连续体型半自主式内窥镜机器人

摘要

连续体型半自主式内窥镜机器人，它涉及一种内窥镜机器人。针对软管式结肠镜只有其末端能够主动弯曲及现有内窥镜机器人在肠道内移动速度低、在弯道处易出现折叠效应而无法前进的问题。固装在控制箱内的第一直流伺服电机上固装有钢丝拖动轮，控制箱固装在前进控制装置上，弯曲关节由五段弯曲单关节段组成，每段弯曲单关节段上的相邻两个关节万向环铆接，弯曲关节上包裹有钢丝编织网和橡胶覆盖膜，每段弯曲单关节段的橡胶覆盖膜内镶嵌有压力传感器，每段弯曲单关节段内设置有四根多股钢丝，每两根多股钢丝的一端对称固接在相应的钢丝拖动轮的外圆周端面上。本发明可实现十个自由度的空间复合弯曲运动，并具有全方位感知镜体与肠道壁接触压力的功能。

主权项

一种连续体型半自主式内窥镜机器人，所述内窥镜机器人包括控制箱(1)、前进控制装置(2)、摄像头图像传输通道(3)、电气控制通道(4)以及水、气输送通道(5)和活检钳通道(6)，所述控制箱(1)的上端面上设有第一通孔(7)、第二通孔(8)和第三通孔(9)，摄像头图像传输通道(3)的一端和电气控制通道(4)的一端均装在所述第一通孔(7)内，水、气输送通道(5)的一端装在所述第二通孔(8)内，活检钳通道(6)的一端装在所述第三通孔(9)内；其特征在于：所述内窥镜机器人还包括连续体型镜体(10)、弯曲控制驱动机构(11)、电机控制器(12)和系统控制器(13)；所述弯曲控制驱动机构(11)包括支架(14)、十台第一直流伺服电机(15)和十个钢丝拖动轮(16)；所述控制箱(1)内固装有所述支架(14)、电机控制器(12)和系统控制器(13)，所述十台第一直流伺服电机(15)的上端固装在所述支架(14)上，每台第一直流伺服电机(15)的输出轴上固装有一个钢丝拖动轮(16)，控制箱(1)固装在前进控制装置(2)的螺母(17)和四个滑块(18)上，所述连续体型镜体(10)由弯曲关节、三十个传感器(19)、钢丝编织网(20)和橡胶覆盖膜(21)组成；摄像头图像传输通道(3)、电气控制通道(4)以及水、气输送通道(5)和活检钳通道(6)的另一端均设置在弯曲关节的内腔中，所述弯曲关节由五段弯曲单关节段组成，每段弯曲单关节段由多个关节万向环(22)、多个铆钉(23)、四个弹簧管(24)、四根多股钢丝(25)和多个导向座(26)组成；每个关节万向环(22)的一侧端面上设有两个第一连接耳(27)，第一连接耳(27)的外侧面(29)突出于关节万向环(22)的外环面(30)，每个关节万向环(22)的另一侧端面上设有两个第二连接耳(28)，第二连接耳(28)的内侧面(31)突出于关节万向环(22)的内环面(32)，两个第一连接耳(27)和两个第二连接耳(28)均相对于关节万向环(22)的中心轴线对称设置，第一连接耳(27)设置在两个第二连接耳(28)的中间，第一连接耳(27)上开有第一铆接孔(33)，第二连接耳(28)上开有第二铆接孔(42)，相邻两个关节万向环(22)的第一连接耳(27)的第一铆接孔(33)与第二连接耳(28)的第二铆接孔(42)通过铆钉(23)铆接，铆钉(23)与第一连接耳(27)的第一铆接孔(33)和第二连接耳(28)的第二铆接孔(42)间隙配合，前一段弯曲单关节段上位于末端的关节万向环(22)作为与其相邻的后一段弯曲单关节段上的起始端的关节万向环(22)，弯曲关节的外侧壁上包裹有钢丝编织网(20)，钢丝编织网(20)的外表面上包裹有橡胶覆盖膜(21)，位于每段弯曲单关节段中部的橡胶覆盖膜(21)内的圆周上及位于每段弯曲单关节段末端的橡胶覆盖膜(21)内的圆周上各镶嵌有三个压力传感器(19)，三个压力传感器(19)在圆周方向间隔120°均匀分布，每个关节万向环(22)的内环面(32)上固接有沿其圆周方向均匀分布的四个导向座(26)，每个导向座(26)上设有导向通孔(34)，每段弯曲单关节段上位于起始端的关节万向环(22)上的导向座(26)的导向通孔(34)与弹簧管(24)的一端固接，弹簧管(24)的另一端与所述支架(14)固接，每段弯曲单关节段内设置有四根多股钢丝(25)，每两根多股钢丝(25)的一端对称固接在相应的钢丝拖动轮(16)的外圆周端面上，多股钢丝(25)的另一端穿过相应导向座(26)的导向通孔(34)和弹簧管(24)露在弹簧管(24)的外面，每个传感器(19)的输出端与系统控制器(13)的一个输入端连接，系统控制器(13)的输出端与电机控制器(12)的输入端连接，电机控制器(12)的一个输出端与一台第一直流伺服电机(15)的输入端连接。