受到的平面旋转磁场的磁场方向相反。
具体地，本实施例中血管机器人还包括执行装置，所述执行装置可以为微型机械手、摄像机或者药液等，通过机器人本体带动执行装置在血管中移动，微型机械手可以起到疏通血管，取样，检测的作用，通过摄像机可以对血管进行拍摄、观察等，通过药液可以对血管进行灌注治疗。通过机器人主体的快速移动，配合不同的执行装置，实现对血管检测与治疗。
参见图15-图18，对本实施例中的血管机器人进行三维仿真实验，其中，图15为血管机器人的ZX平面的压力云图，从压力云图中可以看出，本实施例中的血管机器人前后的压差较优化前变化明显，且管体内部形成的负压区域增大，这有利于加速血流通过螺旋凹槽。在血管机器机器人的迎风面，因加大开口度，在此区域的压力有所减小。图16为血管机器人的速度矢量图，从图中可以看出，血流通过血管机器人内部的速度明显增大，在螺旋凹槽的旋转带动下，血液加流过螺旋凹槽，向血管机器人尾端形成喷射，这也是促使血管机器人轴向推力增大的原因。图17为速度流线图，从图中可以看出，随着血管机器人的旋转运动，周围血液也呈螺旋流动，血管机器人的迎风面，血流聚集减少，且血流加速通过血管机器人内部，在后端形成喷射流线，这有利于血管机器人的轴向推进。血管机器人后端的血流呈环状聚集是因后端闭口度减小而形成。图18为血管机器人的血管壁面剪切力图，从图中可以看出，壁面剪切力主要集中在血管机器人旋转区域，在其前后端优略低于管体环状区域的剪切力，这是由于前后端的血流紊乱而造成的。
参见图1-图8，上述基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人的工作原理是：
工作时，血管机器人进入血管中，在外部对管体1施加平面旋转磁场，该平面旋转磁场的法线方向与管体1轴线方向相同，平面旋转磁场施加电流开始旋转，产生磁力矩TM，TM将驱动环形永磁体2逆时针或者顺时针转动，从而带动管体1在充满粘性液体的血管中转动，血管机器人的管体1内表面会形成一层动压粘液膜，由于血管机器人的管体1内壁具有螺旋凹槽1-1，故沿垂直于螺旋凹槽1-1的螺旋线方向的粘液膜厚度在各个位置不相等，使得沿垂直于螺旋线方向产生液体压力差，压力差的作用使得液体对血管机器人产生一个垂直于螺旋线方向的作用力。该作用力的方向沿轴向分量形成推动内螺旋喷射血管机器人沿轴向游动的轴向推进力Fa，沿周向的分量形成作用在血管机器人上的液体阻力矩的一部分，液体阻力矩的一部分来自血管机器人旋转时与粘性液体的相对运动产生的周向摩擦阻力矩二者合成即为内螺旋喷射血管机器人在粘性液体中游动时所受的总的液体阻力矩Tf；因此，当环形永磁体2在平面旋转磁场作用下发生旋转，根据左手螺旋定则，会对血管机器人产生轴向推进力，推动血管机器人向前运动，在管体1转动的同时，固定调节件6也跟着转动，滑动调节槽8-2也随着转动，带动调节杆8-4也在滑动调节槽8-2中移动，移动的过程中，带动调节叶片8-1会绕着固定杆8-3转动，使得调节叶片8-1朝着靠近圆周排列的中心摆动或者远离圆周排列的中心摆动，从而实现管体1两端的开口变小或者变大的调节。例如，当管体1顺时针旋转时，螺旋凹槽1-1的作用下，推动管体1向左运动，同时，管体1左端的开口变大，管体1右端的开口变小，使得左端流量变大，右端流量减小，在压力差作用下，使得血管机器人具有向左运动的推力，推动血管机器人向左运动，进一步带动机器人向前(向左)运动。当调节杆8-4滑动到滑动调节槽8-2的端部时，每个调节叶片8-1控制着管体1的开口大小不变，滑动调节槽8-2的端部起到一个限位作用，滑动调节槽8-2继续旋转，会带动调节叶片8-1与安装定位件7也跟着转动，从而保持着管体1开口的大小不变。
同理，当需要是血管机器人后退(向右运动)时，通过改变平面旋转磁场的方向，从而驱动管体1朝着逆时针方向转动，驱动血管机器人后退，此时，管体1左端的开口变小，管体1右端的开口变大，在压力差作用下，使得血管机器人具有向右运动的推力，进一步带动血管机器人后退。
实施例2
参见图14，本实施例中的其它结构与实施例1相同，不同之处在于：所述滑动调节槽8-2为弧形滑动调节槽，该弧形滑动调节槽偏心设置在所述固定调节件6上，其中，所述左端变径装置3中的弧形滑动调节槽的旋向与右端变径装置4中的弧形滑动调节槽的旋向相反。通过设置上述结构，将滑动调节槽8-2设置成弧形，且偏心设置在固定调节件6上，这样能够提高调节杆8-4在滑动调节槽8-2中的行程，从而提高调节叶片8-1的摆动角度，进而提高管体1两端开口的变化区间，通过设置管体1两端的弧形滑动调节槽旋向相反，也能起到提高管体1两端开口的变化区间。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，包括管体、设置在所述管体上的环形永磁体以及设置在所述管体两端用于改变管体两端开口大小的变径装置，其特征在于，
所述管体的内壁上设有螺旋凹槽；
所述变径装置包括位于管体左端的左端变径装置以及位于管体右端的右端变径装置，所述左端变径装置和右端变径装置均包括固定套设在管体端部的连接套筒、固定连接在管体端部且与管体同轴设置的固定调节件以及设置在所述固定调节件与所述连接套筒之间且与管体同轴设置的安装定位件，所述固定调节件与安装定位件均沿着管体轴线方向贯穿，其中，所述固定调节件与安装定位件之间设有多组口径调节组件，多组口径调节组件沿着圆周方向排列，每组口径调节组件包括调节叶片、设置在固定调节件上的滑动调节槽、设置在所述调节叶片与安装定位件之间的固定杆以及设置在所述调节叶片与固定调节件之间的调节杆，其中，所述固定杆的一端与所述安装定位件固定连接，另一端与所述调节叶片的末端转动连接；所述调节杆的一端与所述调节叶片的中部连接，另一端伸入所述滑动调节槽且与滑动调节槽滑动配合；其中，所述左端变径装置中的调节叶片摆动方向与所述右端变径装置中的调节叶片摆动方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，其特征在于，所述调节叶片为弧形调节叶片，多个弧形调节叶片沿着螺旋线方向排列，且向外部逐渐堆叠，其中，位于所述左端变径装置中的弧形调节叶片排列的螺旋线方向与位于所述右端变径装置中的弧形调节叶片排列的螺旋线方向相反。
3.根据权利要求2所述的一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，其特征在于，所述滑动调节槽为弧形滑动调节槽，该弧形滑动调节槽偏心设置在所述固定调节件上，其中，所述左端变径装置中的弧形滑动调节槽的旋向与右端变径装置中的弧形滑动调节槽的旋向相同。
4.根据权利要求2所述的一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，其特征在于，所述滑动调节槽为弧形滑动调节槽，该弧形滑动调节槽偏心设置在所述固定调节件上，其中，所述左端变径装置中的弧形滑动调节槽的旋向与右端变径装置中的弧形滑动调节槽的旋向相反。
5.根据权利要求3或4所述的一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，其特征在于，所述安装定位件上镶嵌有磁铁块。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，其特征在于，所述安装定位件为环状结构，该安装定位件的一端设有通孔，另一端设有安装槽，所述通孔和安装槽同轴设置且相互连通，该通孔的直径小于安装槽的直径，其中，所述固定杆固定安装在所述通孔和安装槽之间形成的阶梯上。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，其特征在于，所述固定调节件为环状结构，所述固定调节件与管体之间设有插接结构，该插接结构包括设置在所述管体上的多个插接孔以及设置在所述固定调节件上且分别与每个插接孔滑动配合的插接杆，所述插接杆的端部伸入所述插接孔中。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，其特征在于，所述连接套筒与所述管体之间设有固定结构，其中，所述固定结构包括设置固定设置在连接套筒内壁的凸块以及设置在所述管体上的固定槽，其中，所述凸块嵌入所述固定槽中。
9.根据权利要求8所述的一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，其特征在于，所述固定结构为两个，分别位于在所述管体的两侧。
10.根据权利要求3或4所述的一种基于外磁场驱动的内螺旋喷射血管机器人，其特征在于，所述螺旋凹槽为左螺旋凹槽，所述左端变径装置中的弧形调节叶片沿着螺旋线的顺时针方向排列；所述右端变径装置中的弧形调节叶片沿着螺旋线的逆时针方向排列。
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