一種內窺鏡膠囊控制器及其磁鐵萬向旋轉裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種磁鐵萬向旋轉裝置，包括減速器座，減速器座與磁鐵轉動連接，磁鐵安裝在減速器座遠離擺臂的一端，還包括用于控制磁鐵水平旋轉的旋轉電機，旋轉電機與減速器座之間連接有第一減速器；用于控制磁鐵翻滾的翻滾電機，翻滾電機與磁鐵之間連接有第二減速器；旋轉電機與翻滾電機均安裝在擺臂上。本發明所提供的磁鐵萬向旋轉裝置分別通過旋轉電機與翻滾電機實現對磁鐵的旋轉和翻滾控制，實現磁鐵的全角度移動，同時，通過將旋轉電機與翻滾電機均安裝在擺臂上，即安裝在遠離磁鐵的位置，有效的降低或消除了磁場對電機的干擾，保證該裝置的正常可靠運行。本發明還公開了一種包括上述磁鐵萬向旋轉裝置的內窺鏡膠囊控制器。
【專利說明】
一種內窺鏡膠囊控制器及其磁鐵萬向旋轉裝置
技術領域
[0001]本發明涉及內窺鏡膠囊控制設備領域，特別是涉及一種磁鐵萬向旋轉裝置。此外，本發明還涉及一種包括上述磁鐵萬向旋轉裝置的內窺鏡膠囊控制器。
【背景技術】
[0002]口服膠囊內窺鏡的主動驅動與控制已成為微創或無創診療技術的一個研究熱點和前沿，可顯著的減少診療周期和病人的痛苦。膠囊內窺鏡在體內姿態的主動調整和行走的主動控制可以解決介入診斷的視覺盲區這一難題，因此對臨床診斷技術意義重大。
[0003]目前，對于膠囊內窺鏡的控制，可以采用外部磁鐵式手動控制，但是在臨床中，手動控制存在定位精度不高、操作者培訓時間較長等問題，并且膠囊的檢查存在較大盲區。因此，通常采用機器人手臂，代替人工操作，通過機器人手臂的精確定位控制膠囊內窺鏡在胃中的運動，內窺鏡膠囊機器人采用磁鐵引導其在人體內運動。
[0004]現有技術中的內窺鏡膠囊控制器，包括電機、減速器、磁鐵以及控制裝置等部件，并且電機一般安裝在減速器上，然而，由于減速器與磁鐵的距離較近，將電機安裝在減速器上，會導致磁鐵對電機產生干擾，影響電機的正常使用。
[0005]另外，為了實現膠囊內窺鏡的全方位移動，內窺鏡膠囊控制器還應當全姿態控制磁鐵的移動，實現磁鐵萬向連續運動。
[0006]因此，如何提高磁鐵萬向旋轉裝置的可靠性，實現磁鐵的萬向連續運動，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種磁鐵萬向旋轉裝置，該磁鐵萬向旋轉裝置通過復合式旋轉布置，降低或消除了磁鐵對電機的干擾，使用可靠性強。本發明的另一目的是提供一種包括上述磁鐵萬向旋轉裝置的內窺鏡膠囊控制器。
[0008]為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案:
[0009]—種磁鐵萬向旋轉裝置，與內窺鏡膠囊控制器的擺臂連接，包括減速器座，所述減速器座與磁鐵轉動連接，所述磁鐵安裝在所述減速器座遠離所述擺臂的一端，還包括:
[0010]用于控制所述磁鐵水平旋轉的旋轉電機，所述旋轉電機與所述減速器座之間連接有第一減速器；
[0011]用于控制所述磁鐵翻滾的翻滾電機，所述翻滾電機與所述磁鐵之間連接有第二減速器；
[0012]所述旋轉電機與所述翻滾電機均安裝在所述擺臂上。
[0013]優選的，所述第一減速器和所述第二減速器均為諧波減速器。
[0014]優選的，所述旋轉電機與所述第一減速器之間通過旋轉輸入帶輪連接，所述旋轉輸入帶輪與所述第一減速器的輸入端固定連接;所述旋轉電機與所述旋轉輸入帶輪之間設有用于改變所述旋轉輸入帶輪安裝高度的過渡輪。
[0015]優選的，還包括用于采集所述磁鐵旋轉角度的滑環，所述滑環的一端與所述擺臂固定連接，另一端與所述減速器座固定連接。
[0016]優選的，還包括用于安裝磁鐵的磁鐵安裝座、與所述第二減速器的輸出端連接的翻滾輸出軸以及與所述磁鐵安裝座連接的翻滾輸入軸，所述翻滾輸出軸與所述翻滾輸入軸通過皮帶連接。
[0017]優選的，所述翻滾電機與所述第二減速器之間連接有用于將所述翻滾電機的轉動傳遞給所述第二減速器的輸入傳動軸，所述輸入傳動軸與所述第二減速器的輸入端嗤合；所述輸入傳動軸貫穿所述第一減速器的內部。
[0018]優選的，所述翻滾輸入軸的延伸方向與所述第二減速器的傳動方向垂直。
[0019]優選的，還包括用于將所述翻滾電機的轉動傳遞給所述輸入傳動軸的翻滾輸入帶輪。
[0020]優選的，所述輸入傳動軸與所述翻滾輸入帶輪之間通過脹緊套連接。
[0021]本發明還提供一種內窺鏡膠囊控制器，包括上述任意一項所述的磁鐵萬向旋轉裝置。
[0022]本發明所提供的磁鐵萬向旋轉裝置，包括減速器座，所述減速器座與所述磁鐵轉動連接，所述磁鐵安裝在所述減速器座遠離所述擺臂的一端，還包括用于控制所述磁鐵水平旋轉的旋轉電機，所述旋轉電機與所述減速器座之間連接有第一減速器；用于控制所述磁鐵翻滾的翻滾電機，所述翻滾電機與所述磁鐵之間連接有第二減速器;所述旋轉電機與所述翻滾電機均安裝在所述擺臂上。該磁鐵萬向旋轉裝置分別通過所述旋轉電機與所述翻滾電機實現對所述磁鐵的旋轉和翻滾控制，實現磁鐵的全角度移動，同時，通過將所述旋轉電機與所述翻滾電機均安裝在所述擺臂上，即安裝在遠離所述磁鐵的位置，有效的降低或消除了磁場對電機的干擾，保證該裝置的正常可靠運行。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發明所提供的內窺鏡膠囊控制器一種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0025]圖2為本發明所提供的磁鐵萬向旋轉裝置一種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0026]其中:1-旋轉電機、2-翻滾電機、3-翻滾輸入帶輪、4-輸入傳動軸、5-旋轉輸入帶輪、6-1-第一減速器輸入端、6-2第一減速器固定端、6-3-第一減速器輸出端、7-擺臂、8-旋轉輸出軸、9-滑環、10-減速器座、11-輸入齒輪、12-輸出齒輪、13-1 -第二減速器輸入端、13-2-第二減速器固定端、13-3-第二減速器輸出端、14-軸承座、15-翻滾輸入軸、16-主動帶輪、17-軸承、18-同步帶、19-翻滾輸出軸、20-從動帶輪、21-右轉座、22-磁鐵安裝座、23-磁鐵、24-左轉座。
【具體實施方式】
[0027]本發明的核心是提供一種磁鐵萬向旋轉裝置，該磁鐵萬向旋轉裝置通過復合式旋轉布置，可以有效降低或消除磁鐵對電機的干擾，使用可靠性顯著增強。本發明的另一核心是提供一種包括上述磁鐵萬向旋轉裝置的內窺鏡膠囊控制器。
[0028]為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0029]請參考圖1和圖2，圖1為本發明所提供的內窺鏡膠囊控制器一種【具體實施方式】的結構示意圖，圖2為本發明所提供的磁鐵萬向旋轉裝置一種【具體實施方式】的結構示意圖。
[0030]在該實施方式中，磁鐵萬向旋轉裝置包括用于安裝磁鐵23并帶動磁鐵23旋轉的減速器座10，以及用于控制磁鐵23水平旋轉的旋轉電機I和用于控制磁鐵23翻滾的翻滾電機2。
[0031]其中，減速器座10與磁鐵23轉動連接，磁鐵23安裝在減速器座10遠離擺臂7的一端，具體的，還包括磁鐵安裝座22，磁鐵23安裝在磁鐵安裝座22中，磁鐵安裝座22的兩端懸設在減速器座10上，磁鐵安裝座22與減速器座10之間轉動連接。磁鐵安裝座22的設置不僅可以保護磁鐵23免受外界影響，而且可以保證磁鐵23的磁極朝向外側，方便磁鐵23對膠囊的控制。
[0032]另外，旋轉電機I與減速器座10之間連接有第一減速器;翻滾電機2與磁鐵23之間連接有第二減速器;旋轉電機I與翻滾電機2均安裝在擺臂7上。
[0033]該磁鐵萬向旋轉裝置分別通過旋轉電機I與翻滾電機2實現對磁鐵23的旋轉和翻滾控制，實現磁鐵23的全角度移動，同時，通過將旋轉電機I與翻滾電機2均安裝在擺臂7上，即安裝在遠離磁鐵23的位置，有效的降低或消除了磁場對電機的干擾，保證該裝置的正常可靠運行。
[0034]具體的，第一減速器和第二減速器均為諧波減速器，諧波減速器不僅體積小、重量輕，而且精度高，零部件少，便于安裝。
[0035]進一步，旋轉電機I與第一減速器之間通過旋轉輸入帶輪5連接，旋轉輸入帶輪5與第一減速器輸入端6-1固定連接，用于將旋轉電機I的轉動傳遞給第一減速器，具體的，旋轉輸入帶輪5與第一減速器輸入端6-1之間可以采用螺釘連接。
[0036]旋轉電機I與旋轉輸入帶輪5之間設有用于改變旋轉輸入帶輪5安裝高度的過渡輪，如圖1所示，旋轉電機I與旋轉輸入帶輪5之間通過增加過渡輪，可以方便翻滾輸入帶輪3的安裝。
[0037]另外，該裝置還包括與第二減速器輸出端13-3連接的翻滾輸出軸19以及與磁鐵安裝座22連接的翻滾輸入軸15，翻滾輸出軸19與翻滾輸入軸15通過皮帶連接。
[0038]第二減速器的外周部設有軸承座14，軸承座14內周設有軸承17，用于承擔彎矩，保護第二減速器。
[0039]進一步，翻滾電機2與第二減速器之間連接有用于將翻滾電機2的轉動傳遞給第二減速器的輸入傳動軸4，輸入傳動軸4與第二減速器輸入端13-1嗤合;輸入傳動軸4貫穿第一減速器的內部，形成復合式中空結構。
[0040]具體的，輸入傳動軸4與第二減速器輸入端13-1之間通過輸入齒輪11與輸出齒輪12形成的齒輪副連接，輸入齒輪11與輸入傳動軸4固定連接，輸出齒輪12與第二減速器輸入端13-1固定連接，輸入齒輪11與輸出齒輪12嚙合。
[0041 ]同時，輸入傳動軸4的延伸方向與第二減速器的傳動方向垂直，實現傳動方向的轉變，進而實現對磁鐵23的翻滾控制，即輸入齒輪11與輸入齒輪11的傾斜角度之和為90°。
[0042]當然，翻滾電機2與輸入傳動軸4之間設有翻滾輸入帶輪3，即翻滾電機2的轉動由過渡輪傳遞到翻滾輸入帶輪3，然后翻滾輸入帶輪3將轉動傳遞給輸入傳動軸4。
[0043]優選的，輸入傳動軸4與翻滾輸入帶輪3之間通過脹緊套連接，脹緊套連接相對于銷連接或者鍵連接而言，無間隙，傳動精度更高。
[0044]另一方面，由于該裝置結構復雜，對于磁鐵23的旋轉角度觀察困難，因此，為了便于采集磁鐵23的旋轉角度，該裝置還包括用于采集磁鐵23旋轉角度的滑環9，滑環9的一端與擺臂7固定連接，另一端與減速器座10固定連接。當然，滑環9上連接有用于采集轉動角度的檢測裝置。
[0045]本實施例所提供的萬向磁鐵23旋轉裝置，包括對磁鐵23的旋轉控制和翻滾控制。
[0046]其中，旋轉傳動原理為:
[0047]旋轉電機I固定在擺臂7上，旋轉電機I通過旋轉同步帶傳動到旋轉輸入帶輪5，通過螺釘與第一減速器輸入端6-1緊固在一起，第一減速器固定端6-2通過螺釘固定在擺臂7上，旋轉輸出軸8與第一減速器輸出端6-3用螺釘連接，旋轉輸出軸8與減速器座10固定連接，磁鐵23通過磁鐵安裝座22連接在減速器座10上;旋轉電機I通過旋轉同步帶傳動到第一減速器的輸入軸上，經減速后傳動到旋轉輸出軸8，旋轉輸出軸8帶動減速器座10旋轉，從而帶動磁鐵23的旋轉。
[0048]翻滾傳動原理為:翻滾電機2通過翻滾同步帶傳動到翻滾輸入帶輪3上，翻滾輸入帶輪3通過脹緊套固定在輸入傳動軸4上，輸入傳動軸4的另一端與輸入齒輪11緊固，輸入齒輪11與輸出齒輪12構成齒輪副傳動，輸出齒輪12與第二減速器輸入端13-1固定連接，第二減速器固定端13-2用螺釘固定在減速器座10上，第二減速器輸出端13-3用螺釘與翻滾輸入軸15緊固到一起，軸承17安裝在軸承座14上，軸承座14用螺釘緊固在減速器座10上，主動帶輪16固定在翻滾輸入軸15上，主動帶輪16經同步帶18與從動帶輪20連接在一起，從動帶輪20固定在翻滾輸出軸19上，翻滾輸出軸19緊固在磁鐵安裝座22上，磁鐵23固定在磁鐵安裝座22中，右轉座21用螺釘緊固在軸承座14上，左轉座24同樣固定在減速器座10上，磁鐵23懸掛在右轉座21與左轉座24之間；翻滾電機2轉動經翻滾同步帶傳遞到輸入傳動軸4上，輸入傳動軸4上的輸入齒輪11與第二減速器的輸入軸上的輸出齒輪12構成齒輪副傳動，再經第二減速器減速后傳動到翻滾輸入軸15，翻滾輸入軸15上的主動帶輪16傳動到從動帶輪20進而傳遞到翻滾輸出軸19，翻滾輸出軸19與磁鐵安裝座22、磁鐵23固定連接，從而帶動磁鐵23翻滾。
[0049]本實施例所公開的內窺鏡膠囊控制器采用中空諧波復合式結構，將電機布置于遠離磁鐵23的機械臂之上，可以有效避免強磁干擾。同時，采用復合式翻滾布置，實現磁鐵23的俯仰角和方位角兩自由度的控制，并且，內窺鏡膠囊控制器采用復合式翻滾布置的垂直交叉軸結構，可以同時提供兩路動力源，實現兩自由度獨立控制。
[0050]除了上述磁鐵萬向旋轉裝置以外，本發明還提供了一種包括上述磁鐵萬向旋轉裝置的內窺鏡膠囊控制器，該內窺鏡膠囊控制器的其他各部分結構請參考現有技術，本文不再贅述。
[0051]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0052]以上對本發明所提供的磁鐵萬向旋轉裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種磁鐵萬向旋轉裝置，與內窺鏡膠囊控制器的擺臂(7)連接，包括減速器座(10)，所述減速器座(10)與磁鐵(23)轉動連接，所述磁鐵(23)安裝在所述減速器座(10)遠離所述擺臂(7)的一端，其特征在于，還包括: 用于控制所述磁鐵(23)水平旋轉的旋轉電機(I)，所述旋轉電機(I)與所述減速器座(10)之間連接有第一減速器； 用于控制所述磁鐵(23)翻滾的翻滾電機(2)，所述翻滾電機(2)與所述磁鐵(23)之間連接有第二減速器； 所述旋轉電機(I)與所述翻滾電機(2)均安裝在所述擺臂(7)上。2.根據權利要求1所述的磁鐵萬向旋轉裝置，其特征在于，所述第一減速器和所述第二減速器均為諧波減速器。3.根據權利要求2所述的磁鐵萬向旋轉裝置，其特征在于，所述旋轉電機(I)與所述第一減速器之間通過旋轉輸入帶輪(5)連接，所述旋轉輸入帶輪(5)與所述第一減速器輸入端(6-1)固定連接;所述旋轉電機(I)與所述旋轉輸入帶輪(5)之間設有用于改變所述旋轉輸入帶輪(5)安裝高度的過渡輪。4.根據權利要求3所述的磁鐵萬向旋轉裝置，其特征在于，還包括用于采集所述磁鐵(23)旋轉角度的滑環(9)，所述滑環(9)的一端與所述擺臂(7)固定連接，另一端與所述減速器座(10)固定連接。5.根據權利要求1所述的磁鐵萬向旋轉裝置，其特征在于，還包括用于安裝磁鐵(23)的磁鐵安裝座(22)、與所述第二減速器輸出端(13-3)連接的翻滾輸出軸(19)以及與所述磁鐵安裝座(22)連接的翻滾輸入軸(15)，所述翻滾輸出軸(19)與所述翻滾輸入軸(15)通過皮帶連接。6.根據權利要求5所述的磁鐵萬向旋轉裝置，其特征在于，所述翻滾輸入軸(15)的延伸方向與所述第二減速器的傳動方向垂直。7.根據權利要求1至6任意一項所述的磁鐵萬向旋轉裝置，其特征在于，所述翻滾電機(2)與所述第二減速器之間連接有用于將所述翻滾電機(2)的轉動傳遞給所述第二減速器的輸入傳動軸(4)，所述輸入傳動軸(4)與所述第二減速器輸入端(13-1)嗤合;所述輸入傳動軸(4)貫穿所述第一減速器的內部。8.根據權利要求7所述的磁鐵萬向旋轉裝置，其特征在于，還包括用于將所述翻滾電機(2)的轉動傳遞給所述輸入傳動軸(4)的翻滾輸入帶輪(3)。9.根據權利要求8所述的磁鐵萬向旋轉裝置，其特征在于，所述輸入傳動軸(4)與所述翻滾輸入帶輪(3)之間通過脹緊套連接。10.一種內窺鏡膠囊控制器，包括磁鐵萬向旋轉裝置，其特征在于，所述磁鐵萬向旋轉裝置為權利要求1至9任意一項所述的磁鐵萬向旋轉裝置。
【文檔編號】A61B1/00GK105919542SQ201610256060
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】王黎, 李彥俊, 梁東
【申請人】重慶金山科技（集團）有限公司