CN212630724U - 电磁驱动装置和胶囊内窥镜磁控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电磁驱动装置和胶囊内窥镜磁控制系统，涉及医疗器械技术领域。该电磁驱动装置，包括：永磁体，用于调节胶囊内窥镜的姿态和/或位置；支架组件，永磁体的外周设置有支架组件，支架组件包括保持架和设置于保持架的滚珠，至少部分滚珠的外表面与永磁体的外表面接触；电磁体，支架组件的外侧设置有电磁体，利用电磁体产生的磁场力能够驱动永磁体运动，通过改变电磁体的电流大小和/或方向能够对永磁体的姿态和/或位置进行调节，进而实现对胶囊内窥镜的姿态和/或位置的调节。本申请具有结构简单、紧凑，成本较低等特点，能够缓解现有胶囊内窥镜磁控制系统存在的体积较大，成本较高等问题。

Description

电磁驱动装置和胶囊内窥镜磁控制系统

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种电磁驱动装置和胶囊内窥镜磁控制系统。

背景技术

胶囊内窥镜可用于在人体内进行影像检查，目前，使用胶囊内窥镜对人体消化道等进行常规检查，是市场上较为先进的一种诊查手段。当胶囊内窥镜进入人体后，可以通过控制系统控制胶囊内窥镜的位置和姿态，以实现在胃部进行较全面的检查。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。

目前，对于胶囊内窥镜的控制，可以采用体外磁控技术实现胶囊内窥镜在体内运动的定位与引导。即磁控胶囊内窥镜，是一种通过操作端可主动控制检查视野的胶囊内窥镜分类，是目前常用的控制手段。其在人体外放置一个磁体，并在胶囊内窥镜内安装磁体，通过改变人体外磁体的方位和姿态引起磁体周围磁场有序变化，使得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，实现对胶囊内窥镜运动方向和拍摄方向的引导和控制，从而实现胶囊内窥镜检查视野的变化，能够起到定位胶囊内窥镜在人体中所在位置的作用。然而，现有的胶囊内窥镜磁控制系统大都采用电机驱动的方式，利用电机配合各种滑轨、机械臂等对体外磁体的姿态或位置进行调节。但是，现有技术中基于电机驱动的磁控装置，结构复杂，因复杂的传动链设计导致磁控装置体积较大(周向尺寸较大)，并且因采用伺服电机、控制器、谐波减速器等部件导致成本较高。

鉴于此，特提出本申请。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电磁驱动装置和胶囊内窥镜磁控制系统，具有结构简单、紧凑，成本较低等特点，能够克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

根据本申请的一个方面，本申请提供一种电磁驱动装置，包括：

永磁体，用于调节胶囊内窥镜的姿态和/或位置；

支架组件，所述永磁体的外周设置有所述支架组件，所述支架组件包括保持架和设置于所述保持架的滚珠，至少部分所述滚珠的外表面与所述永磁体的外表面接触；

电磁体，所述支架组件的外侧设置有所述电磁体，利用所述电磁体产生的磁场力能够驱动所述永磁体运动，通过改变所述电磁体的电流大小和/或方向能够对所述永磁体的姿态和/或位置进行调节，进而实现对所述胶囊内窥镜的姿态和/或位置的调节。

在一种可能的实现方式中，所述永磁体包括球形永磁体。

在一种可能的实现方式中，所述保持架包括半球形的第一保持架和半球形的第二保持架，所述第一保持架和所述第二保持架围构形成内部具有空腔的所述保持架，所述永磁体置于所述空腔内。

在一种可能的实现方式中，所述保持架的内部设有空腔，所述永磁体置于所述空腔内，并能在所述空腔内转动；

所述保持架的表面开设有多个滚珠容纳部，多个所述滚珠分别对应地置于多个所述滚珠容纳部，所述永磁体转动时多个所述滚珠能够在所述滚珠容纳部内转动。

在一种可能的实现方式中，所述永磁体的外表面与所述保持架的内表面之间具有间隙；

所述滚珠与所述永磁体的外表面接触；优选为点面接触。

在一种可能的实现方式中，所述滚珠与所述永磁体的外表面以及保持架均点面接触。

在一种可能的实现方式中，所述电磁驱动装置还包括壳体，所述壳体的内部具有容纳腔，所述支架组件和所述永磁体置于所述容纳腔内，所述电磁体设置于所述壳体的外侧。

在一种可能的实现方式中，所述壳体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构形成内部具有容纳腔的壳体；所述第一壳体与所述第二壳体可拆卸连接。

在一种可能的实现方式中，所述第一壳体与所述第二壳体通过螺钉连接。

在一种可能的实现方式中，所述电磁体包括至少一组电磁线圈，各组所述电磁线圈分别沿不同方向环绕设置于所述壳体的外周。

在一种可能的实现方式中，所述电磁体包括三组电磁线圈，三组所述电磁线圈分别沿三个方向环绕设置于所述壳体的外周。

可选的，所述三个方向包括X轴方向、Y轴方向和Z轴方向。

在一种可能的实现方式中，所述电磁体包括电磁线圈，所述电磁线圈包括：

第一电磁线圈，用于提供X轴方向的磁场；

第二电磁线圈，用于提供Y轴方向的磁场；

第三电磁线圈，用于提供Z轴方向的磁场；

其中，X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向相互垂直。

在一种可能的实现方式中，所述电磁驱动装置还包括外罩，所述外罩罩设于所述电磁线圈的外侧，实现对所述电磁线圈、支架组件和永磁体的安全防护，所述电磁线圈的电源线可以从所述外罩的上部、下部或侧部等任意一个或多个方向引出。

在一种可能的实现方式中，所述电磁驱动装置还包括电流控制器，所述电磁线圈与所述电流控制器电连接，所述电磁线圈被所述电流控制器驱动，所述电流控制器能够接通或切断电磁线圈的电源。

所述电磁线圈在通电时产生的磁场能够带动所述永磁体旋转。进一步讲，当所述电磁线圈通电时，所述电磁线圈与所述永磁体之间产生磁性吸引或磁性相斥，以使所述永磁体在所述保持架内运动，同时，所述永磁体在运动过程中，与滚珠相互作用形成滚动摩擦，能够减少所需的驱动力。

在一种可能的实现方式中，所述电磁驱动装置还包括安装架，所述永磁体、支架组件、壳体和电磁体组成一整体后，可安装于所述安装架。

根据本申请的另一个方面，本申请提供一种胶囊内窥镜磁控制系统，用于对胶囊内窥镜进行控制，包括胶囊内窥镜以及如上所述的电磁驱动装置。

与现有技术相比，本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供的电磁驱动装置，包括永磁体、支架组件和电磁体，其中，支架组件包括保持架和滚珠，永磁体设置于保持架的内部，永磁体的外表面与滚珠的外表面接触，电磁体设置于支架组件的外侧，由此，该电磁驱动装置结构简单，紧凑，体积较小，重量较轻，可避免采用电机、减速器等部件导致的成本较高的问题，并同样能够可靠的控制磁控胶囊内窥镜。具体地，该电磁驱动装置，采用永磁体作为磁控胶囊内窥镜的驱动力来源，利用电磁体通电时产生的磁场力来驱动永磁体的各种运动，并且还通过滚珠与永磁体外表面之间的摩擦力，使得永磁体能够自由旋转，依靠较小的滚动摩擦来减小所需的驱动力。

本申请的胶囊内窥镜磁控制系统，包括所述的电磁驱动装置，具有前面所述的电磁驱动装置的所有特点和优点，在此不再赘述。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种控制胶囊内窥镜运动的装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电磁驱动装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的电磁体内部结构件的爆炸示意图；

图4为本申请实施例提供的支架组件和永磁体装配结构示意图；

图5为图4中A处放大示意图。

图标：

1-三轴位移底座；2-磁控装置；3-磁球；

100-永磁体；

200-支架组件；201-保持架；2011-第一保持架；2012-第二保持架；211-滚珠容纳部；202-滚珠；

300-壳体；301-第一壳体；302-第二壳体；

400-电磁体；401-第一电磁线圈；402-第二电磁线圈；403-第三电磁线圈；

500-螺钉。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。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。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“内”、“外”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”。

需要说明的是，本文中使用的术语“和/或”或者“/”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。除非另有定义或说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。

本领域技术人员理解，如背景技术所言，现有的胶囊内窥镜磁控制系统大都采用电机驱动的方式，具有结构较复杂，体积较大、成本较高等缺点。示例性的，参照图1所示，公开号为CN 103222842A的专利公开了一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置及方法，其包括三轴位移底座1，磁控装置2和磁球3，通过三轴位移底座1可以使得磁控装置2位置发生改变，磁控装置2用一个姿态可调节的磁球3来为磁控胶囊内窥镜提供可变外界磁场。

通常，在现有技术中，磁控装置2采用电机对磁球3进行控制，从而调节磁控装置2产生的磁场。而为了实现电机对磁球3的控制，磁控装置2通常还包括与电机匹配的传动链，以确保电机对磁球3的精确控制。然而，为了实现磁球3的多自由度运动，磁控装置2上至少需要设置两个电机以及与之配合的传动链，导致磁控装置2的体积和重量都很大。进一步地，为了安装上述磁控装置2，需要为磁控装置2预留足够的运动空间，因此整个胶囊内窥镜控制系统的体积也随之增大。

因而，为克服现有技术的不完善，进一步满足如今的市场需求，本申请实施例的技术方案提供一种电磁驱动装置和包含该电磁驱动装置的胶囊内窥镜磁控制系统，以期缓解现有技术中存在的结构复杂、体积较大、成本较高等问题。

第一方面，请参阅图2-图5所示，在一些实施例中提供一种电磁驱动装置，包括：

永磁体100，用于调节胶囊内窥镜的姿态和/或位置；

支架组件200，永磁体100的外周设置有支架组件200，支架组件200包括保持架201和设置于保持架201的滚珠202，至少部分滚珠202的外表面与永磁体100的外表面接触；

电磁体400，支架组件200的外侧设置有电磁体400，利用电磁体400产生的磁场力能够驱动永磁体100运动，通过改变电磁体400的电流大小和/或方向能够对永磁体100的姿态和/或位置进行调节，进而实现对胶囊内窥镜的姿态和/或位置的调节。

本领域技术人员理解，上述胶囊内窥镜也可称为胶囊内镜，其内部会集成有磁体、光学影像系统等，用于在人体内进行胃部等影像检查，其需要依靠体外磁场，精确控制进入人体内的胶囊内镜的运动、姿态和方向等，以实现在人体内胃部等进行较全面的检查。本申请实施例中的电磁驱动装置，采用电磁驱动的形式，驱动永磁体100运动，并通过控制永磁体100的运动，以驱动胶囊内镜在人体内姿态、位置的变化。

上述姿态和/或位置，可以理解为姿态、位置、或者姿态和位置。上述电流大小和/或方向，可以理解为电流大小、电流方向、或者电流大小和电流方向。

上述至少部分滚珠202的外表面与永磁体100的外表面接触，可以理解为，在静止状态下，滚珠202的某一部分外表面与永磁体100的某一部分外表面是相接触的，在转动过程中，滚珠202可以与永磁体100一起转动，可以使滚珠202的部分或者全部外表面与永磁体100的外表面接触。由此，可以用于通过摩擦实现滚珠202随永磁体100的转动，即永磁体100在转动过程中，可以利用摩擦力带动滚珠202旋转，从而可以减小永磁体100所需的驱动力，进而可以使永磁体100顺畅地在支架组件200内转动。

该电磁驱动装置中，包括永磁体100、支架组件200和电磁体400，其中，支架组件200包括保持架201和滚珠202，永磁体100可以设置于保持架201的内部，滚珠202可以设置于保持架201，永磁体100的外表面可以与滚珠202的外表面接触，电磁体400可以设置于支架组件200的外侧，可以利用电磁体400在通电时产生的磁场来驱动永磁体100运动，并可以通过改变电磁体400的电流大小/方向，来改变相应磁场的大小/方向，进而实现对永磁体100的姿态/位置的调节，从而实现对人体内胶囊内窥镜的姿态/位置的调节。本申请实施例中，电磁体400可以包括电磁线圈，电磁线圈在通电时产生的磁场能够带动永磁体100旋转。进一步讲，当电磁线圈通电时，电磁线圈与永磁体100之间产生磁性吸引或磁性相斥，以使永磁体100在保持架201内运动，同时，永磁体100在运动过程中，与滚珠202相互作用形成滚动摩擦，能够减少所需的驱动力。

由此，与现有技术相比，本申请的电磁驱动装置在结构上可以设计得更加紧凑，无需设置电机和配套的传动链，因此大幅度减小了电磁驱动装置的重量和体积。根据发明人的试验可知，在此永磁体100的体积和重量相同的情况下，与现有技术中采用电机的磁控装置的体积相比，本申请中的电磁驱动装置的体积减小了10％～20％。进一步地，由于电磁驱动装置的体积和重量减小，因此需要为其设置的运动空间随之减小，使得胶囊磁控系统的结构更加紧凑。并且，支撑电磁驱动装置的结构的体积与重量也随之减小，从而减小了胶囊磁控系统的体积和重量。其中，采用电磁驱动的形式，在不增加部件的情况下，可以增加永磁体100旋转的自由度；采用电磁驱动的形式，可以在不增加永磁体100的体积和充磁强度下，增加对磁控胶囊内窥镜的作用力。此外，采用电磁驱动的形式，可以避免采用电机、减速器等部件导致的成本较高的问题，并同样能够可靠的控制磁控胶囊内窥镜。具体地，该电磁驱动装置，采用永磁体100作为磁控胶囊内窥镜的驱动力来源，利用电磁体400通电产生的磁场力来驱动永磁体100进行各种运动，并且还通过滚珠202与永磁体100外表面之间的摩擦力，使得永磁体100能够自由旋转，并依靠较小的滚动摩擦来减小所需的驱动力。

电磁体400，支架组件200的外侧设置有电磁体400，利用电磁体400产生的磁场力能够驱动永磁体100运动，通过改变电磁体400的电流大小和/或方向能够对永磁体100的姿态和/或位置进行调节，进而实现对胶囊内窥镜的姿态和/或位置的调节。

下面，对于该电磁驱动装置中的各部件的形状结构、材料或连接关系等进行进一步详细阐述。

在一些实施例中，永磁体100包括但不限于球形永磁体，或者也可以为类球形永磁体等。该球形永磁体可以沿中心轴充磁。

可以理解，该永磁体100的形状可以为球形永磁体，也可以为类球形的永磁体等。本申请实施例提供的电磁驱动装置采用电磁驱动的形式，可以在不增加永磁体100的体积和充磁强度下，增加对磁控胶囊内窥镜的作用力。因此，对于球形永磁体的直径、表面磁感应强度等不作限定，可以采用与现有技术中类似体积、类似磁感应强度(磁化强度)的球形永磁体，具体的球形永磁体的直径、表面磁感应强度等可以根据实际需求而调整。

在一些实施例中，球形永磁体100可以选自钕铁硼、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。本申请实施例对于球形永磁体100的材料不作特殊限制，可以采用本领域常用的永磁体材料如钕铁硼、四氧化三铁等永磁材料。

上述永磁体100优选为球形永磁体，相应的，保持架201的形状与永磁体100的形状相匹配，即保持架201的整体形状也优选为球形。球形保持架内部具有空腔，球形永磁体100可以置于该空腔内，保持架201的直径可以略大于球形永磁体100的直径，以使该球形永磁体100能够在该球形空间内任意旋转。

可选的，滚珠202也为球形滚珠；进一步，滚珠202可以为空心滚珠。滚珠202的直径可以远小于球形永磁体100的直径，示例性的，滚珠202的直径与永磁体100的直径比例可以为1:20-1:40，进一步可以为1:25-1:35；例如，滚珠202的直径与永磁体100的直径比例可以为1:20、1:25、1:30、1:35、1:40等；并可以通过改变滚珠202的直径大小调节滚动摩擦力的大小。对于滚珠202的直径大小，或滚珠202的直径与永磁体100的直径的比例不作特殊限制，其可以根据实际需求而进行调整。

本领域技术人员可以理解，不管滚珠202采用何种形状结构，为了满足能够减小驱动永磁体100转动所需的力，使其与永磁体100外表面相接触即可，也就是，该滚珠202可以为球形滚珠，但并不限于此，而是可以具有更多的选择，由此可以丰富滚珠202的选择的多样性。

示例性的，滚珠202的形状可以为球形，还可以为柱状、椭球状、其他规则或不规则的形状结构等，只要能够满足减小驱动永磁体100转动所需的力，不对本申请的目的产生限制即可。

本申请实施例中，对于保持架201的材料和滚珠202的材料的具体类型不作限定，可由本领域技术人员根据实际需求进行设置，例如可以为钢材料或其他金属材料等。

为了减少对永磁体100的影响，更精确的控制、调节胶囊内窥镜的姿态和/或位置，较佳的，滚珠202的材料为非磁性材料，即，滚珠202可以为非磁性滚珠。例如滚珠202的材料可以为塑料、陶瓷、铝合金、奥氏体不锈钢等材料。此外，该非磁性材料需要满足一定的硬度要求，该非磁性材料需要硬质或不易变形的材料，以避免滚珠202在随永磁体100转动时的变形，影响了永磁体100的转动。

同样，为了减少对永磁体100的影响，更精确的控制、调节胶囊内窥镜的姿态和/或位置，较佳的，保持架201的材料为非磁性材料，例如可以为塑料、陶瓷、铝合金、奥氏体不锈钢等材料。

在一些实施例中，如图3所示，保持架201包括半球形的第一保持架2011和半球形的第二保持架2012，第一保持架2011和第二保持架2012围构形成内部具有空腔的保持架201，永磁体100置于空腔内。

为了方便永磁体100的放入或取出，本申请实施例设置了两个半球形保持架。也就是，该保持架201包括第一保持架2011和第二保持架2012，第一保持架2011和第二保持架2012均可以为半球形，且第一保持架2011和第二保持架2012相匹配，能够刚好围构形成球形结构，第一保持架2011和第二保持架2012可以采用可拆卸的连接方式，由此，方便安装和拆卸，永磁体100能够灵活的从保持架201放入或取出，便于更换，并可以使永磁体100在该球形空间内自由旋转。对于该第一保持架2011和第二保持架2012的具体连接方式不作限定，可以由本领域技术人员根据实际需求进行设置。

在一些实施例中，如图3-图5所示，滚珠202包括多个滚珠；

保持架201的内部设有空腔，永磁体100置于空腔内，并能在空腔内转动；

保持架201的表面开设有多个滚珠容纳部211，多个滚珠202分别对应地置于多个滚珠容纳部211，永磁体100转动时多个滚珠202能够在滚珠容纳部211内转动。

可选的，多个滚珠容纳部211可以均匀地设置于保持架201表面；例如，多个滚珠容纳部211可以呈一圈一圈的环状式分布，每一圈均可设置多个滚珠容纳部211。由此，更有助于通过滚珠202的作用形成滚动摩擦，以减小摩擦力，使得永磁体100能够自由旋转。

为了使球形永磁体100能够自由旋转，并依靠较小的滚动摩擦来减小所需的驱动力，本申请实施例设计了保持架201和滚珠202，该保持架201可以为空心球体结构，保持架201的内部可以具有与球形永磁体100相匹配的空腔，即球形空间，从而可以将球形永磁体100放置在该球形空间内，并且球形永磁体100能够在球形空间内转动；并且，该保持架201的表面可以开设多个与滚珠202相匹配的滚珠容纳部211，多个滚珠容纳部211可以形成环形，多个滚珠202可以对应地镶嵌于多个滚珠容纳部211内，永磁体100转动时多个滚珠202能够在所对应的滚珠容纳部211内转动。

根据本申请实施例，在滚珠容纳部211内设置有可转动滚珠202，滚珠202的外表面与球形永磁体100的外表面相接触，在球形永磁体100转动时，多个滚珠202可以在滚珠容纳部211内转动，或者多个滚珠202分别沿滚珠容纳部211的内壁转动，由此，可以实现球形永磁体100与滚珠202之间的滚动摩擦，大大减小球形永磁体100在转动时的阻力，有助于提高工作效率。

可选的，该滚珠容纳部211可以为滚珠安装孔，滚珠202镶嵌于保持架201上的滚珠安装孔中，并且滚珠202可以与球形永磁体100和保持架201的滚珠容纳部211点面接触。该滚珠容纳部211可以为圆形孔洞，可以为球形凹槽，可以为球形空腔，可以为半球形安装孔等。

应理解，保持架201的表面可以均匀开设若干个与滚珠202直径相匹配的滚珠安装孔，用于放置滚珠202，并对滚珠202进行限位，防止滚珠202在保持架201中或在球形永磁体100外表面窜动。

在一些实施例中，滚珠容纳部211或滚珠202的数量可以为4-120个，8-110个，可以为10-100个，可以为20-90个，可以为30-80个，可以为30-60个等。对于滚珠容纳部211或滚珠202的具体数量不作限定，可以由本领域技术人员根据实际需求进行设置。

在一些实施例中，如图5所示，永磁体100的外表面与保持架201的内表面之间具有间隙；该间隙的大小可以为滚珠202凸出于保持架201内表面的部分。可以理解，永磁体100的外径可以略小于保持架201的内径，方便永磁体100的自由旋转，并且，滚珠202可以镶嵌于保持架201上的滚珠容纳部211中，滚珠202与永磁体100的外表面点面接触。

进一步，滚珠202可以镶嵌于保持架201上的滚珠容纳部211中，滚珠202与永磁体100和保持架201的滚珠容纳部211均可以点面接触。从而，永磁体100在旋转运动过程中的摩擦，可以通过与滚珠202的作用形成滚动摩擦，以减小摩檫力。

以上可知，根据本申请实施例，永磁体100可以为球形永磁体，保持架201可以空心球体结构，嵌套在球形永磁体100的外侧；滚珠202可以为球体结构，放置(镶嵌)于保持架201的滚珠容纳部211中，滚珠202可以与永磁体100和保持架201的滚珠容纳部211均点面接触，用于通过滚动摩擦实现滚珠202随球形永磁体100的转动，进行减小球形永磁体100在转动时的阻力。

进一步，利用电磁驱动的方式，在保持架201外侧设置电磁体400，电磁体400可以与球形永磁体100配合，通过控制电磁体400电流大小和方向来控制电磁体400的耦合磁场强度，球形永磁体100在耦合磁场中产生磁场力进行旋转，从而实现对球形永磁体100的三自由度任意方向整周旋转驱动。

为了保护球形永磁体100和支架组件200，以及方便电磁体400的布置，如图2和图3所示，在一些实施例中，电磁驱动装置还包括壳体300，壳体300的内部具有容纳腔，支架组件200和永磁体100置于容纳腔内，电磁体400设置于壳体300的外侧。

应理解，该壳体300的容纳腔需要与保持架201的形状相匹配，例如，该永磁体100为球形永磁体，保持架201为空心球体结构时，该容纳腔也需要为球形容纳腔，且该容纳腔的尺寸需要与保持架201的外径相匹配。示例性的，将球形永磁体100设置于球形保持架201的内部，球形保持架201的表面开设有与滚珠202相匹配的滚珠容纳部211，滚珠202镶嵌于滚珠容纳部211中，将球形永磁体100、带有滚珠202的保持架201放置于具有球形容纳腔的壳体300中，即将壳体300嵌套在带有滚珠202的保持架201的外侧。

可选的，该壳体300可以为内部具有球形容纳腔的空心球体结构。

可选的，该壳体300也可以为内部具有球形容纳腔，而外部呈方形的壳体结构。

需要指出的是，对于壳体300的整体结构形状不作限定，只要其内部的容纳腔与保持架201的形状相适应即可，而其外部的形状可以为圆形，也可以为方形等。

为了方便安装和拆卸，以及支架组件200的放入或取出，如图3所示，在一些实施例中，壳体300包括第一壳体301和第二壳体302，第一壳体301和第二壳体302围构形成内部具有容纳腔的壳体300；第一壳体301与第二壳体302可拆卸连接。也就是，该第一壳体301和第二壳体302相匹配，能够刚好围构形成内部具有球形容纳腔的壳体结构，第一壳体301和第二壳体302可以采用可拆卸的连接方式，例如，可以通过螺钉500将第一壳体301和第二壳体302连接在一起。由此，方便安装和拆卸，支架组件200能够灵活的从壳体放入或取出，便于更换，安全、可靠。

在一些实施例中，第一壳体301与第二壳体302通过螺钉500连接。

如图2所示，在一些实施例中，电磁体400包括至少一组电磁线圈，各组电磁线圈分别沿不同方向环绕设置于壳体300的外周，该壳体300内部设置有永磁体100和支架组件200。

具体地，电磁体400可以包括三组电磁线圈，三组电磁线圈分别沿三个方向环绕设置于壳体300的外周。

由于永磁体100设置在壳体300内侧，电磁线圈包裹在壳体300外侧，为了减少对永磁体100的影响，更精确的控制、调节胶囊内窥镜的姿态和/或位置，较佳的，壳体300的材料为非磁性材料，即，壳体300可以为非磁性壳体。例如，壳体300的材料可以为塑料、陶瓷、铝合金、奥氏体不锈钢等材料。否则，若采用磁性材料的壳体300，在使用过程中容易被磁化，其磁化的强度和方向会变动，进而会对控制的效果产生较大的不确定性，影响了对胶囊内窥镜的姿态和/或位置的调控。

进一步，这三个方向包括X轴方向、Y轴方向和Z轴方向。也就是，其中一组电磁线圈可以沿X轴方向环绕设置于壳体300外侧，以用于产生X轴磁场；其中另一组电磁线圈可以沿Y轴方向环绕设置于壳体300外侧，以用于产生Y轴磁场；其中另一组电磁线圈可以沿Z轴方向环绕设置于壳体300外侧，以用于产生Z轴磁场。

可以理解，电磁线圈可以通过控制电流大小、方向的变化实现对磁感应强度的调节，由于电信号比机械运动要快得多，因此用电磁线圈对磁场进行调节，即通过电磁驱动的方式还具有响应快、更精确等特点。

如图2所示，在一些实施例中，电磁体400包括电磁线圈，电磁线圈包括：

第一电磁线圈401，用于提供X轴方向的磁场；

第二电磁线圈402，用于提供Y轴方向的磁场；

第三电磁线圈403，用于提供Z轴方向的磁场；

其中，X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向相互垂直。这三组电磁线圈可以分别沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向环绕设置于壳体300的外周。

根据本申请实施例，该电磁驱动装置中的电磁线圈可以设置于壳体300的外侧，球形永磁体100可以设置在壳体300的内侧，球形永磁体100可以沿中心轴充磁。在电流的作用下，可以在壳体300内部形成方向基本恒定的磁场。以上每组线圈单独通电时，磁场方向分别是X轴、Y轴和Z轴方向。当每组线圈通电的电流大小、方向发生改变时，可以改变相应磁场的大小和方向。当其中的任意两组或三组电磁线圈同时通电时，线圈在内部形成的磁场，矢量相加，可以得到任意方向和大小的耦合磁场。在耦合磁场的作用下，永磁体100旋转，进而可以控制磁控内窥镜胶囊翻转。也就是，通过调节上述电磁线圈的电流大小、方向，可以调节球形永磁体100的位置、姿态，进而调节人体内部胶囊内窥镜所受磁力的大小、方向，可以控制胶囊内窥镜在人体内部稳定地实现各种姿态的漂浮、沉底等变化。

需要指出的是，本申请实施例对于上述电磁线圈的形状或形式不作限定，其可以是矩形、圆形或其他形状等；对于电磁线圈的匝数也不作限定，电磁线圈的匝数可以根据所需电磁力来调整，不局限于单圈。本申请附图示例性的示出的电磁线圈并不能构成对该电磁线圈的限定，更一般地，该电磁线圈可以具有任何的结构形式。

本申请实施例对于电磁线圈中的电流也不作限定，可以是交流电，也可以是直流电。

可选的，电磁驱动装置还可以包括外罩(未图示)，外罩罩设于电磁线圈的外侧，实现对电磁线圈、支架组件200和永磁体100的安全防护，电磁线圈的电源线可以从外罩的上部、下部或侧部引出。

可选的，电磁驱动装置还可以包括电流控制器(未图示)，电磁线圈与电流控制器电连接，电磁线圈被电流控制器驱动，电流控制器能够接通或切断电磁线圈的电源。电磁线圈在通电时产生的磁场能够带动该永磁体100运动。

可选的，电磁驱动装置还包括安装架(未图示)，永磁体100、支架组件200、壳体300和电磁体400组成一整体后，可安装于安装架。

本申请实施例对于上述外罩、电流控制器、安装架的具体结构形式或类型或连接方式等不作限定，其可以根据上述永磁体100、支架组件200、壳体300和电磁线圈进行调整，例如外罩可以为空心的球形，也可以为空心的柱状体等。

第二方面，在一些实施例中提供一种胶囊内窥镜磁控制系统，包括电磁驱动装置。

可以理解，该胶囊内窥镜磁控制系统，可以用于对胶囊内窥镜进行控制，包括胶囊内窥镜以及所述的电磁驱动装置。

本领域技术人员能够理解的是，本申请第二方面的胶囊内窥镜磁控制系统与前述的电磁驱动装置是基于同一申请构思的，前面针对电磁驱动装置所描述的全部特征和优点，同样适用包含该电磁驱动装置的胶囊内窥镜磁控制系统，相关作用和原理已在第一方面进行详细描述在此不再一一赘述。

需要说明的是，上述电磁驱动装置和胶囊内窥镜磁控制系统的说明中未详细描述的内容，均是本领域技术人员容易想到的常用结构或常规操作方式，可以参照现有技术，或由本领域技术人员根据实际情况进行选择、调控，因此可以省略对其的详细说明。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

需要指出的是，本专利申请文件的一部分包含受著作权保护的内容。除了对专利局的专利文件或记录的专利文档内容制作副本以外，著作权人保留著作权。

Claims (10)

1.一种电磁驱动装置，其特征在于，包括：

永磁体，用于调节胶囊内窥镜的姿态和/或位置；

支架组件，所述永磁体的外周设置有所述支架组件，所述支架组件包括保持架和设置于所述保持架的滚珠，至少部分所述滚珠的外表面与所述永磁体的外表面接触；

电磁体，所述支架组件的外侧设置有所述电磁体，利用所述电磁体产生的磁场力能够驱动所述永磁体运动，通过改变所述电磁体的电流大小和/或方向能够对所述永磁体的姿态和/或位置进行调节，进而实现对所述胶囊内窥镜的姿态和/或位置的调节。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述永磁体包括球形永磁体。

3.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述保持架包括半球形的第一保持架和半球形的第二保持架，所述第一保持架和所述第二保持架围构形成内部具有空腔的所述保持架，所述永磁体置于所述空腔内。

4.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述保持架的内部设有空腔，所述永磁体置于所述空腔内，并能在所述空腔内转动；

所述保持架的表面开设有多个滚珠容纳部，多个所述滚珠分别对应地置于多个所述滚珠容纳部，所述永磁体转动时多个所述滚珠能够在所述滚珠容纳部内转动。

5.根据权利要求4所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述永磁体的外表面与所述保持架的内表面之间具有间隙；

所述滚珠与所述永磁体的外表面接触。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述电磁驱动装置还包括壳体，所述壳体的内部具有容纳腔，所述支架组件和所述永磁体置于所述容纳腔内，所述电磁体设置于所述壳体的外侧。

7.根据权利要求6所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述壳体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构形成内部具有容纳腔的所述壳体；所述第一壳体与所述第二壳体可拆卸连接。

8.根据权利要求6所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述电磁体包括至少一组电磁线圈，各组所述电磁线圈分别沿不同方向环绕设置于所述壳体的外周。

9.根据权利要求1-5任一项所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述电磁体包括电磁线圈，所述电磁线圈包括：

第一电磁线圈，用于提供X轴方向的磁场；

第二电磁线圈，用于提供Y轴方向的磁场；

第三电磁线圈，用于提供Z轴方向的磁场；

其中，X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向相互垂直。

10.一种胶囊内窥镜磁控制系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电磁驱动装置。

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