CN114222651A - 磁力驱动系统及利用其的微型机器人控制方法 - Google Patents

磁力驱动系统及利用其的微型机器人控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种磁力驱动系统。磁力驱动系统包括:第一磁场生成部;第二磁场生成部;隔着工作区域并沿着Z轴方向配置于上述第一磁场生成部的下部,通过与上述第一磁场生成部组合来在上述工作区域生成磁场;以及移动模块,用于使上述第一磁场生成部和上述第二磁场生成部中的至少一个移动。

Description

磁力驱动系统及利用其的微型机器人控制方法
技术领域
本发明涉及磁力驱动系统及利用其的微型机器人控制方法,更详细地,涉及能够控制磁力机器人的动作的磁力驱动系统。
背景技术
内部安装有磁铁的磁力机器人借助由磁力驱动系统生成的外部磁场接受磁矩和磁力来驱动,可进行远程精密控制,因而适用于很多部位以及进行研究开发。代表性的有适用于消化系统的磁力驱动型胶囊型内窥镜、适用于心脏心律失常治疗的磁性导管等,此外,还有用于治疗闭塞性血管的血管治疗用磁力机器人、用于眼球内药物传递的微型机器人、用于组织内靶向药物传递的磁纳米粒子等。
如此,应用磁力机器人的人体部位及病变部位的位置非常多样。这种磁力机器人的驱动及控制的核心是生成外部磁场的磁力驱动系统。但是,现有的多种磁力驱动系统固定了生成磁场的电磁铁的位置及配置形态,由于没有考虑到病变部的位置及特性,因而磁场的生成及控制效率很差。并且,由于磁力驱动系统非常重且体积大,因而在保管及配置上存在很多限制。这种磁场驱动系统的局限性会导致可应用磁力机器人的疾病及可生成的运动等受限。
发明内容
技术问题
本发明提供可根据病变部位来使得工作区域的位置及大小达到最佳的磁力驱动系统。
并且,本发明提供可通过紧贴于身体来对微型机器人的动作进行追踪的磁力驱动系统。
并且,本发明提供可通过利用磁力驱动系统来追踪及控制微型机器人的动作的微型机器人控制方法。
技术方案
本发明的磁力驱动系统包括:第一磁场生成部;第二磁场生成部,隔着工作区域并沿着Z轴方向配置于上述第一磁场生成部的下部,通过与上述第一磁场生成部组合来在上述工作区域生成磁场;以及移动模块,用于使上述第一磁场生成部和上述第二磁场生成部中的至少一个移动。
并且,上述第一磁场生成部可包括:第一背轭,呈环形;第一芯,与上述第一背轭相结合;以及第一线圈,卷绕在上述第一芯,上述第二磁场生成部可包括:第二背轭,呈环形;第二芯,与上述第二背轭相结合;以及第二线圈,卷绕在上述第二芯。
并且,上述移动模块能够以使得上述第一背轭的中心轴和上述第二背轭的中心轴位于相同水平线的方式使上述第一磁场生成部和上述第二磁场生成部移动。
并且,上述移动模块可沿着上述中心轴的方向调节上述第一背轭与上述第二背轭之间的距离。
并且,上述移动模块可包括:本体,设置有支撑轴;旋转臂,与上述支撑轴相结合,能够以上述支撑轴为中心进行旋转;一对连接臂,分别安装在上述旋转臂的前端,能够以第一轴为中心进行旋转;第一支撑臂,安装在任一上述连接臂的前端,能够以与上述第一轴并排的第二轴为中心来相对于上述连接臂进行转动,并支撑上述第一背轭;以及第二支撑臂,安装在另一上述连接臂的前端,能够以与上述第一轴并排的第三轴为中心来相对于上述连接臂进行转动,并支撑上述第二背轭。
并且,上述旋转臂可包括:第一区域,与上述支撑轴相结合;以及第二区域,连接上述第一区域和多个上述连接臂,能够以与上述旋转臂的长度方向并排的第二轴为中心来相对于上述第一区域进行旋转。
并且,上述第一背轭的外径与上述第二背轭的外径可相同。
并且,上述第一背轭的外径可大于上述第二背轭的外径,截面积可大于上述第二背轭,上述第一芯的截面积可大于上述第二芯的截面积。
并且,本发明还可包括控制部,获取位于上述工作区域内的对象的位置信息,以使得上述第一背轭的中心轴和上述第二背轭的中心轴与上述对象位于相同水平线的方式控制上述移动模块。
并且,上述第一背轭可以与上述第一芯销结合,上述第二背轭可以与上述第二芯销结合,上述第一背轭及上述第二背轭可分别能够以上述销为中心进行转动。
并且,上述第一磁场生成部可包括:第一上部轭;第二上部轭,在相同高度与上述第一上部轭隔开配置;第一上部芯及第二上部芯,以相互隔开的方式与上述第一上部轭相结合;第三上部芯及第四上部芯,以相互隔开的方式与上述第二上部轭相结合;以及上部线圈,分别卷绕在上述第一上部芯至第四上部芯,上述第二磁场生成部可包括:第一下部轭,沿着上述Z轴方向配置于上述第一上部轭的下部;第二下部轭,沿着上述Z轴方向配置于上述第二上部轭的下部;第一下部芯及第二下部芯,以相互隔开的方式与上述第一下部轭相结合;第三下部芯及第四下部芯,以相互隔开的方式与上述第二上部轭相结合;以及下部线圈,分别卷绕在上述第一下部芯至第四下部芯,上述第一上部芯至第四上部芯和上述第一下部芯至第四下部芯各自的一区域可朝向上述工作区域配置。
并且,上述第一磁场生成部还可包括板形状的磁性材质的上部芯尖,分别与上述第一上部芯至第四上部芯的前端相结合,上述第二磁场生成部还可包括板形状的磁性材质的下部芯尖,分别与上述第一下部芯至第四下部芯的前端相结合。
并且,当从上述Z轴方向观察时,上述上部芯尖的边缘区域可以与多个上述上部线圈的边缘区域位于相同水平线,上述下部芯尖的边缘区域可以与多个上述下部线圈的边缘区域位于相同水平线。
并且,上述第一上部芯至第四上部芯的一区域可以使其长度方向朝向上述工作区域的中心。
并且,上述移动模块可包括:垂直移动模块,用于使上述第一上部轭和上述第二上部轭相对于上述第一下部轭和上述第二下部轭沿着上述Z轴方向进行相对直线移动;以及水平移动模块,以使得Y轴方向上的上述第二上部轭与上述第一上部轭之间的距离以及上述第二下部轭与上述第一下部轭之间的距离发生改变的方式使上述第一上部轭和上述第一下部轭进行一体式直线移动或使上述第二上部轭和上述第二下部轭进行一体式直线移动。
并且,上述水平移动模块可使得上述第一上部轭和上述第一下部轭沿着X轴方向一体式直线移动,使得上述第二上部轭和上述第二下部轭沿着X轴方向一体式直线移动。
并且,本发明还可包括:第一垂直轭,下端与第一下部轭的后端相结合,上端位于上述第一上部轭的后方;以及第二垂直轭,下端与第二下部轭的后端相结合,上端位于上述第二上部轭的后方,上述垂直移动模块可包括:第一垂直支撑轴,位于上述第一垂直轭的后方,其长度方向位于Z轴方向,在至少一面提供第一导轨;第二垂直支撑轴,位于上述第二垂直轭的后方,与上述第一垂直支撑轴并排配置,在至少一面提供第二导轨;第一轭支撑板,能够沿着上述第一导轨移动,在前端与上述第一上部轭相结合;以及第二轭支撑板,能够沿着上述第二导轨移动,在前端与上述第二上部轭相结合。
并且,上述第一上部芯至上述第四上部芯和上述第一下部芯至上述第四下部芯可分别由大小相同的多张钢板沿着其宽度方向层叠而成。
发明的效果
根据本发明,第一磁场生成部和第二磁场生成部隔着病变部生成工作区域,通过移动模块来调节第一磁场生成部与第二磁场生成部之间的距离,因此可生成对于病变部最佳的工作区域。
并且,根据本发明,移动模块的驱动使得第一磁场生成部和第二磁场生成部紧贴于身体,并通过微型机器人的动作来使第一磁场生成部和第二磁场生成部移动,因此可追踪微型机器人的动作且使得工作区域移动。
并且,根据本发明,可根据微型机器人的移动路径来使得工作区域移动,因此可实时连续控制微型机器人。
附图说明
图1为示出本发明一实施例的磁力驱动系统的立体图;
图2为示出图1中的磁力驱动系统的主视图;
图3为示出根据第一磁场生成部与第二磁场生成部之间的距离生成的工作区域的大小和磁场强度分布的图;
图4及图5为示出第一磁场生成部和第二磁场生成部控制微型机器人的过程的图;
图6至图8为示出第一磁场生成部和第二磁场生成部的动作的图;
图9为示出本发明再一实施例的磁力驱动系统的主视图;
图10为示出本发明再一实施例的第一磁场生成部和第二磁场生成部的剖视图;
图11为示出本发明另一实施例的第一磁场生成部和第二磁场生成部的立体图;
图12为示出本发明另一实施例的磁力驱动系统的立体图;
图13为示出图12中的磁力驱动系统的主视图;
图14为示出图12中的磁力驱动系统的后视图;
图15为示出图12中的磁力驱动系统的俯视图;
图16为示出图13中的A-B线的侧视图;
图17为示出第一磁场生成部及第二磁场生成部的使用例的图;
图18为示出图17中的第一磁场生成部及第二磁场生成部的侧视图;
图19至图21为示出本发明一实施例的第一磁场生成部及第二磁场生成部移动的状态的图;
图22为示出本发明实施例的由第一磁场生成部及第二磁场生成部所产生的工作区域内磁场强度的图;
图23为示出未提供上部芯尖和下部芯尖的实施例中的工作区域内磁场强度的图;
图24为用于说明本发明实施例的第一上部轭及第二上部轭、第一下部轭及第二下部轭、第一上部芯至第四上部芯、第一下部芯至第四下部芯以及第一垂直轭及第二垂直轭的详细结构的图;
图25为示出本发明再一实施例的第一磁场生成部及第二磁场生成部的立体图;
图26为示出利用本发明多个实施例的磁力驱动系统进行血管介入手术的过程的流程图。
具体实施方式
本发明的磁力驱动系统包括:第一磁场生成部;第二磁场生成部;隔着工作区域并沿着Z轴方向配置于上述第一磁场生成部的下部,通过与上述第一磁场生成部组合来在上述工作区域生成磁场;以及移动模块,用于使上述第一磁场生成部和上述第二磁场生成部中的至少一个移动。
发明实施方式
以下,参照多个附图,详细说明本发明的优选实施例。但是,本发明的技术思想并不局限于在此说明的实施例,也可通过其他实施方式具体化。反而,在此介绍的实施例用于使所公开的内容全面、完整,而且,为了向普通技术人员充分传达本发明的思想而提供。
在本说明书中,在提及特定结构要素在其它结构要素上的情况下,意味着在其它结构要素上直接形成或可在中间设置第三结构要素。并且,在附图中,为了有效说明技术内容,夸大了膜及区域的厚度。
并且,在本说明书的多个实施例中,虽然“第一”、“第二”、“第三”等术语为了记述各种结构要素而使用,但这些结构要素并不限定于这种术语。这些术语仅用于区分某结构要素和其他结构要素而使用。因此,在某个实施例中提及的第一结构要素还可在其他实施例中提及为第二结构要素。在此说明并示例的各个实施例也包括其互补的实施例。并且,在本说明书中,“和/或”以前后罗列的多个结构要素中包括至少一个的含义使用。
在说明书中,除非在文脉上明确表示不同的含义,否则单数的表达包括复数的表达。并且,“包括”或“具有”等术语是指说明书上记载的特征、数字、步骤、结构要素或它们的组合的存在,而不应理解为排除一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、结构要素或它们的组合的存在或附加可能性。并且,在本说明书中,“连接”以包括复数的结构要素间接连接和直接连接的含义使用。
并且,在以下内容中,在说明本发明的过程中,若判断为对相关公知功能或结构的具体说明会不必要地混淆本发明的主旨,则省略其详细说明。
图1为示出本发明一实施例的磁力驱动系统的立体图,图2为示出图1中的磁力驱动系统的主视图。
参照图1及图2,磁力驱动系统10包括第一磁场生成部100、第二磁场生成部200、移动模块300以及控制部(未图示)。
第一磁场生成部100与第二磁场生成部200隔着工作区域T相向配置,在工作区域T中生成磁场。以下,为了便于说明,将第一磁场生成部100和第二磁场生成部200的配置方向称为Z轴方向,将与之垂直的方向称为X轴方向及Y轴方向。
移动模块300对第一磁场生成部100和第二磁场生成部200进行支撑并使其移动。移动模块300可根据位于工作区域T内的对象来使第一磁场生成部100和第二磁场生成部200移动。
控制部用于控制移动模块300的动作。
第一磁场生成部100包括第一背轭110、第一芯120以及第一线圈130。
第一背轭110呈环形,形成上部面和下部面开放的内侧空间。第一背轭110可呈圆环或多边形环。第一背轭110可由磁性材质提供。第一背轭110能够以位于上述内侧空间中心的中心轴垂直于地面的方式配置。
第一芯120被第一背轭110所支撑。第一芯120可由磁性材质提供。第一芯120可形成圆筒形状或多边筒形状,能够以朝向第一背轭110的中心轴C1倾斜规定角度的方式配置。至少提供2个第一芯120。根据实施例,提供4个第一芯120。第一芯120可沿着第一背轭110的周围等间隔配置。多个第一芯120的末端可朝向工作区域。
第一线圈130分别卷绕在多个第一芯120。第一线圈130通过电流输入生成磁场。
第二磁场生成部200包括第二背轭210、第二芯220以及第二线圈230。
第二背轭210可形成与第一背轭110相同的形状。第二背轭210与第一背轭110隔开规定的距离来与第一背轭110相向配置。位于第二背轭210内侧空间的中心轴C2与第一背轭110的中心轴C1位于相同水平线。
第二芯220被第二背轭210所支撑。第二芯220可由磁性材质提供。第二芯220可形成与第一芯120相同的形状,能够以朝向第二背轭210的中心轴C2倾斜规定角度的方式配置。第二芯220的数量与第一芯120的数量相同。第二芯220可沿着第二背轭210的周围等间隔配置。多个第二芯220可与多个第一芯120一对一相向配置。
第二线圈230分别卷绕在多个第二芯220。第二线圈230通过电流输入生成磁场。
移动模块300包括本体310、旋转臂320、一对连接臂330、340和第一支撑臂350以及第二支撑臂360。
本体310作为移动模块300的主体,将在内部安装各种电气部件。可通过在本体310的底面安装多个轮子311来使得移动变得轻松。在本体310的上部面设置支撑轴312。支撑轴312沿着Z轴方向设置于规定高度。
旋转臂320的后端安装在支撑轴312,能够以支撑轴312为中心来进行旋转。
连接臂330,340形成一对,各自的后端与旋转臂320的前端相结合。连接臂330、340能够以垂直于Z轴的第一轴X1为中心来相对于旋转臂320进行旋转。一对连接臂330、340能够相对于旋转臂320进行独立旋转。可根据连接臂330、340的旋转角度来变更连接臂330、340之间的夹角。
第一支撑臂350的一端与任一连接臂330的前端相结合。第一支撑臂350能够以与第一轴X1并排的第二轴X2为中心来相对于连接臂330进行相对旋转。第一支撑臂350的另一端与第一背轭110相结合。第一支撑臂350的另一端以使得第一背轭110能够以与第一轴X1并排的轴X4为中心来进行转动的方式与第一背轭110相结合。
第二支撑臂360的一端与另一连接臂340的前端相结合。第二支撑臂360能够以与第一轴X1并排的第三轴X3为中心来相对于连接臂320进行相对旋转。第二支撑臂360的另一端与第二背轭210相结合。第二支撑臂360的另一端以使得第二背轭210能够以与第一轴X1并排的轴X5为中心来进行转动的方式与第二背轭210相结合。
通过上述移动模块300的驱动,能够使第一磁场生成部100和第二磁场生成部200移动,具体地,在旋转臂320以Z轴为中心旋转的情况下,第一磁场生成部100和第二磁场生成部200可在与地面平行的XY平面上横向回旋。而且,使连接臂330、340以第一轴X1为中心旋转,使第一支撑臂350以第二轴X2为中心旋转,使第二支撑臂340以第三轴X3为中心旋转,从而可沿着第一背轭110的中心轴C1的方向及第二背轭210的中心轴C2的方向来调节第一磁场生成部100与第二磁场生成部200之间的距离。在此情况下,第一背轭110和第二背轭210能够以其中心轴C1、C2位于相同水平线的方式移动。可根据第一磁场生成部100与第二磁场生成部200之间的距离来调节工作区域T的大小及工作区域T内的磁场的强度。
图3为示出根据第一磁场生成部与第二磁场生成部之间的距离生成的工作区域的大小和磁场强度分布的图。
参照图3的(A)部分,若第一磁场生成部100与第二磁场生成部200之间的距离变远,则可知工作区域T变大,并生成低强度的磁场。相反,参照图3的(B)部分,若第一磁场生成部100与第二磁场生成部200之间的距离变近,则可知工作区域T变小,并生成高强度的磁场。
移动模块300的一对连接臂330、340和第一支撑臂350及第二支撑臂360可以以磁性材质提供。在第一线圈130生成的磁场沿着第一背轭110、第一支撑臂350、连接臂330、340以及第二支撑臂360流动。由此,在工作区域T中形成的磁场、由第一芯120、第一背轭110、第一支撑臂350、连接臂330、340和第二支撑臂360、第二背轭210以及在第二芯220形成的磁场形成闭合磁路(Closed magnetic circuit)。闭合磁路可增加在工作区域T内生成的磁场的强度。
控制部能够以在对象控制所需的最小限度的工作区域T生成磁场的方式控制移动模块300。并且,控制部能够以可根据在工作区域T内的对象的动作来使得第一磁场生成部100和第二磁场生成部200追踪上述对象的方式控制移动模块300。对象可以是位于体内的微型机器人。微型机器人可位于体内冠状组织内,如血管、胆管、气管、食道、尿道等,可通过在上述磁场生成部100、200中生成的磁场来在冠状组织内移动。微型机器人可包括至少一个永磁,上述永磁通过在第一磁场生成部100及第二磁场生成部200中生成的磁场来控制。
图4及图5为示出第一磁场生成部和第二磁场生成部控制微型机器人的过程的图,图6至图8为示出第一磁场生成部和第二磁场生成部的动作的图。
首先,参照图4及图5,在患者P躺在床20上的状态下设置有磁力驱动系统10和C-型臂(C-arm)影像拍摄部400。第一磁场生成部100和第二磁场生成部200位于C-型臂影像拍摄部400的X线照射部410与X线接收部420之间。第一磁场生成部100位于床20的上部,第二磁场生成部200位于床20的下部。X线照射部410、第一背轭110的中心轴C1、第二背轭210的中心轴C2以及X线接收部420排列成一列。
从X线照射部410照射的X线向第一背轭110的内侧空间和第二背轭210的内侧空间透射,并向X线接收部420传递。C-型臂影像拍摄部400向X线影像显示部500传递X线影像。在X线影像中显示微型机器人。而且,可在X线影像中一并显示背轭110、210和多个芯120、220。
参照图6,控制部通过转动连接臂330、340和支撑臂350、360,来使得第一磁场生成部100和第二磁场生成部200紧贴于患者身体P。由此,工作区域T可最小化至患者身体P内微型机器人所处区域,并通过高密度的磁场来控制微型机器人的移动。
参照图7,控制部可根据微型机器人的动作来使得连接臂330、340和支撑臂350、360转动,以此可使得第一磁场生成部100和第二磁场生成部200在XY平面上进行直线移动。
参照图8,控制部可根据微型机器人的动作来使得旋转臂320并驱动连接臂330、340和支撑臂350、360进行旋转,以此可使得第一磁场生成部100和第二磁场生成部200追踪微型机器人的动作。
在本发明中,第一磁场生成部100和第二磁场生成部200位于X线照射部410与X线接收部420之间的空间,由于X线向第一背轭110的内侧空间和第二背轭210的内侧空间透射,因此可使得与C-型臂影像拍摄部400之间的干扰最小化。由此,第一磁场生成部100和第二磁场生成部200可实时、连续追踪微型机器人的动作。
图9为示出本发明再一实施例的磁力驱动系统的主视图。
参照图9,磁力驱动系统10可使得旋转臂320以其长度方向为轴Y1进行旋转。具体地,旋转臂320包括第一区域321和第二区域322。第一区域321以能够将支撑轴312作为中心来进行旋转的方式与支撑轴312相结合。第二区域322连接第一区域321与连接臂330、340。第二区域322以能够将旋转臂320的长度方向作为轴Y1来相对于第一区域321旋转的方式与第一区域321相结合。根据第二区域322的旋转角度,第一背轭110和第二背轭210的倾斜度变得不同。在将第一背轭110的中心轴C1和第二背轭210的中心轴C2与地面垂直的角度称为0°的情况下,若第二区域322旋转90°,则第一背轭110的中心轴C1和第二背轭210的中心轴C2将与地面平行,若第二区域322旋转180°,则第一背轭110和第二背轭210的位置会反转。
磁力驱动系统10可根据微型机器人所处的身体部位和C-型臂影像拍摄部400的配置来以多种方式变更第一背轭110和第二背轭210的配置角度。
图10为示出本发明再一实施例的第一磁场生成部和第二磁场生成部的剖视图。
参照图10,第一背轭110的外径d1大于第二背轭210的外径,截面积大于第二背轭210的截面积。而且,第一芯120的截面积大于第二芯220的截面积。由此,可在第一磁场生成部100生成强度比第二磁场生成部200更高的磁场。即使第一磁场生成部100逐渐远离患者的身体P,也可在工作区域T中生成强度足够的磁场。
并且,在床20导致生成于工作区域T中的磁场强度减小的情况下,第一磁场生成部100可位于床20的下部,第二磁场生成部200可位于床20的上部。在第一磁场生成部100中生成的高强度的磁场可有效地向工作区域T传递。
图11为示出本发明另一实施例的第一磁场生成部和第二磁场生成部的立体图。
参照图11,第一芯120与第一背轭110销111结合,第二芯220与第二背轭210销211结合。多个第一芯120和多个第二芯220分别能够以销111、211为中心来进行转动。可根据多个第一芯120和多个第二芯220的转动角度来调节工作区域T的大小及磁场的强度。
图12为示出本发明另一实施例的磁力驱动系统的立体图,图13为示出图12中的磁力驱动系统的主视图,图14为示出图12中的磁力驱动系统的后视图,图15为示出图12中的磁力驱动系统的俯视图,图16为示出图13中的A-B线的侧视图。
参照图12至图16,磁力驱动系统1000包括第一磁场生成部1100、第二磁场生成部1200、移动模块1300以及控制部(未图示)。
第一磁场生成部1100与第二磁场生成部1200隔着工作区域T相向配置,在工作区域T中生成磁场。第一磁场生成部1100位于第二磁场生成部1200的上部。
移动模块1300对第一磁场生成部1100和第二磁场生成部1200进行支撑并使其移动。移动模块1300可根据位于工作区域T内的对象来使第一磁场生成部1100和第二磁场生成部1200移动。
第一磁场生成部1100包括第一上部轭1110、第二上部轭1120、第一上部芯1131、第二上部芯1132、第三上部芯1133、第四上部芯1134、上部线圈1141、上部线圈1142、上部线圈1143、上部线圈1144以及上部芯尖1151、上部芯尖1152、上部芯尖1153、上部芯尖1154。
第一上部轭1110由规定长度的磁性材质提供,其长度方向位于Y轴方向。
第二上部轭1120从第一上部轭1110沿着X轴方向隔开规定距离配置,并与第一上部轭1110并排配置。第二上部轭1120由磁性材质提供。
第一上部芯1131由规定长度的磁性材质提供,其长度方向位于X轴方向。第一上部芯1131的一端与第一上部轭1110相结合,另一端位于第一上部轭1110与第二上部轭1120之间。第一上部芯1131的一区域以规定长度朝向工作区域T延伸。
第二上部芯1132由与第一上部芯1131相同的形状及材质提供,并沿着Y轴方向隔开规定距离来与第一上部芯1131并排配置。第二上部芯1132的一端与第一上部轭1110相结合,另一端位于第一上部轭1110与第二上部轭1120之间。第二上部芯1132的一区域以规定长度朝向工作区域T延伸。
第三上部芯1133由与第一上部芯1131相同的形状及材质提供,其长度方向位于X轴方向。第三上部芯1133的一端与第二上部轭1120相结合,另一端位于第一上部芯1131与第二上部轭1120之间。第三上部芯1133的一区域以规定长度朝向工作区域T延伸。
第四上部芯1134由与第三上部芯1133相同的形状及材质提供,并沿着Y轴方向隔开规定距离来与第三上部芯1133并排配置。第四上部芯1134的一端与第二上部轭1120相结合,另一端位于第二上部芯1132与第二上部轭1120之间。第四上部芯1134的一区域以规定长度朝向工作区域T延伸。
上部线圈1141、上部线圈1142、上部线圈1143、上部线圈1144分别卷绕在从第一上部芯1131、第二上部芯1132、第三上部芯1133、第四上部芯1134朝向工作区域T延伸的区域。上部线圈1141、上部线圈1142、上部线圈1143、上部线圈1144通过电流输入生成磁场。根据实施例,上部线圈1141、上部线圈1142、上部线圈1143、上部线圈1144提供第一上部线圈1141、第二上部线圈1142、第三上部线圈1143、第四上部线圈1144,并分别卷绕在第一上部芯1131、第二上部芯1132、第三上部芯1133、第四上部芯1134。
上部芯尖1151、上部芯尖1152、上部芯尖1153、上部芯尖1154设置于第一上部芯1131、第二上部芯1132、第三上部芯1133、第四上部芯1134的末端。上部芯尖1151、上部芯尖1152、上部芯尖1153、上部芯尖1154由规定厚度的磁性材质的板提供。上部芯尖1151、上部芯尖1152、上部芯尖1153、上部芯尖1154的截面面积大于第一上部芯1131、第二上部芯1132、第三上部芯1133、第四上部芯1134的截面面积。根据实施例,当从上部观察时,上部芯尖1151、上部芯尖1152、上部芯尖1153、上部芯尖1154的边缘区域与上部线圈1141、上部线圈1142、上部线圈1143、上部线圈1144的边缘区域可沿着Z轴方向位于相同水平线。上部芯尖1151、上部芯尖1152、上部芯尖1153、上部芯尖1154提供第一上部芯尖1151、第二上部芯尖1152、第三上部芯尖1153、第四上部芯尖1154,分别设置于第一上部芯1131、第二上部芯1132、第三上部芯1133、第四上部芯1134的末端。
第二磁场生成部1200包括第一下部轭1210、第二下部轭1220、第一垂直轭1230、第二垂直轭1240、第一下部芯1251、第二下部芯1252、第三下部芯1253、第四下部芯1254、下部线圈1261、下部线圈1262、下部线圈1263、下部线圈1264、下部芯尖1271、下部芯尖1272、下部芯尖1273、下部芯尖1274。
第一下部轭1210由与第一上部轭1110相同的长度及材质提供。第一下部轭1210沿着Z轴方向位于第一上部轭1110的下部,并与第一上部轭1110并排配置。
第二下部轭1220由与第一下部轭1210相同的长度及材质提供,并从第一下部轭1210沿着X轴方向隔开规定距离配置。第二下部轭1220与第二上部轭1120并排配置。
第一垂直轭1230由规定长度的磁性材质提供,其长度方向沿着Z轴方向配置。第一垂直轭1230的下端部与第一下部轭1210的后端相连接,上端部位于第一上部轭1110的后方。
第二垂直轭1240由与第一垂直轭1230相同的形状及材质提供,并沿着X轴方向隔开规定距离来与第一垂直轭1230并排配置。第二垂直轭1240的下端部与第二下部轭1220的后端相连接,上端部位于第二上部轭1220的后方。
第一下部芯1251由规定长度的磁性材质提供,其长度方向位于X轴方向。第一下部芯1251的一端与第一下部轭1210相结合,另一端位于第一下部轭1210与第二下部轭1220之间。第一下部芯1251的一区域使其长度方向沿着Z轴方向延伸。
第二下部芯1252由与第一下部芯1251相同的形状及材质提供,并沿着Y轴方向隔开规定距离来与第一下部芯1251并排配置。第二下部芯1252的一端与第一下部轭1210相结合,另一端位于第一下部轭1210与第二下部轭1220之间。第二下部芯1252的一区域使其长度方向沿着Z轴方向延伸。
第三下部芯1253由与第一下部芯1251相同的形状及材质提供,其长度方向位于X轴方向。第三下部芯1253的一端与第二下部轭1220相结合,另一端位于第一下部芯1251与第二下部轭1220之间。第三下部芯1253的一区域使其长度方向沿着Z轴方向延伸。
第四下部芯1254由与第三下部芯1253相同的形状及材质提供,并沿着Y轴方向隔开规定距离来与第三下部芯1253并排配置。第四下部芯1254的一端与第二下部轭1220相结合,另一端位于第二下部芯1252与第二下部轭1220之间。第四下部芯1254的一区域使其长度方向沿着Z轴方向延伸。
下部线圈1261、下部线圈1262、下部线圈1263、下部线圈1264分别卷绕在从第一下部芯1251、第二下部芯1252、第三下部芯1253、第四下部芯1254沿着Z轴方向延伸的区域。下部线圈1261、下部线圈1262、下部线圈1263、下部线圈1264通过电流输入生成磁场。根据实施例,下部线圈1261、下部线圈1262、下部线圈1263、下部线圈1264提供第一下部线圈1261、第二下部线圈1262、第三下部线圈1263、第四下部线圈1264,并分别卷绕在第一下部芯1251、第二下部芯1252、第三下部芯1253、第四下部芯1254。
下部芯尖1271、下部芯尖1272、下部芯尖1273、下部芯尖1274设置于第一下部芯1251、第二下部芯1252、第三下部芯1253、第四下部芯1254的末端。下部芯尖1271、下部芯尖1272、下部芯尖1273、下部芯尖1274由与上部芯尖1151、上部芯尖1152、上部芯尖1153、上部芯尖1154相同的形状及材质提供。下部芯尖1271、下部芯尖1272、下部芯尖1273、下部芯尖1274的截面面积大于第一下部芯1251、第二下部芯1252、第三下部芯1253、第四下部芯1254的截面面积。根据实施例,当从上部观察时,下部芯尖1271、下部芯尖1272、下部芯尖1273、下部芯尖1274的边缘区域与下部线圈1261、下部线圈1262、下部线圈1263、下部线圈1264的边缘区域可沿着Z轴方向位于相同水平线。下部芯尖1271、下部芯尖1272、下部芯尖1273、下部芯尖1274提供第一下部芯尖1271、第二下部芯尖1272、第三下部芯尖1273、第四下部芯尖1274,分别设置于第一下部芯1251、第二下部芯1252、第三下部芯1253、第四下部芯1254的末端。
移动模块1300包括:底座部1310、移动轮子1320、第一垂直移动模块1330、水平移动模块1350、第二垂直移动模块1410。
底座部1310为形成规定宽度的板,配置于第一磁场生成部1100、第二磁场生成部1200的下部。
移动轮子1320在底座部1310的底面结合有多个,可沿着地面滚动。移动轮子1320便于磁力驱动系统10的移动。根据实施例,随着磁力驱动系统10的重力中心位于前方,可提供多个可防止导电的辅助移动轮子1321。
第一垂直移动模块1330使第一磁场生成部1100及第二磁场生成部1200沿着Z轴方向移动。第一垂直移动模块1330包括:垂直支撑板1331、垂直移动轨道1332、垂直移动引导轴1333、垂直移动部1335、水平移动轨道1337以及驱动部(未图示)。
垂直支撑板1331为形成规定宽度的板,分别位于底座部1310的两侧端部。垂直支撑板1331垂直地竖立在底座部1310的上部面,一对相互相向配置。
垂直移动轨道1332分别设置于相向的垂直支撑板1331的一面。垂直移动轨道1332使其长度方向与Z轴方向并排配置。垂直移动轨道1332在垂直支撑板1331分别设置至少两个,并相互并排配置。
垂直移动引导轴1333设置有一对,并沿着X轴方向相互隔开,在底座部1310的上部面垂直。垂直移动引导轴1333分别与垂直支撑板1331相邻配置,并设置于与垂直支撑板1331相对应的高度。
垂直移动部1335位于底座部1310的上部,由规定宽度的板提供。垂直移动部1335的两端与垂直移动轨道1332相结合,能够沿着垂直移动轨道1332移动。在垂直移动部1335形成用于插入垂直移动引导轴1333的插入孔(未图示),垂直移动引导轴1333引导垂直移动部1335的移动。
水平移动轨道1337设置于垂直移动部1335的上部面。水平移动轨道1337使其长度方向位于X轴方向。提供一对水平移动轨道1337,并沿着Y轴方向相互隔开地并排配置。水平移动轨道1337引导水平移动模块1350的移动。
驱动部生成可使得垂直移动部1335沿着Z轴方向移动的驱动力。
水平移动模块1350以使得Y轴方向上的第二上部轭1120与第一上部轭1110之间的距离以及第二下部轭1220与第一下部轭1210之间的距离发生改变的方式使第一上部轭1110和第一下部轭1210进行一体式直线移动或使第二上部轭1120和第二下部轭1220进行一体式直线移动。水平移动模块1350包括第一水平移动模块1360和第二水平移动模块1370。第一水平移动模块1360使第一上部轭1110和第一下部轭1210沿着X轴方向和Y轴方向移动,第二水平移动模块1370使第二上部轭1120和第二下部轭1220沿着X轴方向和Y轴方向移动。
第一水平移动模块1360包括第一X轴移动板1361、第一Y轴移动轨道1362、第一Y轴移动板1363以及驱动部(未图示)。
第一X轴移动板1361放置于水平移动轨道1337,能够沿着水平移动轨道1337向X轴方向移动。
第一Y轴移动轨道1362设置于第一X轴移动板1361的上部面,其长度方向位于Y轴方向。第一Y轴移动轨道1362设置有多个,并沿着X轴方向相互隔开地并排配置。根据实施例,第一Y轴移动轨道1362并排配置3个。
第一Y轴移动板1363放置于第一Y轴移动轨道1362,能够沿着第一Y轴移动轨道1362向Y轴方向移动。
驱动部生成可使第一X轴移动板1361和第一Y轴移动板1363移动的动力。
第二水平移动模块1370使第二上部轭1120和第二下部轭1220沿着X轴方向和Y轴方向移动。第二水平移动模块1370包括第二X轴移动板1371、第二Y轴移动轨道1372、第二Y轴移动板1373以及驱动部(未图示)。
第二X轴移动板1371放置于水平移动轨道1337,能够沿着水平移动轨道1337向X轴方向移动。
第二Y轴移动轨道1372设置于第二X轴移动板1371的上部面,其长度方向位于Y轴方向。第二Y轴移动轨道1372设置有多个,并沿着X轴方向相互隔开地并排配置。根据实施例,第二Y轴移动轨道1372并排配置3个。
第二Y轴移动板1373放置于第二Y轴移动轨道1372,能够沿着第二Y轴移动轨道1372向Y轴方向移动。
驱动部生成可使第二X轴移动板1371和第二Y轴移动板1373移动的动力。
第二垂直移动模块1410使第一上部轭1110和第二下部轭1110相对于第一下部轭1210和第二下部轭1220沿着Z轴方向进行相对直线移动。第二垂直移动模块1410包括第一上部轭垂直移动模块1420和第二上部轭垂直移动模块1430。
第一上部轭垂直移动模块1420与第一Y轴移动板1363相结合,使第一上部轭1110沿着Z轴方向移动。第一上部轭垂直移动模块1420包括第一垂直支撑轴1421、第一导轨1422、第一轭支撑板1423以及驱动部(未图示)。
第一垂直支撑轴1421固定设置在第一Y轴移动板1363的上部面,位于第一垂直轭1230的后方。第一垂直支撑轴1421的长度方向位于Z轴方向。第一垂直支撑轴1421的上端的高度与第一垂直轭1230的上端的高度相同。
第一导轨1422分别与第一垂直支撑轴1421的两侧面相结合,其长度方向位于第一垂直支撑轴1421的长度方向。
第一轭支撑板1423设置有一对,在第一垂直支撑轴1421的两侧隔着第一垂直支撑轴1421相向配置。第一轭支撑板1423使其长度方向位于Y轴方向,前端与第一上部轭1110的两侧面固定结合。第一轭支撑板1423支撑第一上部轭1110。第一轭支撑板1423能够沿着第一导轨1422向Z轴方向移动,由此,可通过使第一上部轭1110沿着Z轴方向移动,来变更与第一下部轭1210之间的相对距离。根据实施例,第一轭支撑板1423可由非磁性材质提供。
驱动部生成使第一轭支撑板1423移动的动力。
第二上部轭垂直移动模块1430与第二Y轴移动板1373相结合,使得第二上部轭1120沿着Z轴方向移动。第二上部轭垂直移动模块1430包括第二垂直支撑轴1431、第二导轨1432、第二轭支撑板1433以及驱动部(未图示)。
第二垂直支撑轴1431固定设置在第二Y轴移动板1373的上部面,位于第二垂直轭1240的后方。第二垂直支撑轴1431的长度方向位于Z轴方向。第二垂直支撑轴1431的上端的高度与第二垂直轭1240的上端的高度相同。
第二导轨1432分别与第二垂直支撑轴1431的两侧面相结合,其长度方向位于第二垂直支撑轴1431的长度方向。
第二轭支撑板1433设置有一对,在第二垂直支撑轴1431的两侧隔着第二垂直支撑轴1431相向配置。第二轭支撑板1433使其长度方向位于Y轴方向,前端与第二上部轭1120的两侧面固定结合。第二轭支撑板1433支撑第二上部轭1120。第二轭支撑板1433能够沿着第二导轨1432向Z轴方向移动,由此,可通过使第二上部轭1120沿着Z轴方向移动,来变更与第二下部轭1220之间的相对距离。根据实施例,第二轭支撑板1433可由非磁性材质提供。
驱动部生成使第二轭支撑板1433移动的动力。
图17为示出第一磁场生成部及第二磁场生成部的使用例的图,图18为示出图17中的第一磁场生成部及第二磁场生成部的侧视图,图19至图22为示出本发明一实施例的第一磁场生成部及第二磁场生成部移动的状态的图。
首先,参照图17及图18,第一磁场生成部1100位于患者P的上部,第二磁场生成部1200位于床20的下部。在第一磁场生成部1100与第二磁场生成部1200之间的工作区域T中产生磁场,磁场控制插入于患者P血管的微型机器人的动作。根据实施例,上部芯1131、上部芯1132、上部芯1133、上部芯1134使得卷绕多个上部线圈1141、上部线圈1142、上部线圈1143、上部线圈1144的一区域朝向工作区域T的中心倾斜配置,下部芯1251、下部芯1252、下部芯1253、下部芯1254使得卷绕多个下部线圈1261、下部线圈1262、下部线圈1263、下部线圈1264的一区域沿着Z轴方向配置。通过上部芯1131、上部芯1132、上部芯1133、上部芯1134的倾斜配置结构,上部芯尖1151、上部芯尖1152、上部芯尖1153、上部芯尖1154倾斜配置,以最大限度地紧贴于患者P的身体,通过下部芯1251、下部芯1252、下部芯1253、下部芯1254的配置结构,下部芯尖1271、下部芯尖1272、下部芯尖1273、下部芯尖1274可最大限度地紧贴于床20。由此,可使得磁场生成部1100、1200与患者之间的空气隙的产生最小化。
通过控制部的控制,第一磁场生成部1100及第二磁场生成部1200可根据在图19至图22中说明的移动来追踪微型机器人的动作。
参照图19,通过第一垂直移动模块1330的驱动,可使第一磁场生成部1100及第二磁场生成部1200沿着Z轴方向移动。具体地,可通过驱动部的驱动,来使垂直移动部1335沿着垂直移动轨道1332向Z轴方向移动,并使第一磁场生成部1100及第二磁场生成部1200进行一体式移动。
参照图20,在第一X轴移动板1361沿着水平移动轨道1337移动的情况下,第一上部轭1110和第一下部轭1210沿着X轴方向直线移动,在第二X轴移动板1371沿着水平移动轨道1337移动的情况下,第二上部轭1120和第二下部轭1220可沿着X轴方向直线移动。根据实施例,在第一X轴移动板1361与第二X轴移动板1371中的任一个停止状态下,另一个能够移动。根据再一实施例,第一X轴移动板1361和第二X轴移动板1371可同时沿着相同的方向移动。根据另一实施例,第一X轴移动板1361和第二X轴移动板1371可沿着相反方向移动。可通过这种第一X轴移动板1361和第二X轴移动板1371的移动,使得工作区域T的位置移动,并改变工作区域T的大小。
参照图21,在第一Y轴移动板1363沿着第一Y轴移动轨道1362移动的情况下,第一上部轭1110和第一下部轭1210沿着Y轴方向直线移动,在第二Y轴移动板1373沿着第二Y轴移动轨道1372移动的情况下,第二上部轭1120和第二下部轭1220可沿着Y轴方向直线移动。
参照图22,在第一轭支撑板1423沿着第一垂直支撑轴1421向Z轴方向移动的情况下,第一上部轭1110一同移动,在第二轭支撑板1433沿着第二垂直支撑轴1431向Z轴方向移动的情况下,第二上部轭1120可一同移动。可通过第一上部轭1110及第二上部轭1120的移动,来改变第一上部芯1131、第二上部芯1132、第三上部芯1133、第四上部芯1134与第一下部芯1251、第二下部芯1252、第三下部芯1253、第四下部芯1254之间的距离,并改变工作区域T的大小。
上述磁力驱动系统10的第一上部轭1110、第二上部轭1120、第一下部轭1210、第二下部轭1220、第一上部线圈1131、第二上部线圈1132、第三上部线圈1133、第四上部线圈1134、第一下部芯1251、第二下部芯1252、第三下部芯1253、第四下部芯1254、第一垂直轭1410、第二垂直轭1420由磁性材质提供。因此,在上部线圈1141、上部线圈1142、上部线圈1143、上部线圈1144和下部线圈1261、下部线圈1262、下部线圈1263、下部线圈1264中产生磁场的情况下,在工作区域T中生成的磁场、第一上部芯1131及第二上部芯1132、第一上部轭1110、第一垂直轭1410、第一下部轭1210及第一下部芯1151及在第二下部芯1152中产生的磁场形成一个闭合磁路。而且,在工作区域T中生成的磁场、第三上部芯1133及第四上部芯1134、第二上部轭1120、第二垂直轭1240、第二下部轭1220及在第三下部芯1153及第四下部芯1154中产生的磁场形成另一闭合磁路。这种闭合磁路的形成将增加工作区域T中的磁通量密度。
图23为示出本发明实施例的由第一磁场生成部及第二磁场生成部所产生的工作区域内磁场强度的图,图24为示出未提供上部芯尖和下部芯尖的实施例中的工作区域内磁场强度的图。
参照图23及图24,在设置有上部芯尖1151、上部芯尖1152、上部芯尖1153、上部芯尖1154、下部芯尖1271、下部芯尖1272、下部芯尖1273、下部芯尖1274的情况下,相对于没有设置芯尖的情况,可知工作区域T中心的磁通量密度将增加。根据实施例,当向上部线圈1141、上部线圈1142、上部线圈1143、上部线圈1144、下部线圈1261、下部线圈1262、下部线圈1263、下部线圈1264输入相同的磁通势(8200A*turns)时,可确认在没有提供芯尖的情况下在工作区域T中心生成约33.87mT的磁通量密度,相反,可确认在提供芯尖1151、1152、1153、1154、1271、1272、1273、1274的情况下生成约48.72mT的磁通量密度。这解释为,由于提供芯尖1151、1152、1153、1154、1271、1272、1273、1274,多个芯1131、1132、1133、1134、1251、1252、1253、1254末端之间的空气隙(Air gap)减少,磁阻减少。
在利用磁力驱动系统10的血管介入手术中,与磁力驱动系统10一同配置有C-型臂影像拍摄部,C-型臂影像拍摄部的X线照射部配置在第一磁场发生部1100的上部,X线接收部配置在第二磁场发生部1200的下部,或能够以相反的方式配置。由于因设置C-型臂影像拍摄部而产生的空间制约,需使上部芯1131、上部芯1132、上部芯1133、上部芯1134和下部芯1251、下部芯1252、下部芯1253、下部芯1254的Z方向高度最小化,这意味着可卷绕线圈1141、1142、1143、1144、1261、1262、1263、1264的高度降低。为了将磁通量密度产生充分的大小,虽然可沿着芯1131、1132、1133、1134、1251、1252、1253、1254的宽度方向增加线圈1141、1142、1143、1144、1261、1262、1263、1264的卷绕数,但若线圈1141、1142、1143、1144、1261、1262、1263、1264沿着芯1131、1132、1133、1134、1251、1252、1253、1254的宽度方向变宽,则能够透射X线的空间会缩小,有可能在线圈1141、1142、1143、1144、1261、1262、1263、1264与X线之间产生干扰。在此情况下,虽然可通过扩大多个芯1131、1132、1133、1134、1251、1252、1253、1254之间的距离来确保X线透射的空间,但由于磁阻增加,在工作区域T中无法产生强度足够的磁通量密度。
芯尖1151、1152、1153、1154、1271、1272、1273、1274将减少芯1131、1132、1133、1134、1251、1252、1253、1254末端之间的空气隙。由于提供芯尖1151、1152、1153、1154、1271、1272、1273、1274来减少磁阻,因而即使在使得芯1131、1132、1133、1134、1251、1252、1253、1254的Z方向高度最小化的情况下,磁场性能也能够最大化。
图25为用于说明本发明一实施例的第一上部轭及第二上部轭、第一下部轭及第二下部轭、第一上部芯至第四上部芯、第一下部芯至第四下部芯及第一垂直轭及第二垂直轭的详细结构的图。
参照图25,第一上部轭1110及第二上部轭1120和第一下部轭1210及第二下部轭1220由长度及形状相同的多张电钢板1500沿着宽度方向层叠而成。而且,第一上部芯1131、第二上部芯1132、第三上部芯1133、第四上部芯1134和第一下部芯1251、第二下部芯1252、第三下部芯1253、第四下部芯1254由长度及形状相同的多张电钢板1500沿着宽度方向层叠而成,第一垂直轭1230及第二垂直轭1240由长度及形状相同的多张电钢板1500沿着宽度方向层叠而成。
在磁力驱动系统10生成高频旋转磁场的情况下,多个电钢板1500将防止有可能在上述多个结构内部产生的涡电流。多个电钢板1500在各个结构中以与电场流动的方向(箭头方向)平行的方式层叠,因此可降低涡电流并使磁场损失最小化。
图26为示出本发明再一实施例的第一磁场生成部及第二磁场生成部的立体图。
参照图26,第二磁场生成部1200还包括连接轭1280。连接轭1280由磁性材质提供,其长度方向沿着X轴方向配置。连接轭1280的一端与第一垂直轭1230相结合,另一端与第二垂直轭1240相结合。在多个线圈1141、1142、1143、1144、1261、1262、1263、1264产生磁场的情况下,在第一垂直轭1230中产生的磁场与在第二垂直轭1240中产生的磁场通过在连接轭1280中产生的磁场进行连接。由此,在工作区域T中生成的磁场、第一上部芯1131及第二上部芯1132、第一上部轭1110、第一垂直轭1230、第一下部轭1210及在第一下部芯1251及第二下部芯1252中产生的磁场、第三上部芯1133及第四上部芯1134、第二上部轭1120、第二垂直轭1240、第二下部轭1220、在第三下部芯1253及第四下部芯1254中产生的磁场形成完全闭合磁路。
图27为示出利用本发明多个实施例的磁力驱动系统进行血管介入手术的过程的流程图。
参照图27,血管介入手术包括用于手术计划的拍摄步骤S10、磁力机器人插入步骤S20、磁力驱动系统布置步骤S30及远程手术步骤S40。
在用于手术计划的拍摄步骤S10中,通过C-型臂影像拍摄部拍摄单层或三维血管透视视频,计划磁力机器人移动至病变部的路径。
在磁力机器人插入步骤S20中,将利用鞘(sheath)来将磁力机器人插入于身体内部。
在磁力驱动系统布置步骤S30中,在病变部的路径、磁力机器人的位置方面,通过考虑C-型臂影像拍摄部的配置来配置磁力驱动系统10。具体地,在磁力驱动系统布置步骤S30中,隔着微型机器人所处的区域,使磁力驱动系统10的第一磁场生成部100、1100与第二磁场生成部200、1200相向配置。而且,在第一磁场生成部100、1100与第二磁场生成部200、1200之间的空间生成工作区域T。
在远程手术步骤S40中,医护人员在额外的分离空间中控制磁力驱动系统10,通过微型机器人实施手术。在远程手术步骤S40中,以使得工作区域T根据微型机器人的移动路径移动的方式使第一磁场生成部100、1100和第二磁场生成部200、1200移动。在远程手术步骤S40中,能够以使得工作区域T的中心与微型机器人的位置一致的方式使第一磁场生成部100、1100和第二磁场生成部200、1200移动。在远程手术步骤S40中,可使得第一磁场生成部100、1100和第二磁场生成部200、1200在与地面平行的XY平面上摇摆移动。在远程手术步骤S40中,可使得第一磁场生成部100、1100和第二磁场生成部200、1200沿着垂直于地面的Z轴方向单独移动。
以上,虽然使用优选的实施例详细说明了本发明,但是,本发明的范围并不限于特定实施例,应根据所附的发明要求保护范围来解释。并且,本发明所属技术领域的普通技术人员应理解,可在不脱离本发明的范围的情况下进行多种修改和变更。
产业上的可利用性
本发明的磁力驱动系统能够控制位于人体内的磁力机器人的动作,从而可用于闭塞性血管治疗。

Claims (18)

1.一种磁力驱动系统,其特征在于,包括:
第一磁场生成部;
第二磁场生成部,隔着工作区域并沿着Z轴方向配置于上述第一磁场生成部的下部,通过与上述第一磁场生成部组合来在上述工作区域生成磁场;以及
移动模块,用于使上述第一磁场生成部和上述第二磁场生成部中的至少一个移动。
2.根据权利要求1所述的磁力驱动系统,其特征在于:
上述第一磁场生成部包括:
第一背轭,呈环形;
第一芯,与上述第一背轭相结合;以及
第一线圈,卷绕在上述第一芯,
上述第二磁场生成部包括:
第二背轭,呈环形;
第二芯,与上述第二背轭相结合;以及
第二线圈,卷绕在上述第二芯。
3.根据权利要求2所述的磁力驱动系统,其特征在于,上述移动模块以使得上述第一背轭的中心轴和上述第二背轭的中心轴位于相同水平线的方式使上述第一磁场生成部和上述第二磁场生成部移动。
4.根据权利要求2所述的磁力驱动系统,其特征在于,上述移动模块沿着上述中心轴的方向调节上述第一背轭与上述第二背轭之间的距离。
5.根据权利要求2所述的磁力驱动系统,其特征在于:
上述移动模块包括:
本体,设置有支撑轴;
旋转臂,与上述支撑轴相结合,能够以上述支撑轴为中心进行旋转;
一对连接臂,分别安装在上述旋转臂的前端,能够以第一轴为中心进行旋转;
第一支撑臂,安装在任一上述连接臂的前端,能够以与上述第一轴并排的第二轴为中心来相对于上述连接臂进行转动,并支撑上述第一背轭;以及
第二支撑臂,安装在另一上述连接臂的前端,能够以与上述第一轴并排的第三轴为中心来相对于上述连接臂进行转动,并支撑上述第二背轭。
6.根据权利要求5所述的磁力驱动系统,其特征在于,上述旋转臂包括:
第一区域,与上述支撑轴相结合;以及
第二区域,连接上述第一区域和多个上述连接臂,能够以与上述旋转臂的长度方向并排的第二轴为中心来相对于上述第一区域进行旋转。
7.根据权利要求2所述的磁力驱动系统,其特征在于,上述第一背轭的外径与上述第二背轭的外径相同。
8.根据权利要求2所述的磁力驱动系统,其特征在于:
上述第一背轭的外径大于上述第二背轭的外径,截面积大于上述第二背轭;
上述第一芯的截面积大于上述第二芯的截面积。
9.根据权利要求2所述的磁力驱动系统,其特征在于,还包括:
控制部,获取位于上述工作区域内的对象的位置信息,以使得上述第一背轭的中心轴和上述第二背轭的中心轴与上述对象位于相同水平线的方式控制上述移动模块。
10.根据权利要求2所述的磁力驱动系统,其特征在于:
上述第一背轭与上述第一芯销结合;
上述第二背轭与上述第二芯销结合;
上述第一背轭及上述第二背轭分别能够以上述销为中心进行转动。
11.根据权利要求1所述的磁力驱动系统,其特征在于:
上述第一磁场生成部包括:
第一上部轭;
第二上部轭,在相同高度与上述第一上部轭隔开配置;
第一上部芯及第二上部芯,以相互隔开的方式与上述第一上部轭相结合;
第三上部芯及第四上部芯,以相互隔开的方式与上述第二上部轭相结合;以及
上部线圈,分别卷绕在上述第一上部芯至第四上部芯,
上述第二磁场生成部包括:
第一下部轭,沿着上述Z轴方向配置于上述第一上部轭的下部;
第二下部轭,沿着上述Z轴方向配置于上述第二上部轭的下部;
第一下部芯及第二下部芯,以相互隔开的方式与上述第一下部轭相结合;
第三下部芯及第四下部芯,以相互隔开的方式与上述第二下部轭相结合;以及
下部线圈,分别卷绕在上述第一下部芯至第四下部芯,
上述第一上部芯至第四上部芯和上述第一下部芯至第四下部芯各自的一区域朝向上述工作区域配置。
12.根据权利要求11所述的磁力驱动系统,其特征在于:
上述第一磁场生成部还包括板形状的磁性材质的上部芯尖,分别与上述第一上部芯至第四上部芯的前端相结合;
上述第二磁场生成部还包括板形状的磁性材质的下部芯尖,分别与上述第一下部芯至第四下部芯的前端相结合。
13.根据权利要求12所述的磁力驱动系统,其特征在于,当从上述Z轴方向观察时:
上述上部芯尖的边缘区域与多个上述上部线圈的边缘区域位于相同水平线,
上述下部芯尖的边缘区域与多个上述下部线圈的边缘区域位于相同水平线。
14.根据权利要求12所述的磁力驱动系统,其特征在于,上述第一上部芯至第四上部芯的一区域使其长度方向朝向上述工作区域的中心。
15.根据权利要求12所述的磁力驱动系统,其特征在于,上述移动模块包括:
垂直移动模块,用于使上述第一上部轭和上述第二上部轭相对于上述第一下部轭和上述第二下部轭沿着上述Z轴方向进行相对直线移动;以及
水平移动模块,以使得Y轴方向上的上述第二上部轭与上述第一上部轭之间的距离以及上述第二下部轭与上述第一下部轭之间的距离发生改变的方式使上述第一上部轭和上述第一下部轭进行一体式直线移动或使上述第二上部轭和上述第二下部轭进行一体式直线移动。
16.根据权利要求15所述的磁力驱动系统,其特征在于,上述水平移动模块使得上述第一上部轭和上述第一下部轭沿着X轴方向一体式直线移动,使得上述第二上部轭和上述第二下部轭沿着X轴方向一体式直线移动。
17.根据权利要求15所述的磁力驱动系统,其特征在于,还包括:
第一垂直轭,下端与第一下部轭的后端相结合,上端位于上述第一上部轭的后方;以及
第二垂直轭,下端与第二下部轭的后端相结合,上端位于上述第二上部轭的后方,
上述垂直移动模块包括:
第一垂直支撑轴,位于上述第一垂直轭的后方,其长度方向位于Z轴方向,在至少一面提供第一导轨;
第二垂直支撑轴,位于上述第二垂直轭的后方,与上述第一垂直支撑轴并排配置,在至少一面提供第二导轨;
第一轭支撑板,能够沿着上述第一导轨移动,在前端与上述第一上部轭相结合;以及
第二轭支撑板,能够沿着上述第二导轨移动,在前端与上述第二上部轭相结合。
18.根据权利要求11所述的磁力驱动系统,其特征在于,上述第一上部芯至上述第四上部芯和上述第一下部芯至上述第四下部芯分别由大小相同的多张钢板沿着其宽度方向层叠而成。
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