專利名稱:一種內(nèi)窺鏡膠囊控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種內(nèi)窺鏡膠囊控制器，包括用于控制膠囊移動(dòng)的磁鐵，還包括用于控制磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)和翻滾的磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置；可沿水平方向擺動(dòng)、用于懸掛磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置的擺臂；可沿豎直方向擺動(dòng)、用于調(diào)整磁鐵的高度的主臂，主臂與擺臂鉸接；用于安裝主臂并且能夠沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)臺(tái)與主臂鉸接；回轉(zhuǎn)臺(tái)上鉸接有用于控制擺臂處于水平狀態(tài)的水平保持桿。本實(shí)用新型所提供的內(nèi)窺鏡膠囊控制器通過設(shè)置磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置、擺臂、主臂、回轉(zhuǎn)臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)磁鐵的五個(gè)自由度的控制，降低自身的體積，并且，通過設(shè)置水平保持桿，不僅可以保證擺臂位置的精度，而且節(jié)省了水平電機(jī)的設(shè)置，節(jié)約了該控制器的加工成本，可以有效的提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【專利說明】
一種內(nèi)窺鏡膠囊控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及內(nèi)窺鏡膠囊控制設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種內(nèi)窺鏡膠囊控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 口服膠囊內(nèi)窺鏡的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)與控制已成為微創(chuàng)或無創(chuàng)診療技術(shù)的一個(gè)研究熱點(diǎn) 和前沿，可有效減少診療周期和病人的痛苦。膠囊內(nèi)窺鏡在體內(nèi)姿態(tài)的主動(dòng)調(diào)整和行走的 主動(dòng)控制可以解決介入診斷的視覺盲區(qū)這一難題，因此對(duì)臨床診斷技術(shù)意義重大。
[0003] 目前，對(duì)于內(nèi)窺鏡膠囊的控制主要通過外部磁鐵式手動(dòng)控制，但是手動(dòng)控制在臨 床應(yīng)用中，控制效果不理想、定位精度不高，并且操作者培訓(xùn)時(shí)間較長，膠囊的檢查存在較 大盲區(qū)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于內(nèi)窺鏡膠囊的移動(dòng)控制效果較好的是機(jī)器人控制器，機(jī)器人控 制器的移動(dòng)精度高，控制準(zhǔn)確，現(xiàn)有的機(jī)器人控制器包括X軸滑軌、Y軸滑軌、Z軸滑軌等結(jié) 構(gòu)，其滑軌的設(shè)計(jì)造成機(jī)構(gòu)非常龐大，需要較大的房間才能容納，使用不方便。
[0005] 因此，如何降低內(nèi)窺鏡膠囊控制器的體積，提高其操作靈活性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員 目前需要解決的技術(shù)問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的目的是提供一種內(nèi)窺鏡膠囊控制器，該內(nèi)窺鏡膠囊控制器能夠有效 的降低自身的體積，方便操作。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
[0008] -種內(nèi)窺鏡膠囊控制器，包括用于控制膠囊移動(dòng)的磁鐵，還包括：
[0009] 用于控制所述磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)和翻滾的磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置；
[0010] 可沿水平方向擺動(dòng)、用于懸掛所述磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置的擺臂；
[0011] 可沿豎直方向擺動(dòng)、用于調(diào)整所述磁鐵的高度的主臂，所述主臂與所述擺臂鉸接；
[0012] 優(yōu)選的，還包括用于安裝所述主臂并且能夠沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)臺(tái)，所述回轉(zhuǎn) 臺(tái)與所述主臂鉸接；
[0013] 所述回轉(zhuǎn)臺(tái)上鉸接有用于控制所述擺臂處于水平狀態(tài)的水平保持桿。
[0014] 優(yōu)選的，所述擺臂與所述主臂之間設(shè)有電機(jī)架，所述電機(jī)架與所述主臂之間以及 所述電機(jī)架與所述擺臂之間均為鉸接，并且所述水平保持桿遠(yuǎn)離所述回轉(zhuǎn)臺(tái)的一端與所述 電機(jī)架鉸接。
[0015] 優(yōu)選的，所述電機(jī)架與所述主臂的轉(zhuǎn)動(dòng)中心、所述主臂與所述回轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心、 所述水平保持桿與所述回轉(zhuǎn)臺(tái)的連接點(diǎn)以及所述水平保持桿與所述電機(jī)架的連接點(diǎn)呈平 行四邊形結(jié)構(gòu)。
[0016] 優(yōu)選的，所述擺臂與所述電機(jī)架的連接處形成擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)，并且所述擺臂擺動(dòng) 關(guān)節(jié)處安裝有用于為所述擺臂沿水平方向擺動(dòng)提供動(dòng)力的擺動(dòng)電機(jī)。
[0017] 優(yōu)選的，所述回轉(zhuǎn)臺(tái)與所述主臂的連接處形成主臂俯仰關(guān)節(jié)，所述主臂俯仰關(guān)節(jié) 處安裝有用于為所述主臂沿豎直方向擺動(dòng)提供動(dòng)力的俯仰電機(jī)。
[0018] 優(yōu)選的，所述回轉(zhuǎn)臺(tái)的下端還連接有用于帶動(dòng)所述回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部 件。
[0019] 優(yōu)選的，所述回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部件包括減速器固定盤、減速器傳動(dòng)軸以及用于承載彎 矩的抗彎裝置。
[0020] 優(yōu)選的，所述抗彎裝置包括套設(shè)在所述減速器傳動(dòng)軸外周部、與所述減速器固定 盤固定連接的空心轉(zhuǎn)軸;套設(shè)在所述空心轉(zhuǎn)軸外周部的軸承座;位于所述空心轉(zhuǎn)軸與所述 軸承座之間、用于供所述軸承座沿所述空心轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承。
[0021] 優(yōu)選的，所述磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)有用于懸置所述磁鐵的減速器架，以及用于 為所述磁鐵的移動(dòng)提供動(dòng)力的移動(dòng)電機(jī);所述移動(dòng)電機(jī)安裝在所述擺臂上。
[0022] 本實(shí)用新型所提供的內(nèi)窺鏡膠囊控制器，包括用于控制膠囊移動(dòng)的磁鐵，還包括 用于控制所述磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)和翻滾的磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置;可沿水平方向擺動(dòng)、用于懸掛所述磁 鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置的擺臂;可沿豎直方向擺動(dòng)、用于調(diào)整所述磁鐵的高度的主臂，所述主臂與 所述擺臂鉸接;用于安裝所述主臂并且能夠沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)臺(tái)，所述回轉(zhuǎn)臺(tái)與所述 主臂鉸接;所述回轉(zhuǎn)臺(tái)上鉸接有用于控制所述擺臂處于水平狀態(tài)的水平保持桿。該內(nèi)窺鏡 膠囊控制器通過設(shè)置所述磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置、所述擺臂、所述主臂、所述回轉(zhuǎn)臺(tái)等結(jié)構(gòu)，實(shí) 現(xiàn)所述磁鐵的五個(gè)自由度的控制，使得所述磁鐵的移動(dòng)控制更加精確，同時(shí)，該控制器無需 設(shè)置滑軌機(jī)構(gòu)，可以有效的降低自身的體積，適用范圍顯著擴(kuò)寬，另外，該控制器還通過設(shè) 置所述水平保持桿，保證所述擺臂始終處于水平狀態(tài)，所述水平保持桿的設(shè)置，不僅可以保 證所述擺臂位置的精度，而且節(jié)省了水平電機(jī)的設(shè)置，節(jié)約了該控制器的加工成本，可以有 效的提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【附圖說明】

[0023] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024] 圖1為本實(shí)用新型所提供的內(nèi)窺鏡膠囊控制器一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為圖1所述內(nèi)窺鏡膠囊控制器的主臂的放大圖；
[0026] 圖3為圖1所示內(nèi)窺鏡膠囊控制器的磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置的放大圖；
[0027] 圖4為圖1所示內(nèi)窺鏡膠囊控制器的結(jié)構(gòu)模擬示意圖；
[0028] 圖5為圖1所示內(nèi)窺鏡膠囊控制器的模擬運(yùn)算結(jié)果示意圖；
[0029] 其中：1_基座旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、2-主臂俯仰關(guān)節(jié)、3-擺臂水平關(guān)節(jié)、4-擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)、5-磁 鐵旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、6-磁鐵翻轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、7-基座、8-回轉(zhuǎn)臺(tái)、9-主臂、10-水平保持桿、11-電機(jī)座、12-擺臂、13-移動(dòng)電機(jī)、14-磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置、15-磁鐵。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 本實(shí)用新型的核心是提供一種內(nèi)窺鏡膠囊控制器，該內(nèi)窺鏡膠囊控制器能夠顯著 的降低自身的體積，方便操作，制作成本低。
[0031] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施 方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0032] 請(qǐng)參考圖1至圖3,圖1為本實(shí)用新型所提供的內(nèi)窺鏡膠囊控制器一種具體實(shí)施方 式的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1所述內(nèi)窺鏡膠囊控制器的主臂的放大圖，圖3為圖1所示內(nèi)窺鏡 膠囊控制器的磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置的放大圖。
[0033] 在該實(shí)施方式中，內(nèi)窺鏡膠囊控制器包括磁鐵15、磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置14、擺臂12、 主臂9等結(jié)構(gòu)。
[0034] 其中，磁鐵15用于控制膠囊移動(dòng)，膠囊在磁鐵15的移動(dòng)過程發(fā)生移動(dòng)，完成對(duì)治療 者進(jìn)行檢測(cè)，磁鐵15的移動(dòng)精度對(duì)于膠囊的移動(dòng)至關(guān)重要；
[0035] 磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置14用于控制磁鐵15轉(zhuǎn)動(dòng)和翻滾，即驅(qū)動(dòng)磁鐵15進(jìn)行豎直方向的 翻滾以及水平方向的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)磁鐵15的全方位移動(dòng)；
[0036] 擺臂12用于懸掛磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置14,并且可沿水平方向擺動(dòng)；
[0037] 主臂9用于調(diào)整磁鐵15的高度，可沿豎直方向擺動(dòng)，即主臂9可進(jìn)行俯仰運(yùn)動(dòng)，主臂 9與擺臂12鉸接，擺臂12能夠以主臂9的一端為圓心進(jìn)行擺動(dòng)。
[0038] 該內(nèi)窺鏡膠囊控制器還包括回轉(zhuǎn)臺(tái)8,回轉(zhuǎn)臺(tái)8用于安裝主臂9并且能夠沿水平方 向轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)臺(tái)8與主臂9鉸接，回轉(zhuǎn)臺(tái)8上鉸接有用于控制擺臂12處于水平狀態(tài)的水平保持 桿10 〇
[0039] 具體的，擺臂12與主臂9之間設(shè)有電機(jī)座11，電機(jī)座11與主臂9之間以及電機(jī)座11 與擺臂12之間均為鉸接，電機(jī)座11與主臂9的連接處形成擺臂水平關(guān)節(jié)3,水平保持桿10的 一端與回轉(zhuǎn)臺(tái)8鉸接，另一端與電機(jī)座11鉸接。
[0040] 同時(shí)，電機(jī)座11與主臂9的轉(zhuǎn)動(dòng)中心、主臂9與回轉(zhuǎn)臺(tái)8的轉(zhuǎn)動(dòng)中心、水平保持桿10 與回轉(zhuǎn)臺(tái)8的連接點(diǎn)以及水平保持桿10與電機(jī)座11的連接點(diǎn)呈平行四邊形結(jié)構(gòu)，如圖2所 示，即電機(jī)座11與主臂9的轉(zhuǎn)動(dòng)中心與主臂9與回轉(zhuǎn)臺(tái)8的轉(zhuǎn)動(dòng)中心兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的連線平 行于水平保持桿10的延伸方向。
[0041] 當(dāng)主臂9發(fā)生俯仰動(dòng)作時(shí)，在水平保持桿10的作用下，電機(jī)座11轉(zhuǎn)動(dòng)，使得擺臂12 始終處于水平狀態(tài)，因此，無需在擺臂水平關(guān)節(jié)3處安裝水平電機(jī)，節(jié)約成本。
[0042] 該內(nèi)窺鏡膠囊控制器通過設(shè)置磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置14、擺臂12、主臂9、回轉(zhuǎn)臺(tái)8等結(jié) 構(gòu)，實(shí)現(xiàn)磁鐵15的五個(gè)自由度的控制，使得磁鐵15的移動(dòng)控制更加精確，同時(shí)，該控制器無 需設(shè)置滑軌機(jī)構(gòu)，可以有效的降低自身的體積，適用范圍顯著擴(kuò)寬，另外，該控制器還通過 設(shè)置水平保持桿10,保證擺臂12始終處于水平狀態(tài)，水平保持桿10的設(shè)置，不僅可以保證擺 臂12位置的精度，而且節(jié)省了水平電機(jī)的設(shè)置，節(jié)約了該控制器的加工成本，可以有效的提 高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0043] 進(jìn)一步，擺臂12與電機(jī)座11的連接處形成擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)4,并且擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)4處 安裝有用于為擺臂12沿水平方向擺動(dòng)提供動(dòng)力的擺動(dòng)電機(jī)。
[0044] 另一方面，回轉(zhuǎn)臺(tái)8與主臂9的連接處形成主臂俯仰關(guān)節(jié)2,主臂俯仰關(guān)節(jié)2處安裝 有用于為主臂9沿豎直方向擺動(dòng)提供動(dòng)力的俯仰電機(jī)。
[0045] 具體的，回轉(zhuǎn)臺(tái)8的下端還連接有用于帶動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)8轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部件，回轉(zhuǎn) 臺(tái)旋轉(zhuǎn)部件處形成基座旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1，實(shí)現(xiàn)整個(gè)懸臂的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0046] 更具體的，回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部件包括減速器固定盤、減速器以及用于承載彎矩的抗彎 裝置。抗彎裝置包括套設(shè)在減速器外周部、與減速器固定盤固定連接的空心轉(zhuǎn)軸;套設(shè)在空 心轉(zhuǎn)軸外周部的軸承座;位于空心轉(zhuǎn)軸與軸承座之間、用于供軸承座沿空心轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸 承。
[0047] 上述抗彎裝置通過設(shè)置由軸承、軸承座及空心轉(zhuǎn)軸構(gòu)成的抗彎矩結(jié)構(gòu)，軸承座將 來自懸臂的彎矩經(jīng)過軸承傳遞給空心轉(zhuǎn)軸，減速器不再接受大的彎矩，主要傳遞扭矩即可， 使得該減速器只需根據(jù)扭矩，選擇適合的型號(hào)即可，該減速器的體積得到有效降低，節(jié)省空 間，降低成本。
[0048] 更進(jìn)一步，磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置14上設(shè)有用于懸置磁鐵15的減速器架，以及用于為 磁鐵15的移動(dòng)提供動(dòng)力的移動(dòng)電機(jī)13,移動(dòng)電機(jī)13包括用于控制磁鐵旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及 用于控制磁鐵翻滾的翻滾電機(jī);兩種磁鐵15移動(dòng)電機(jī)13均安裝在擺臂12上。
[0049] 磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置14中形成了兩個(gè)關(guān)節(jié)，由旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制的磁鐵旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5和由 翻滾電機(jī)控制的磁鐵翻滾關(guān)節(jié)6。
[0050] 上述設(shè)置中，增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后，將移動(dòng)電機(jī)13安裝在遠(yuǎn)離磁鐵15的擺臂12上，可以 有效的降低或消除磁鐵15所產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)電機(jī)的干擾，保證電機(jī)的正常有效使用，提高對(duì) 磁鐵15移動(dòng)控制的精度。
[0051] 另外，該控制器還包括支撐整個(gè)裝置的基座7,回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部件固定安裝在基座7 上。當(dāng)然，為了方便整個(gè)控制器的移動(dòng)，基座7的底部還可以設(shè)置滾輪。
[0052]如圖1所示，本實(shí)施例所提供的內(nèi)窺鏡膠囊控制器采用串聯(lián)式多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí) 現(xiàn)5個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)，包含基座7，安裝于基座7上的基座旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1，鉸接于基座旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1上 的主臂俯仰關(guān)節(jié)2,串聯(lián)鉸接于主臂俯仰關(guān)節(jié)2的快速調(diào)節(jié)擺臂水平關(guān)節(jié)3,擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)4 串接于擺臂水平關(guān)節(jié)3,磁鐵旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5串接于擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)4的末端，磁鐵翻滾關(guān)節(jié)6嵌于 磁鐵旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5中，磁鐵15安裝于磁鐵翻滾關(guān)節(jié)6中。
[0053] 上述各關(guān)節(jié)采用伺服電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，共5臺(tái)伺服電機(jī)。
[0054] 具體的，該內(nèi)窺鏡膠囊控制器的工作過程為：
[0055] 基座旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使處于基座7上的五個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)構(gòu)整體旋轉(zhuǎn)；
[0056]主臂俯仰關(guān)節(jié)2鉸接在基座旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1上，由俯仰電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制主臂9的俯仰，從而 控制末端磁鐵15的高度變化；
[0057]擺臂水平關(guān)節(jié)3串接于主臂俯仰關(guān)節(jié)2,通過水平保持機(jī)構(gòu)(如圖2所示），無需電機(jī) 驅(qū)動(dòng)；
[0058]擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)4串接于擺臂水平關(guān)節(jié)3,由擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制擺臂水平方向的旋 轉(zhuǎn)；
[0059]上述四個(gè)關(guān)節(jié)，由三個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，可控制使末端磁鐵15X、Y、Z三軸上的 位置，控制著磁鐵15的空間位置；
[0060]磁鐵旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5串接于擺臂12的末端，由磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制著磁鐵15的水平 方向旋轉(zhuǎn)；
[0061 ]磁鐵翻滾關(guān)節(jié)6嵌于磁鐵旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5內(nèi)，由一外置磁鐵翻滾電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制磁鐵15的 豎直方向翻滾，磁鐵旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5與磁鐵翻滾關(guān)節(jié)6共同組成了磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置14,如圖3所 不。
[0062]基座旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1、主臂俯仰關(guān)節(jié)2、擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)4、磁鐵旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5以及磁鐵翻滾關(guān) 節(jié)6分別由單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，基座旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1、主臂俯仰關(guān)節(jié)2以及擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)4的聯(lián)合運(yùn) 動(dòng)，完成控制器X、Y、Z三軸位置的控制，再加上控制器前端的磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置14對(duì)磁鐵15 的姿態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)磁鐵15的旋轉(zhuǎn)加翻滾，進(jìn)而達(dá)到控制磁鐵15所需的所有自由度。
[0063] 本實(shí)施例所提供的五自由度串聯(lián)內(nèi)窺鏡膠囊控制器結(jié)構(gòu)模擬如圖4所示，以下仿 真其工作范圍，其包括3段機(jī)械臂，主臂90A長度1，擺臂12AC長度m，從擺臂12末端到磁鐵15 末端CB長度h，主臂90A的俯仰角β，基座7回轉(zhuǎn)角α，擺臂12回轉(zhuǎn)角γ，磁鐵15末端B位置(x，y， z) 〇
[0064] B點(diǎn)空間坐標(biāo)與關(guān)節(jié)角度關(guān)系可以由下式表達(dá)：
[0065] (l)x = l cosP · cosa+m cos(a+y)
[0066] (2)y = I cosP · sina+m sin(a+γ)
[0067] (3)z = l sinP-h
[0068] 由上式可知，B點(diǎn)Z方向位置僅與β角相關(guān)。當(dāng)B點(diǎn)X，Y方向位置固定，僅改變Z軸坐標(biāo) 時(shí)，γ，a角的表達(dá)式如下：
[0069]
[0070]
[0071] 其中，
[0072] A=I cosP+m cosy
[0073] B=m sin γ
[0074] 模擬運(yùn)算結(jié)果如圖5所示，所有點(diǎn)都是磁鐵15所能達(dá)到的范圍，由此可見，這種機(jī) 械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，磁鐵15在檢查者上方的工作范圍非常廣泛，完全滿足膠囊內(nèi)徑的檢查要求。
[0075] 采用五自由度結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)末端執(zhí)行器的萬向全姿態(tài)控制，利用平行四邊形結(jié)構(gòu)， 取代水平姿態(tài)控制電機(jī)，更加精確的保持水平姿態(tài)的同時(shí)，減少了系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少了控 制器的體積，利于操作。
[0076] 本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他 實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0077] 以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的內(nèi)窺鏡膠囊控制器進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具 體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解 本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾 也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種內(nèi)窺鏡膠囊控制器，包括用于控制膠囊移動(dòng)的磁鐵(15)，其特征在于，還包括： 用于控制所述磁鐵（15)轉(zhuǎn)動(dòng)和翻滾的磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置（14); 可沿水平方向擺動(dòng)、用于懸掛所述磁鐵萬向旋轉(zhuǎn)裝置（14)的擺臂（12); 可沿豎直方向擺動(dòng)、用于調(diào)整所述磁鐵（15)的高度的主臂（9)，所述主臂（9)與所述擺 臂（12)鉸接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡膠囊控制器，其特征在于，還包括： 用于安裝所述主臂（9)并且能夠沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)臺(tái)（8)，所述回轉(zhuǎn)臺(tái)（8)與所述 主臂(9)鉸接； 所述回轉(zhuǎn)臺(tái)（8)上鉸接有用于控制所述擺臂（12)處于水平狀態(tài)的水平保持桿(10)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡膠囊控制器，其特征在于，所述擺臂（12)與所述主臂 (9)之間設(shè)有電機(jī)座（11)，所述電機(jī)座（11)與所述主臂(9)之間以及所述電機(jī)座（11)與所述 擺臂（12)之間均為鉸接，并且所述水平保持桿（10)遠(yuǎn)離所述回轉(zhuǎn)臺(tái)（8)的一端與所述電機(jī) 座(11)鉸接。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡膠囊控制器，其特征在于，所述電機(jī)座（11)與所述主臂 (9)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心、所述主臂(9)與所述回轉(zhuǎn)臺(tái)（8)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心、所述水平保持桿（10)與所述回 轉(zhuǎn)臺(tái)（8)的連接點(diǎn)以及所述水平保持桿（10)與所述電機(jī)座（11)的連接點(diǎn)形成平行四邊形結(jié) 構(gòu)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡膠囊控制器，其特征在于，所述擺臂（12)與所述電機(jī)座 (11) 的連接處形成擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)(4)，并且所述擺臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)(4)處安裝有用于為所述擺臂 (12) 沿水平方向擺動(dòng)提供動(dòng)力的擺動(dòng)電機(jī)。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡膠囊控制器，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)臺(tái)（8)與所述主臂 (9)的連接處形成主臂俯仰關(guān)節(jié)(2)，所述主臂俯仰關(guān)節(jié)(2)處安裝有用于為所述主臂(9)沿 豎直方向擺動(dòng)提供動(dòng)力的俯仰電機(jī)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)窺鏡膠囊控制器，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)臺(tái)（8)的下端還連 接有用于帶動(dòng)所述回轉(zhuǎn)臺(tái)（8)轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部件。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡膠囊控制器，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部件包括減 速器固定盤、減速器傳動(dòng)軸以及用于承載彎矩的抗彎裝置。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)窺鏡膠囊控制器，其特征在于，所述抗彎裝置包括套設(shè)在所 述減速器傳動(dòng)軸外周部、與所述減速器固定盤固定連接的空心轉(zhuǎn)軸;套設(shè)在所述空心轉(zhuǎn)軸 外周部的軸承座;位于所述空心轉(zhuǎn)軸與所述軸承座之間、用于供所述軸承座沿所述空心轉(zhuǎn) 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡膠囊控制器，其特征在于，所述磁鐵萬向 旋轉(zhuǎn)裝置（14)上設(shè)有用于懸置所述磁鐵（15)的減速器架，以及用于為所述磁鐵（15)的移動(dòng) 提供動(dòng)力的移動(dòng)電機(jī)(13);所述移動(dòng)電機(jī)(13)安裝在所述擺臂（12)上。
【文檔編號(hào)】A61B1/00GK205729293SQ201620347004
【公開日】2016年11月30日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】王黎, 袁建, 李彥俊, 梁東
【申請(qǐng)人】重慶金山科技（集團(tuán)）有限公司