可移動(dòng)的膠囊裝置及其控制方法
【專利摘要】一種可移動(dòng)的膠囊裝置(10)，所述可移動(dòng)的膠囊裝置(10)在長(zhǎng)狀的膠囊主體(11)設(shè)置在長(zhǎng)度方向可移動(dòng)地被設(shè)置的永久磁鐵(13)；和驅(qū)動(dòng)永久磁鐵(13)的線圈，使交流電在線圈流動(dòng)，進(jìn)行永久磁鐵(13)的前后動(dòng)振動(dòng)，使整體產(chǎn)生推進(jìn)力，其中，線圈具有以將永久磁鐵(13)的周邊包圍的形式被設(shè)置在前后的第1、第2線圈部(15、16)而構(gòu)成，并且，使在第1、第2線圈部(15、16)流動(dòng)的交流電的頻率與因永久磁鐵(13)的前后動(dòng)振動(dòng)而產(chǎn)生的膠囊裝置(10)的共振頻率一致。據(jù)此，能夠提供小型并且緊湊，而且效率好的能夠自走的可移動(dòng)的膠囊裝置(10)及其控制方法。
【專利說(shuō)明】可移動(dòng)的膠囊裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如在進(jìn)行消化器官系統(tǒng)的檢查的情況下使用，內(nèi)置照相機(jī)等并通過(guò)自力移動(dòng)的膠囊裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，以在醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)的消化管等的檢查中，進(jìn)行狹窄的場(chǎng)所的內(nèi)部觀察、微小作業(yè)為目的的微膠囊例如在專利文獻(xiàn)I~3等中被提出。
[0003]專利文獻(xiàn)I記載的醫(yī)療用膠囊是使用壓電元件，使慣性體振動(dòng)，通過(guò)與接受膠囊主體的活體的摩擦力，使膠囊行進(jìn)的醫(yī)療用膠囊。
[0004]另外，在專利文獻(xiàn)2記載的自動(dòng)行走膠囊裝置，公開(kāi)了反復(fù)對(duì)形狀記憶合金(SMA)金屬線進(jìn)行通電和非通電，使膠囊行進(jìn)的情況和使用線圈和永久磁鐵，產(chǎn)生前進(jìn)以及后退的振動(dòng)源，使膠囊行進(jìn)的情況。
[0005]而且，專利文獻(xiàn)3的行走膠囊記載了在膠囊內(nèi)放入永久磁鐵和線圈，使交流電電流在線圈流動(dòng)，使活塞運(yùn)動(dòng)的情況。
[0006]在先技 術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平4-176443號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平5-212093號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2006-280638號(hào)公報(bào)
[0011]然而，在專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)中，雖然使用壓電元件，使慣性體振動(dòng)，但是，因?yàn)槠湔駝?dòng)頻率比較大，并且，力小，所以，前進(jìn)力小，在使膠囊更快地自走方面存在界限。當(dāng)然，若大型化，則自走力變大，但是，不能收納在小型的膠囊。
[0012]在專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，在使用形狀記憶合金的情況下，存在其驅(qū)動(dòng)力比較小，進(jìn)而效率也差這樣的問(wèn)題。另外，在專利文獻(xiàn)2中，利用線圈和永久磁鐵的吸引以及反彈來(lái)振動(dòng)能夠得到比較大的振幅，但是，因?yàn)榫€圈是一個(gè)，所以，效率不好。
[0013]進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)3記載的技術(shù)中，也是使用相向配置的永久磁鐵和線圈，但是，在永久磁鐵相對(duì)于線圈配置得遠(yuǎn)的情況下，存在永久磁鐵和線圈之間的引力或斥力變小，效率下降這樣的問(wèn)題。
[0014]進(jìn)而，專利文獻(xiàn)2以及專利文獻(xiàn)3記載的使用線圈和永久磁鐵的振動(dòng)機(jī)理中，沒(méi)有有關(guān)共振現(xiàn)象的記載。
[0015]本
【發(fā)明者】們刻苦研究了下述的膠囊裝置，完成了本發(fā)明，所述膠囊裝置在圓筒狀的外殼部配置線圈,通過(guò)使交流電電流流動(dòng)來(lái)使作為可動(dòng)元件的永久磁鐵往復(fù)運(yùn)動(dòng),利用因可動(dòng)兀件的移動(dòng)而產(chǎn)生的慣性力、與外壁碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，在一定方向行進(jìn)。
[0016]而且，還確認(rèn)了在筒狀的線圈中配置永久磁鐵，將永久磁鐵固定在膠囊主體，若使交流電在線圈流動(dòng)，則線圈振動(dòng)，膠囊主體因其反作用而振動(dòng)的情況。
[0017]本發(fā)明是借鑒相關(guān)情況作出的發(fā)明，其目的是提供一種小型并且緊湊，而且效率好的能夠自走的可移動(dòng)的膠囊裝置及其控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]按照前述目的的有關(guān)第I發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置在長(zhǎng)狀的膠囊主體設(shè)置相對(duì)于該膠囊主體在長(zhǎng)度方向可移動(dòng)地被設(shè)置的永久磁鐵和驅(qū)動(dòng)該永久磁鐵的線圈，使交流電從交流電產(chǎn)生構(gòu)件向該線圈流動(dòng)，進(jìn)行前述永久磁鐵的前后動(dòng)振動(dòng)，使整體產(chǎn)生推進(jìn)力，其中，
[0019]前述線圈具有以將前述永久磁鐵的周邊包圍的形式被設(shè)置在前后的第1、第2線圈部，并且，使在前述第1、第2線圈部流動(dòng)的交流電的頻率與因前述永久磁鐵的前后動(dòng)振動(dòng)而產(chǎn)生的該膠囊裝置的共振頻率一致。
[0020]這里，即使交流電的頻率在膠囊主體(或永久磁鐵)的共振頻率的±10%的范圍，也適用本發(fā)明(下面的發(fā)明中相同)。
[0021]在有關(guān)第I發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置中，優(yōu)選前述第1、第2線圈部被卷繞在前述永久磁鐵具有微小的間隙地可在內(nèi)部移動(dòng)的筒體(通常被稱為繞線管)，在前述筒體的兩側(cè)設(shè)置擋塊，前述永久磁鐵一面與前述擋塊碰撞，一面振動(dòng)。另外，雖然優(yōu)選筒體是非磁性物質(zhì)，但是，也可以是導(dǎo)體(例如，鋁)、絕緣體的任意一種(在下面的發(fā)明中也相同)。
[0022]在有關(guān)第I發(fā)明 的可移動(dòng)的膠囊裝置中，優(yōu)選由前述交流電產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生的交流電由在正負(fù)對(duì)稱的交流電進(jìn)一步施加了直流電的電流構(gòu)成，在一方向增強(qiáng)由前述第1、第2線圈部和前述永久磁鐵產(chǎn)生的起振力，由前述直流電的極性確定該膠囊裝置的行進(jìn)方向。
[0023]在有關(guān)第I發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置中，優(yōu)選在前述第1、第2線圈部流動(dòng)的交流電根據(jù)實(shí)際上在使交流電在前述第1、第2線圈部流動(dòng)，且其電流值為最小的值決定。據(jù)此，在技術(shù)上容易求出共振頻率。
[0024]有關(guān)第2發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置在長(zhǎng)狀的膠囊主體具有相對(duì)于該膠囊主體在長(zhǎng)度方向使磁極的朝向相一致地被配置的永久磁鐵和具有間隙地被卷繞在該永久磁鐵上，且從交流電產(chǎn)生構(gòu)件接受交流電的電力供給的線圈，其中，
[0025]前述永久磁鐵中，至少2個(gè)棒狀磁鐵使其同一極面對(duì)面地被配置,使前述交流電的頻率與被可滑行移動(dòng)地配置的前述線圈(或成為相同的振動(dòng)頻率的膠囊主體)的前后動(dòng)振動(dòng)的共振頻率一致。
[0026]在有關(guān)第2發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置中，優(yōu)選在前述線圈流動(dòng)的交流電根據(jù)實(shí)際上在使交流電在前述線圈流動(dòng)，且其電流值為最小的值決定。
[0027]在有關(guān)第2發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置中，優(yōu)選前述線圈被卷繞在相對(duì)于前述棒狀磁鐵可滑行移動(dòng)的筒體。
[0028]在有關(guān)第2發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置中，也存在前述線圈具有被離開(kāi)地配置在前述筒體上的第1、第2線圈部的情況。
[0029]在有關(guān)第2發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置中，優(yōu)選由前述交流電產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生的交流電由在正負(fù)對(duì)稱的交流電進(jìn)一步施加了直流電的電流構(gòu)成，在一方向增強(qiáng)由前述線圈和前述永久磁鐵產(chǎn)生的起振力，由前述直流電的極性確定該膠囊裝置的行進(jìn)方向。
[0030]在有關(guān)第1、第2發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置中，優(yōu)選在前述膠囊主體設(shè)置進(jìn)行與外部控制裝置的協(xié)作的無(wú)線機(jī)。而且，優(yōu)選作為前述無(wú)線機(jī)的天線使用前述線圈。[0031]在有關(guān)第1、第2發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置中，優(yōu)選前述膠囊主體具備帶照明的縮微照相機(jī)、進(jìn)行處置的設(shè)備、投藥機(jī)構(gòu)以及姿勢(shì)檢測(cè)傳感器中的任意I或2個(gè)以上。
[0032]有關(guān)第3發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法是下述的可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法，所述可移動(dòng)的膠囊裝置在長(zhǎng)狀的膠囊主體設(shè)置相對(duì)于該膠囊主體在長(zhǎng)度方向可移動(dòng)的永久磁鐵和驅(qū)動(dòng)該永久磁鐵的線圈，使交流電在該線圈流動(dòng)，進(jìn)行如述永久磁鐵的iu后動(dòng)振動(dòng)，使整體產(chǎn)生推進(jìn)力，其中，
[0033]使在前述線圈流動(dòng)的交流電的頻率和前述永久磁鐵的前后動(dòng)振動(dòng)的共振頻率一致，并且，將直流電重疊在前述交流電，確定前述膠囊主體的移動(dòng)方向。
[0034]在有關(guān)第3發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法中，優(yōu)選將前述線圈分割為分別被配置在前述永久磁鐵的前后的第1、第2線圈部，并且，前述第1、第2線圈部被盤(pán)繞在前述永久磁鐵具有間隙地在內(nèi)部可滑動(dòng)移動(dòng)(滑行移動(dòng))的筒體，相對(duì)于該筒體使前述永久磁鐵前后動(dòng)振動(dòng)。
[0035]有關(guān)第4發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法是下述的可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法，所述可移動(dòng)的膠囊裝置在長(zhǎng)狀的膠囊主體相對(duì)于該膠囊主體在長(zhǎng)度方向使磁極的朝向相一致地固定配置永久磁鐵，在該永久磁鐵上具有間隙地卷繞線圈，使交流電在該線圈流動(dòng)，進(jìn)行前述線圈的前后動(dòng)振動(dòng)，使整體產(chǎn)生推進(jìn)力，其中，
[0036]前述永久磁 鐵中，至少2個(gè)棒狀磁鐵使其同一極面對(duì)面地被配置，使在前述線圈流動(dòng)的交流電的頻率與前述線圈的前后動(dòng)振動(dòng)的共振頻率一致，并且，在前述交流電重疊直流電，確定前述膠囊主體的移動(dòng)方向。
[0037]在有關(guān)第3、第4發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法中，優(yōu)選在前述膠囊主體內(nèi)具備帶照明的縮微照相機(jī)、進(jìn)行處置的設(shè)備、投藥機(jī)構(gòu)以及姿勢(shì)檢測(cè)傳感器中的任意I或2個(gè)以上，由將前述線圈作為天線使用的無(wú)線機(jī)以及與之連接的控制部控制。
[0038]發(fā)明效果
[0039]在有關(guān)第1、第2發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置以及有關(guān)第3、第4發(fā)明的可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法中，因?yàn)槭乖诰€圈流動(dòng)的交流電的頻率和因永久磁鐵或線圈的前后動(dòng)振動(dòng)而產(chǎn)生的膠囊的共振頻率一致，所以，流動(dòng)的電流減少，且通過(guò)減少了的電流能夠得到最大振幅的振動(dòng)(活塞運(yùn)動(dòng))。因此，膠囊裝置可以以更少的電力移動(dòng)。
[0040]尤其是，通過(guò)將驅(qū)動(dòng)永久磁鐵的線圈分割為被配置在永久磁鐵的前后的第1、第2線圈部，能夠使線圈產(chǎn)生引力和斥力，更有效地以低的電力進(jìn)行永久磁鐵或線圈的振動(dòng)。
[0041]進(jìn)而，與遍及膠囊主體的長(zhǎng)度方向連續(xù)盤(pán)繞線圈的情況相比，能夠使匝數(shù)減少，防止因發(fā)熱造成的膠囊裝置的溫度上升。
[0042]而且，若使直流電重疊于在線圈流動(dòng)的交流電，則能夠使一方側(cè)的起振力比另一方側(cè)強(qiáng)，能夠使膠囊裝置的一方向運(yùn)動(dòng)加速。這種情況下，因?yàn)榛芈纺軌蛴僧a(chǎn)生交流電(也包括矩形波)的回路和產(chǎn)生直流電的回路的組合構(gòu)成，所以，回路也簡(jiǎn)略化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0043]圖1是有關(guān)本發(fā)明的第I實(shí)施例的可移動(dòng)的膠囊裝置的主要部分剖視圖。
[0044]圖2是表示該可移動(dòng)的膠囊裝置的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
[0045]圖3(A)~(C)是表示施加給線圈的電壓的形成方法的說(shuō)明圖。[0046]圖4是表示執(zhí)行器(線圈)的表面溫度的變化的坐標(biāo)圖。
[0047]圖5是表示該可移動(dòng)的膠囊裝置的電磁力和距離的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
[0048]圖6是使該可移動(dòng)的膠囊裝置進(jìn)一步發(fā)展并實(shí)用化了的膠囊裝置的剖視圖。
[0049]圖7 (A)、⑶是有關(guān)本發(fā)明的第2實(shí)施例的可移動(dòng)的膠囊裝置的主要部分剖視圖，(C)是其立體圖。
[0050]圖8是該可移動(dòng)的膠囊裝置的電氣回路的框圖。
[0051]圖9是該可移動(dòng)的膠囊裝置的動(dòng)作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]接著，一面參見(jiàn)隨附的圖，一面對(duì)將本發(fā)明具體化的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0053]如圖1所示，有關(guān)本發(fā)明的第I實(shí)施例的可移動(dòng)的膠囊裝置(下面簡(jiǎn)稱“膠囊裝置”)10具有截面圓形，且全長(zhǎng)比截面的徑大的長(zhǎng)狀的膠囊主體11、經(jīng)筒體12設(shè)置在膠囊主體11，且成為相對(duì)于膠囊主體11在長(zhǎng)度方向可移動(dòng)的可動(dòng)元件的棒狀的永久磁鐵13、被卷繞在由筒體12構(gòu)成的繞線管的兩側(cè)(前后)，且以將永久磁鐵13的周邊包圍的形式被設(shè)置，并驅(qū)動(dòng)永久磁鐵13的第1、第2線圈部15、16(線圈的一例)。下面，對(duì)它們進(jìn)行說(shuō)明。
[0054]作為永久磁鐵13，例如使用直徑D為2.5~5mm左右(在該實(shí)施例中使用3mm)，長(zhǎng)度L為7~15mm(在該實(shí)施例中使用IOmm)的釹磁鐵，但是，若為強(qiáng)力的永久磁鐵，則也能夠使用其它的材質(zhì)的永久磁鐵。另外，第1、第2線圈部15、16的間隙W優(yōu)選約10~20mm左右。
[0055]第1、第2線圈部15、16將例如直徑為0.05mm的導(dǎo)線以寬度為2~4mm左右分別盤(pán)繞在內(nèi)徑為D+0.1mm的筒體12 (外徑例如為D+l.1mm)各50次而構(gòu)成。使第1、第2線圈部15、16的間隙W為永久磁鐵13的全長(zhǎng)L的0.8~1.2倍左右。另外，因?yàn)樵谕搀w12的內(nèi)徑和永久磁鐵13之間在徑方向形成合計(jì)為0.1mm的間隙，所以，永久磁鐵13能夠在筒體12內(nèi)無(wú)阻力地移動(dòng)。
[0056]在該實(shí)施例中，筒體12由鋁制的管構(gòu)成，在其兩側(cè)(例如，經(jīng)粘接劑)設(shè)置由彈性部件(例如，橡膠、塑料)或金屬構(gòu)成的擋塊17、18，在內(nèi)部形成永久磁鐵13能夠具有微小的間隙地移動(dòng)規(guī)定距離(在該實(shí)施例中，約8_)的空間。另外，在下面說(shuō)明的實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用了在每個(gè)盤(pán)繞了第1、第2線圈部15、16的繞線管(筒體12)放入膠囊主體11，且整體為外徑約10mm、長(zhǎng)度約21mm的膠囊裝置(也有簡(jiǎn)稱“振動(dòng)馬達(dá)”的情況)10。實(shí)際上，在應(yīng)用本發(fā)明的制品中，并不限定于這些尺寸，直徑以及全長(zhǎng)能夠與用途相應(yīng)地改變。另外，膠囊主體11的端部可以為半球狀、透鏡形等，與用途相應(yīng)地改變。
[0057]在實(shí)驗(yàn)中，作為交流電產(chǎn)生構(gòu)件的一例使用了低頻振蕩器和放大器。作為低頻振蕩器(多功能發(fā)生器)使用株式會(huì)社NF回路設(shè)計(jì)制的“WF19739”，作為將波形放大的放大器，使用株式會(huì)社高砂制作所的“BWA25-1”。它們是用于能夠在實(shí)驗(yàn)中自由地改變?cè)诘?、第2線圈部15、16流動(dòng)的交流電的頻率以及輸出電壓的部件。
[0058]為使該振動(dòng)馬達(dá)行進(jìn)，向由第1、第2線圈部15、16構(gòu)成的線圈供給使用上面說(shuō)明的多功能發(fā)生器以及放大器而產(chǎn)生的交流電電力，通過(guò)由第1、第2線圈部15、16產(chǎn)生的電磁力，使內(nèi)部的可動(dòng)元件(永久磁鐵13)前后動(dòng)振動(dòng)。
[0059]使用圖2說(shuō)明該動(dòng)作。用M表示表示靜止?fàn)顟B(tài)的外殼(指除永久磁鐵13以外的部分)，用ml、m2表不永久磁鐵13,若使一方向的電流在第1、第2線圈15、16流動(dòng)，貝U用ml表示的永久磁鐵13向xl方向移動(dòng),外殼在x2方向相互拉拽地移動(dòng)(步驟SI)。
[0060]而且，在Pl處，永久磁鐵13碰撞外輪廓(實(shí)際是擋塊17)，但是，因?yàn)橛谰么盆F13所保有的能量大，所以，整體進(jìn)一步向xl的方向被拉偏而移動(dòng)(步驟S2)。
[0061]接著，在P2的位置，在第1、第2線圈15、16流動(dòng)的電流的方向被切換。據(jù)此，永久磁鐵13向x2的方向移動(dòng)，在P3的位置，碰撞另一方側(cè)的擋塊18( 即、外殼)(步驟S3)。另外，圖2所示的步驟S3、S4的永久磁鐵13將位置錯(cuò)開(kāi)ml，作為m2來(lái)表示。
[0062]而且，此后，因?yàn)橛谰么盆F13所保有的能量大，所以，永久磁鐵13和外殼原樣被拉偏，移動(dòng)到原來(lái)位置或其附近(步驟S4)。
[0063]通過(guò)反復(fù)進(jìn)行上面給出的4個(gè)動(dòng)作，利用可動(dòng)元件的慣性反力(B卩、線圈上產(chǎn)生的力)，而在擋塊17、18、筒體12以及包括膠囊主體11的外殼上產(chǎn)生向與可動(dòng)元件的移動(dòng)方向相反方向移動(dòng)的力，以及可動(dòng)元件與擋塊17、18碰撞，產(chǎn)生大的沖擊力，施加這些力，振動(dòng)馬達(dá)(即、膠囊裝置10)進(jìn)行移動(dòng)。to表示振動(dòng)的I個(gè)周期。
[0064]在該膠囊裝置10中，若針對(duì)可動(dòng)元件的移動(dòng)從外部給與線圈交流電信號(hào)，則能夠使可動(dòng)元件以及膠囊主體11反復(fù)向前后移動(dòng)，但是，若可動(dòng)元件以相同的速度進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)，則向前后施加相同的慣性反力、沖擊力，該膠囊裝置10在這種情況下僅能夠振動(dòng)，不能向前或后移動(dòng)。因此，通過(guò)改變輸入的交流電信號(hào)的負(fù)荷比(即、+側(cè)電流和-側(cè)電流的比)，使由線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，使振動(dòng)馬達(dá)內(nèi)部的可動(dòng)元件的移動(dòng)速度在一方向和另一方向變化。據(jù)此，在一方向產(chǎn)生推進(jìn)力，可使振動(dòng)馬達(dá)，即、該膠囊裝置10向前或后方向移動(dòng)。
[0065]作為這樣的交流電信號(hào)的生成方法，能夠通過(guò)在由上面說(shuō)明的低頻振蕩器和放大器產(chǎn)生的交流電電流施加直流電偏壓來(lái)簡(jiǎn)單地得到。在進(jìn)行振動(dòng)馬達(dá)的試驗(yàn)的情況下，使用該方法，輕易地進(jìn)行交流電的頻率、輸出電壓、偏壓電壓等的設(shè)定，但是，實(shí)機(jī)時(shí)，因?yàn)闆](méi)有必要改變頻率、輸出電壓，所以，如圖3(A)所示，產(chǎn)生規(guī)定頻率f、波高值h的正負(fù)對(duì)稱的矩形波交流電，在它上像圖3(B)所示那樣重疊直流電(電壓b)，能夠像如圖3(C)所示那樣，形成在一方向電流量多的交流電(波高值h+b、h_b)。這種情況下的交流電產(chǎn)生構(gòu)件能夠使用數(shù)字信號(hào)輕易地形成。這里，通過(guò)改變直流電的極性(即、+_的方向)來(lái)確定該膠囊裝置10的行進(jìn)方向。
[0066]另外，因?yàn)榈?、第2線圈部15、16被串聯(lián)連接,所以,相對(duì)于永久磁鐵13,在一方向發(fā)揮比另一方向強(qiáng)的力(起振力)，結(jié)果，能夠使膠囊裝置10的移動(dòng)更快。這種情況下，優(yōu)選在處于中央位置的永久磁鐵13的兩端位置配置第1、第2線圈部15、16的相向的內(nèi)側(cè)
端位置。
[0067]接著，將對(duì)改變了第1、第2線圈部15、16的各自的匝數(shù)的情況下的線圈的溫度上升進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果表示在圖4。
[0068]測(cè)定使用非接觸溫度計(jì)，使用使第1、第2線圈部15、16的匝數(shù)為150次盤(pán)繞X2和50次盤(pán)繞X2的試驗(yàn)用的膠囊裝置。測(cè)定在能夠向該膠囊裝置輸入的最大電力0.5[A]、
3.3 [V]下進(jìn)行。以40 [Hz]切換+3.3 [V]、-3.3 [V]，進(jìn)行到執(zhí)行器(線圈)的表面溫度均衡為止的5分鐘的測(cè)定。
[0069] 測(cè)定時(shí)的氣溫為18 [°C ]。如圖4所示，在150次盤(pán)繞X 2 (300次盤(pán)繞)的情況下，在5分鐘后，到達(dá)63.3 [°C ]，在為50次盤(pán)繞X 2 (100次盤(pán)繞)的情況下，在5分鐘后，到達(dá)44.6 [°C ] ο因此，在本發(fā)明中，考慮安全性，溫度上升小的50次盤(pán)繞X2(100次盤(pán)繞)的線
圈最佳。
[0070]接著，對(duì)該膠囊裝置10的移動(dòng)速度進(jìn)行了研究。經(jīng)該上面的步驟SI~S4的工序而振動(dòng)的振動(dòng)馬達(dá)(膠囊裝置10)的移動(dòng)速度S能夠通過(guò)下面的式(I)算出。這里，a:振動(dòng)馬達(dá)的外輪廓的位移和永久磁鐵的位移的和，:步驟S1、S2的電磁力，f2:步驟S3、S4的電磁力、T:可動(dòng)元件進(jìn)行從步驟SI到步驟S4為止的動(dòng)作的脈沖波形I個(gè)周期量的時(shí)間，η:表示Mo/m。這里，m表示永久磁鐵的質(zhì)量，Mo表示從膠囊裝置的整體減去了 m的質(zhì)量。
[0071]數(shù)1.
【權(quán)利要求】
1.一種可移動(dòng)的膠囊裝置，所述可移動(dòng)的膠囊裝置在長(zhǎng)狀的膠囊主體設(shè)置相對(duì)于該膠囊主體在長(zhǎng)度方向可移動(dòng)地被設(shè)置的永久磁鐵；和驅(qū)動(dòng)該永久磁鐵的線圈，使交流電從交流電產(chǎn)生構(gòu)件向該線圈流動(dòng)，進(jìn)行前述永久磁鐵的前后動(dòng)振動(dòng)，使整體產(chǎn)生推進(jìn)力， 其特征在于，前述線圈具有以將前述永久磁鐵的周邊包圍的形式被設(shè)置在前后的第1、第2線圈部，并且，使在前述第1、第2線圈部流動(dòng)的交流電的頻率與因前述永久磁鐵的前后動(dòng)振動(dòng)而產(chǎn)生的該膠囊裝置的共振頻率一致。
2.如權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)的膠囊裝置，其特征在于，前述第1、第2線圈部被卷繞在前述永久磁鐵具有微小的間隙地可在內(nèi)部移動(dòng)的筒體，在前述筒體的兩側(cè)設(shè)置擋塊，前述永久磁鐵一面與前述擋塊碰撞，一面振動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可移動(dòng)的膠囊裝置，其特征在于，由前述交流電產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生的交流電由在正負(fù)對(duì)稱的交流電進(jìn)一步施加了直流電的電流構(gòu)成，在一方向增強(qiáng)由前述第1、第2線圈部和前述永久磁鐵產(chǎn)生的起振力，由前述直流電的極性確定該膠囊裝置的行進(jìn)方向。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的可移動(dòng)的膠囊裝置，其特征在于，在前述第1、第2線圈部流動(dòng)的交流電根據(jù)實(shí)際上在使交流電在前述第1、第2線圈部流動(dòng)，且其電流值為最小的值決定。
5.一種可移動(dòng)的膠囊裝置，所述可移動(dòng)的膠囊裝置在長(zhǎng)狀的膠囊主體具有相對(duì)于該膠囊主體在長(zhǎng)度方向使磁極的朝向相一致地被配置的永久磁鐵；和具有間隙地被卷繞在該永久磁鐵上，且從交流電產(chǎn)生構(gòu)件接受交流電的電力供給的線圈， 其特征在于，前述永久磁鐵中，至少2個(gè)棒狀磁鐵使其同一極面對(duì)面地被配置，使前述交流電的頻率與前述線圈的前后動(dòng)振動(dòng)的共振頻率一致。
6.權(quán)利要求5所述的可移動(dòng)的膠囊裝置，其特征在于，在前述線圈流動(dòng)的交流電根據(jù)實(shí)際上在使交流電在前述線圈流動(dòng)，且其電流值為最小的值決定。
7.如權(quán)利要求5或6所述的可移動(dòng)的膠囊裝置，其特征在于，前述線圈被卷繞在相對(duì)于前述棒狀磁鐵可滑行移動(dòng)的筒體。
8.如權(quán)利要求7所述的可移動(dòng)的膠囊裝置，其特征在于，前述線圈具有被離開(kāi)地配置在前述筒體上的第1、第2線圈部。
9.如權(quán)利要求5至8中的任一項(xiàng)所述的可移動(dòng)的膠囊裝置，其特征在于，由前述交流電產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生的交流電由在正負(fù)對(duì)稱的交流電進(jìn)一步施加了直流電的電流構(gòu)成，在一方向增強(qiáng)由前述線圈和前述永久磁鐵產(chǎn)生的起振力，由前述直流電的極性確定該膠囊裝置的行進(jìn)方向。
10.如權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的可移動(dòng)的膠囊裝置，其特征在于，在前述膠囊主體設(shè)置進(jìn)行與外部控制裝置的協(xié)作的無(wú)線機(jī)。
11.如權(quán)利要求10所述的可移動(dòng)的膠囊裝置，其特征在于，作為前述無(wú)線機(jī)的天線，使用前述線圈。
12.如權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的可移動(dòng)的膠囊裝置，其特征在于，前述膠囊主體具備帶照明的縮微照相機(jī)、進(jìn)行處置的設(shè)備、投藥機(jī)構(gòu)以及姿勢(shì)檢測(cè)傳感器中的任意I或2個(gè)以上。
13.一種可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法，所述可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法在長(zhǎng)狀的膠囊主體設(shè)置相對(duì)于該膠囊主體在長(zhǎng)度方向可移動(dòng)的永久磁鐵和驅(qū)動(dòng)該永久磁鐵的線圈，使交流電在該線圈流動(dòng)，進(jìn)行前述永久磁鐵的前后動(dòng)振動(dòng)，使整體產(chǎn)生推進(jìn)力， 其特征在于，使在前述線圈流動(dòng)的交流電的頻率和前述永久磁鐵的前后動(dòng)振動(dòng)的共振頻率一致，并且，將直流電重疊在前述交流電，確定前述膠囊主體的移動(dòng)方向。
14.如權(quán)利要求13所述的可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法，其特征在于，將前述線圈分割為分別被配置在前述永久磁鐵的前后的第1、第2線圈部，并且，前述第1、第2線圈部被盤(pán)繞在前述永久磁鐵具有間隙地在內(nèi)部可滑動(dòng)移動(dòng)的筒體，相對(duì)于該筒體，使前述永久磁鐵前后動(dòng)振動(dòng)。
15.一種可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法，所述可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法在長(zhǎng)狀的膠囊主體相對(duì)于該膠囊主體在長(zhǎng)度方向使磁極的朝向相一致地固定配置永久磁鐵，在該永久磁鐵上具有間隙地卷繞線圈，使交流電在該線圈流動(dòng)，進(jìn)行前述線圈的前后動(dòng)振動(dòng)，使整體產(chǎn)生推進(jìn)力， 其特征在于，前述永久磁鐵中，至少2個(gè)棒狀磁鐵使其同一極面對(duì)面地被配置，使在前述線圈流動(dòng)的交流電的頻率與前述線圈的前后動(dòng)振動(dòng)的共振頻率一致，并且，在前述交流電重疊直流電，確定前述膠囊主體的移動(dòng)方向。
16.如權(quán)利要求13至15中的任一項(xiàng)所述的可移動(dòng)的膠囊裝置的控制方法，其特征在于，在前述膠囊主體內(nèi)具備帶照明的縮微照相機(jī)、進(jìn)行處置的設(shè)備、投藥機(jī)構(gòu)以及姿勢(shì)檢測(cè)傳感器中的任意1或2個(gè)以上，由將前述線圈作為天線使用的無(wú)線機(jī)以及與之連接的控制部控制。
【文檔編號(hào)】A61B1/00GK104023631SQ201380004596
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】伊藤高廣, 村上直 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人九州工業(yè)大學(xué)