专利名称：一种清理血栓的磁控血管机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及微型机器人，具体涉及一种血管机器人。
背景技术：
血管机器人是一种可以进入血管并能够在血管内自由移动的微型机器人，它可以在血管里完成清除血栓、肿瘤切除、投放药物等工作，对防治心血管疾病具有重要的意义， 是当前国内外微型机器人研究领域的热点。血管机器人的驱动方式分为有缆驱动和无缆驱动两种，其中无缆驱动包括自带电源驱动和外部磁场驱动等，其中，外部磁场驱动由于具有易于微型化、工作时限不受限制等优点，因而具有巨大的应用前景。例如，申请号为200510046377. 1的中国发明专利申请公开说明书中披露了一种“血管内在线医用微型机器人的外磁场旋进驱动控制方法”，该驱动方法利用一个外部圆筒形外驱动器套在血管机器人上进行驱动，其中，所述圆筒形外驱动器的内表面和血管机器人外表面分别设有极性相反的钕铁硼永久磁铁，当外驱动器转动并进行轴向移动时，在磁力作用下，血管机器人同步旋转和移动。采用外部磁场驱动的好处在于，血管机器人内无需设置电源及驱动马达，既可缩小机器人的体积，又可保证机器人长期工作。众所周知，血管机器人要能在血管内执行一定任务才有意义，如清除血液中的血栓， 但是上述的磁场驱动的血管机器人显然无法完成血栓清除工作。本发明人的一个在先发明专利申请(申请号为20101(^99445. 6)说明书中公开了一种射流驱动的血管机器人，该血管机器人中设置有一变量泵，其第一个作用是利用喷射驱动的原理将血管中的血液吸入并高速喷出，从而驱动机器人运动；其第二个作用是将血液中的血栓抽吸到血栓收集器中，达到清理血栓的目的。但是，所述的变量泵需要在血管机器人中配备电源才能工作，若将该变量泵应用到上述磁场驱动的血管机器人中，则需要增加电源装置，显然无法长期在血管中的工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能在血管中长时间进行血栓清理工作的血管机器人。本发明解决上述问题的技术方案为一种清理血栓的磁控血管机器人，该机器人由微型机器人和外部驱动器组成，其特征在于，所述的微型机器人的体内设有液体泵和串接在该液体泵入口上的血栓收集器，所述的液体泵具有由弹性薄膜制成的圆柱筒状的泵体，该泵体两头的进口和出口内分别设有单向阀，外壁上周向均布有多个具有中心孔的永磁块；所述的液体泵由支撑结构同轴支撑于微型机器人体内的空腔内，所述支撑结构为微型机器人体内的空腔的内壁上，在所述永磁块的对应处分别设一导杆，每一导杆分别延伸至对应的永磁块的中心孔内；所述的导杆上分别套设一螺旋弹簧，在自然状态下，所述该螺旋弹簧的一头挤在微型机器人体内的空腔的内壁上，另一头挤在永磁块的端面上；所述的外部驱动器具有套于微型机器人外的环形支撑架，该环形支撑架上均布有与所述永磁块的数量相同的直流电磁铁。由于血管内血液的粘度大，往往还夹杂某种病变组织，因此微型机器人在其中移动的阻力较大。为了解决这一技术问题，本发明所述的一种清理血栓的磁控血管机器人的一种改进方案为，所述环形支撑架为一外齿圈，它支撑于一具有圆弧槽的基座上，与设在基座的圆弧槽底部的齿轮啮合。这样清理血栓时，在外部驱动器自身移动的同时所述齿轮可带动环形支撑架转动，即可驱动微型机器人移动和旋转，增大微型机器人的穿越障碍的能力。因为尽管清理血栓时需要直流电磁铁同时产生脉动的磁场，但由于其频率较高，因此当外部驱动器移动和环形支撑架转动的速度较慢时，仍然可带动所述的微型机器人同步移动和转动。本发明所述的一种清理血栓的磁控血管机器人，其中，所述基座的底部设有一竖向的转轴，该转轴插在移动小车上。设置该结构既可使所述的外部驱动器移动方便，也使得环形支撑架可以绕竖直方向转动，进而改变微型机器人移动方向。本发明所述的血管机器人，由于所述液体泵的外壁上周向均布有多个永磁块，所述环形支撑架上均布有与所述永磁块的数量相同的直流电磁铁，因此，利用配套的控制电路即可使所述的直流电磁铁产生与所述的永磁块极性相反的脉动的磁场，同步拉动由弹性薄膜制成的泵体使其容积反复变大再恢复，从而将血液泵进血栓收集器进行过滤。本发明所述的血管机器人与现有技术相比具有如下有益效果(1)本发明所述的血管机器人对现有技术进行了较大的改进，即采用磁驱动的液体泵取代现有电驱动的液体泵，并将外部驱动器中的永久磁铁改成直流电磁铁。如此改进后，它既可像现有技术一样，利用外部驱动器的移动和转动，驱动血管内的微型机器人同步运动，又可保证微型机器人能长时间在血管内从事血栓清理工作。(2)将所述的液体泵与微型机器人同轴设置，即将微型机器人上的永久磁块与微型机器人同轴设置，为利用旋转磁场驱动微型机器人绕自身轴线同步转动提供了必要条件。因此，只要使所述环形支撑架上多个直流电磁铁产生旋转磁场即可驱动微型机器人绕自身轴线同步转动，而不需要转动所述的环形支撑架，即如果与现有一样，只需驱动血管内的微型机器人移动和转动，即可省去一套驱动环形支撑架转动的机械传动装置。
图1 图3为本发明所述的微型机器人的一个具体实施例的结构示意图，其中图 1为主视图，图2为去掉上壳体后的俯视图，图3为图2中A-A剖视图的放大图。图4为本发明所述的血栓收集器的一种具体结构示意图。图5 图7为本发明所述的血管机器人的一个具体结构示意图，其中，图5为主视图，图6为左视图，图7为图5中的B-B剖视图的放大图。图8为本发明所述的基座的一个具体结构的立体图。
具体实施例方式参见图1 图4，本发明所述的血管机器人中的微型机器人具有由上壳体1和下壳体2组合而成的胶囊形壳体，该壳体的两端分别嵌设有一个吸嘴3和一个喷嘴4。液体泵5 的泵体由弹性薄膜制成，其中部呈圆柱筒状，两头分别与进液管6和出液管7连接，其中进液管6中设有让血液流进泵体的单向阀21，出液管7中设有让血液流出泵体的另一单向阀 21。液体泵5同轴安装于胶囊形壳体内腔的中部，其中，进液管6上依次串接血栓收集器8 和吸嘴3，出液管7上串接喷嘴4。液体泵5中部的外壁上周向设有4个均勻分布的永磁块 9，该永磁块9与泵体接触的一侧做成圆弧状并与泵体的外壁粘合在一起。每一永磁块9上设有中心孔9-1，与每一个中心孔9-1位置相对应的胶囊形壳体的内壁上分别设有一导杆 10，该导杆10的末端伸进相应的中心孔9-1内并与该中心孔9-1动配合。每一根导杆10上套设有一根螺旋弹簧11，该螺旋弹簧11处于自然状态时，一头挤在胶囊形壳体的内壁上， 另一头挤在永磁块9的端面上。参见图4，血栓收集器8为一矩形腔体，其串接于进液管6上；该血栓收集器8的血液进口和出口分别设置于其两端的中心，其中出口上设有用于过滤血栓的滤网12。参见图5 图7，外部驱动器由环形支撑架13、设在该环形支撑架13上的4个直流电磁铁14和移动部件组成，其中，所述的环形支撑架13为一外齿圈，该外齿圈的两侧分别轴向延伸形成支撑环13-1，所述4个直流电磁铁14周向均勻分布于外齿圈的内侧。所述的移动部件由上到下依次包括基座17、支撑块16和移动小车15 ；其中，基座17上部设有弧形槽17-1，该圆弧槽17-1两头的两侧均嵌设有多个圆柱滚子23 ；中部横截面处设有圆弧形齿轮槽17-2，该齿轮槽17-2的底部往下凹陷成凹坑；下部设有往下延伸的圆柱形转轴17-3 ； 支撑块16的上部设有一盲孔，上述基座17下部的转轴17-3插入该盲孔中，使得基座17支撑于该支撑块16上，并可在该支撑块16上绕转轴17-3的轴线旋转；移动小车15的下部设有4个行走轮15-1，其上部与支撑块16固定连接。所述支撑架13两侧的支撑环13-1支承于基座17上的圆弧槽17-1上的圆柱滚子23上，并通过4块贴紧于其内侧的限位块22定位于基座17上，该4块限位块22由螺钉固定连接于基座17两头的两侧；支撑架17的外齿圈部分伸进齿轮槽17-2内，并与设在该齿轮槽17-2底部凹坑内的齿轮18啮合，该齿轮18 的转轴19支撑于基座17上并与外部动力装置连接。
权利要求
1.一种清理血栓的磁控血管机器人，该机器人由微型机器人和外部驱动器组成，其特征在于，所述的微型机器人的体内设有液体泵( 和串接在该液体泵( 入口上的血栓收集器 (8)，所述的液体泵( 具有由弹性薄膜制成的圆柱筒状的泵体，该泵体两头的进口和出口内分别设有单向阀(21)，外壁上周向均布有多个具有中心孔(9-1)的永磁块(9)；所述的液体泵(5)由支撑结构同轴支撑于微型机器人体内的空腔内，所述支撑结构为微型机器人体内的空腔的内壁上，在所述永磁块(9)的对应处分别设一导杆(10)，每一导杆(10)分别延伸至对应的永磁块(9)的中心孔(9-1)内；所述的导杆(10)上分别套设一螺旋弹簧 (11)，在自然状态下，所述的螺旋弹簧(11)的一头挤在微型机器人体内的空腔的内壁上， 另一头挤在永磁块(9)的端面上；所述的外部驱动器具有套于微型机器人外的环形支撑架(13)，该环形支撑架(13)上均布有与所述永磁块(9)的数量相同的直流电磁铁(14)。
2.根据权利要求1所述的一种清理血栓的磁控血管机器人，其特征在于，所述环形支撑架(1 为一外齿圈，它支撑于一具有圆弧槽(17-1)的基座(17)上，与设在基座(17)的圆弧槽(17-1)底部的齿轮(18)啮合。
3.根据权利要求2所述的一种清理血栓的磁控血管机器人，其特征在于，所述基座 (17)的底部设有一竖向的转轴(17-3)，该转轴(17-3)插在移动小车(15)上。
全文摘要
本发明公开一种清理血栓的磁控血管机器人，该机器人由微型机器人和外部驱动器组成，其特征在于，所述的微型机器人的体内设有液体泵(5)和串接在该液体泵(5)入口上的血栓收集器(8)，所述的液体泵(5)具有由弹性薄膜制成的圆柱筒状的泵体，该泵体外壁上周向均布有多个具有中心孔(9-1)的永磁块(9)；所述的微型机器人体内的空腔的内壁上与永磁块(9)对应处分别设一导杆(10)，每一导杆(10)分别延伸至对应的永磁块(9)的中心孔(9-1)内；每一导杆(10)上套设一螺旋弹簧(11)；所述的外部驱动器具有环形支撑架(13)，该环形支撑架(13)上均布有与所述永磁块(9)的数量相同的直流电磁铁(14)。
文档编号A61B17/22GK102151162SQ20111010318
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月24日 优先权日2011年4月24日
发明者江帆 申请人:广州大学