CN209875626U - 一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构，采用磁式连接机构，主要包括底座、密封盖、微型音圈电机、磁性吸附装置，磁性吸附装置主要包含电磁线圈与永磁体两部分，磁性吸附装置固定安装在固定基座中，电磁线圈用于在自动连接机构分离式减弱永磁体间的磁力大小，固定基座固定安装在微型音圈电机的中心，通过微型音圈电机驱动固定基座沿其中心轴线运动，微型音圈电机固定在底座的中心槽内，底座的内侧分布四个螺丝柱，密封盖通过四个螺丝固定在底座。本实用新型具有功耗低、结构紧凑的特点，能够实现稳定连接和快速分离功能。

Description

一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构

技术领域

本实用新型涉及腔内医疗检测技术领域，具体涉及一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构。

背景技术

模块化自重构机器人系统包含若干具有一定操作能力的模块组成，各模块具备统一的机械接口，可自主组装为各种联体构型并可相互转换。医疗胶囊型自重构机器人属于模块化自重构机器人的子类，其模块具有紧凑的结构，能够被患者直接吞咽，并在患者体内(如胃)自动组装成各种联体构型，能够完成病灶检查、切除等操作。自重构功能是该类机器人系统的主要技术优势，要求模块的连接机构必须保证连接可靠、分离容易，由于胶囊型自重构机器人模块的体积较小，要求连接机构的结构紧凑、能耗低等。因此自动连接机构是医疗胶囊型自重构机器人设计中最重要的问题之一。

目前，自重构机器人的连接机构主要有机械连接与磁性连接两种方式。机械连接具有较好的连接强度，但通常结构较为复杂，无法实现小型化，并且连接冗余度较小，不适用于医疗胶囊型自重构机器人。磁性连接目前主要分为永磁式和电磁式，其中电磁式具有较好的可控性(断开与连接)，但能耗较大、负载较小。永磁式具有低功耗、负载大的特点，但需要设计专用的脱离机构，实现连接机构的快速分离。因此，亟需设计一种低功耗、结构紧凑的自动连接机构，能够实现医疗胶囊型自重构机器人模块地快速分离。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构，其中：包括至少一组连接单元，每组连接单元为两个，所述的连接单元包括底座、密封盖、微型音圈电机、固定基座和磁性吸附装置；所述的底座上可拆卸安装有密封盖，底座内部固定安装有微型音圈电机，所述的微型音圈电机靠近密封盖一侧的端面上安装有固定基座，所述的微型音圈电机可带动固定基座靠近或远离密封盖；所述的固定基座表面卡装有磁性吸附装置，所述的磁性吸附装置包括电磁线圈和永磁铁；所述的电磁线圈缠绕在永磁铁外部，电磁线圈(51)通电时，电磁线圈(51)的磁极与永磁铁(52)相反，从而降低永磁铁的吸附能力；每组连接单元之间通过底座内部的永磁铁的磁极相互吸引，使各自密封盖相连接。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的底座内侧等距周向分布若干个螺丝柱，螺丝柱大小相等，所述的密封盖上相对应底座上螺丝柱开设有螺纹孔，所述的密封盖通过螺丝紧固在底座上。

上述的底座上开设有与微型音圈电机相匹配的方形槽，所述的方形槽槽深小于底座的深度，所述的微型音圈电机卡装在方形槽内。

上述的微型音圈电机中间开设有圆形通孔，所述的固定基座卡装在圆形通孔中，所述的圆形通孔厚度与固定基座厚度一致。

上述的固定基座中心开设有凹槽，所述的磁性吸附装置安装在凹槽内。

上述的凹槽槽深小于永磁铁的厚度。

本实用新型的有益效果：

(1)对接冗余度低，能够提供稳定连接，无需额外能量消耗。

(2)结构紧凑，能够快速实现锁紧、分离。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的结构内部示意图；

图3是本实用新型的底座示意图；

图4是本实用新型的微型音圈电机示意图；

图5是本实用新型的磁性吸附装置与固定基座装配示意图；

图6是本实用新型的磁性吸附装置示意图；

图7是本实用新型的磁性吸附装置工作示意图。

附图标记为：底座1、螺丝柱11、密封盖2、螺纹孔21、微型音圈电机3、固定基座4、磁性吸附装置5、电磁线圈51、永磁铁52、圆形通孔6、凹槽7。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

如图1至图7所示，本实用新型为一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构，其中：包括至少一组连接单元，每组连接单元为两个，所述的连接单元包括底座1、密封盖2、微型音圈电机3、固定基座4和磁性吸附装置5；所述的底座1上可拆卸安装有密封盖2，底座1内部固定安装有微型音圈电机3，所述的微型音圈电机3靠近密封盖2一侧的端面上安装有固定基座4，所述的微型音圈电机3可带动固定基座4靠近或远离密封盖2；所述的固定基座4表面卡装有磁性吸附装置5，所述的磁性吸附装置5包括电磁线圈51和永磁铁52；所述的电磁线圈51缠绕在永磁铁52外部，电磁线圈(51)通电时，电磁线圈(51)的磁极与永磁铁(52)相反，从而降低永磁铁52的吸附能力；每组连接单元之间通过底座1内部的永磁铁52的磁极相互吸引，使各自密封盖2相连接。

本实施例中，底座1内侧等距周向分布若干个螺丝柱11，螺丝柱11大小相等，所述的密封盖上相对应底座1上螺丝柱11开设有螺纹孔21，所述的密封盖2通过螺丝紧固在底座1上。

本实施例中，底座1上开设有与微型音圈电机3相匹配的方形槽12，所述的方形槽12槽深小于底座1的深度，所述的微型音圈电机3卡装在方形槽12内。

本实施例中，微型音圈电机3中间开设有圆形通孔6，所述的固定基座4卡装在圆形通孔6中，所述的圆形通孔6厚度与固定基座4厚度一致。

本实施例中，固定基座4中心开设有凹槽7，所述的磁性吸附装置5安装在凹槽7内。

本实施例中，凹槽7槽深小于永磁铁52的厚度。

本实用新型的使用方法如下：

如图1、图2所示，本发明的自动连接机构适用于医疗胶囊型自重构机器人，该自动连接机构包括至少一组连接单元，每组连接单元为两个，连接单元主要包含底座1、密封盖2、微型音圈电机3、固定基座4、电磁线圈51以及永磁铁52。

如图3、图4所示，微型音圈电机3为中空结构，微型音圈电机3固定在底座1的中心的方形槽12内，底座1的内侧分布四个螺丝柱11，密封盖2通过四个螺丝固定在底座1上。

如图5、图6所示，磁性吸附装置主要包含电磁线圈51与永磁铁52两部分，电磁线圈51套装在永磁铁52上，电磁线圈51与永磁铁52固定安装在固定基座4中。固定基座4固定安装在微型音圈电机3的中心孔内，通过微型音圈电机3驱动固定基座4沿其中心轴线做直线运动。

如图7所示，永磁铁52的磁极为左N右S，通过控制电磁线圈51，使其的磁极为右N左S，即图中所述的S’和N’，由于电磁线圈51缠绕在永磁铁52表面上，从而降低永磁铁52的磁性，使得连接单元的连接强度降低，更易实现自动连接机构的分离。

综上所述，连接单元通过底座1固定安装在医疗胶囊型自重构机器人模块上，当机器人模块需要进行连接时，微型音圈电机3将磁性吸附装置移动到密封盖2的内侧面。当两个相邻连接单元足够接近，并且两个相邻连接单元上的磁性吸附装置5中的永磁铁52磁极相异，相邻连接单元能够实现稳定连接；当两个机器人模块需要分离时，通过微型音圈电机3控制电磁线圈51产生与永磁铁52相反的磁场从而降低永磁铁52的磁性，降低相邻连接单元的连接强度，然后微型音圈电机3同时将磁性吸附装置5向底座1方向移动。通过以上两个过程，医疗胶囊型自重构机器人模块可以连接成不同的联体构型，并实现联体构型的改变。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构，其特征在于：包括至少一组连接单元，每组连接单元为两个，所述的连接单元包括底座(1)、密封盖(2)、微型音圈电机(3)、固定基座(4)和磁性吸附装置(5)；所述的底座(1)上可拆卸安装有密封盖(2)，底座(1)内部固定安装有微型音圈电机(3)，所述的微型音圈电机(3)靠近密封盖(2)一侧的端面上安装有固定基座(4)，所述的微型音圈电机(3)可带动固定基座(4)靠近或远离密封盖(2)；所述的固定基座(4)表面卡装有磁性吸附装置(5)，所述的磁性吸附装置(5)包括电磁线圈(51)和永磁铁(52)；所述的电磁线圈(51)缠绕在永磁铁(52)外部，电磁线圈(51)通电时，电磁线圈(51)的磁极与永磁铁(52)相反，从而降低永磁铁(52)的吸附能力；每组连接单元之间通过底座(1)内部的永磁铁(52)的磁极相互吸引，使各自密封盖(2)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构，其特征在于：所述的底座(1)内侧等距周向分布若干个螺丝柱(11)，螺丝柱(11)大小相等，所述的密封盖上相对应底座(1)上螺丝柱(11)开设有螺纹孔(21)，所述的密封盖(2)通过螺丝紧固在底座(1)上。

3.根据权利要求2所述的一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构，其特征在于：所述的底座(1)上开设有与微型音圈电机(3)相匹配的方形槽(12)，所述的方形槽(12)槽深小于底座(1)的深度，所述的微型音圈电机(3)卡装在方形槽(12)内。

4.根据权利要求3所述的一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构，其特征在于：所述的微型音圈电机(3)中间开设有圆形通孔(6)，所述的固定基座(4)卡装在圆形通孔(6)中，所述的圆形通孔(6)厚度与固定基座(4)厚度一致。

5.根据权利要求4所述的一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构，其特征在于：所述的固定基座(4)中心开设有凹槽(7)，所述的磁性吸附装置(5)安装在凹槽(7)内。

6.根据权利要求5所述的一种用于医疗胶囊型自重构机器人的自动连接机构，其特征在于：所述的凹槽(7)槽深小于永磁铁(52)的厚度。