专利名称：基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人，属于将机械电子领域与医疗领域相结合的发明，是针对治疗重度肥胖症的一种科学医疗设备。
背景技术：
早在1939年，来自美国的医学家De Bakey就发现了胃内结石可以导致体重下降的现象。随后，各国研究者应用哺乳动物组织、硅胶等材料制成充满气体或液体的小气球来模拟结石，验证减肥效果，其疗效得到了肯定。这种治疗方式主要面向难以通过饮食调整、加强运动等缓和方式治疗的重度肥胖症患者，与创伤性较大的疗法如服用食欲抑制药物，空肠改道术、胃减容术等手术疗法相比减少了手术带来的痛苦和手术及药物带来的并发症危险。随着该治疗方式的进一步发展，各种形式的胃内气球的研究开展起来，相关领域专家还对理想的胃内气球所应具备的性质进行了规范，有力地指导了后续胃内气球治疗肥胖症`的发展和研究方向。目前市场上用于商业用途的针对治疗肥胖的胃内气球主要包括BioentricsIntragastric Balloon(BIB)和Heliosphere Bag两种产品。两种产品都需要用胃部内窥镜及夹持设备导引放入胃内，再进行充气或液体膨胀完成治疗过程。而将设备导引放入胃内的过程会给病人带来恶心、呕吐等痛苦及不适，即使进行局部或全身麻醉也会对人体带来一定损伤。这是该类商业治疗产品的重大缺陷。此外，来自新加坡的研究者设计了利用无线通讯方式操纵气球膨胀或收缩来完成治疗的小型治疗设备，但其体积较大(直径57毫米，长度157毫米)不适合正常食入。造成体积较大的主要原因来自于电源模块。经过相关医疗机构论证，减肥胶囊发挥减肥功效需至少在胃内保持膨胀状态工作30天以上，短期的膨胀并不会有明显的减肥效果。这种长时间连续的工作状态对为系统供能的电源模块提出了很高的要求，电源必须有足够的电量使治疗时间得到保证，而大电量的存储势必会增大电池体积从而使整个胶囊体积减小受到限制，这也是目前植入级医疗设备普遍面临的难题；此外结构一体化，使用一次后即失效，使多次购买带来的治疗成本很高缺乏经济性。另外该设计的排气通道也存在排出气流过快对胃有强烈刺激以及胃液反流入胶囊损害治疗设备的可能，需要进一步改进。该产品仍属于实验论证阶段，并未投产应用于治疗。面对以上现有的治疗设备自身的缺陷如:导入胃内过程繁琐且对人体有损伤、因电源模块体积过大造成不适合食入、不可多次使用缺乏经济性、排气机构产生胃内气流刺激及胃液反流等因素，该类产品急需在人体舒适度、体积、经济性方面做出改进和提高，以适应医疗及治疗水平不断发展的要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有利用胃内气球治疗肥胖症的医疗设备中因气球无法自动膨胀需要辅助导入和充气设备导致过程中病人舒适度较低、因电源模块限制造成的体积较大不便于食入、设备不可重复使用导致经济性下降、排气机构产生胃内气流刺激及胃液反流的技术问题，提出一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人。—种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，包括膨胀模块、控制供电模块、排气模块三部分；膨胀模块包括膨胀气球、膨胀模块外壳、密封胶塞、注射活塞；膨胀气球内部装入化合物A，膨胀气球的末端固定在机器人尾部的排气模块外壳上，胶囊机器人除尾部的排气模块外壳外，都位于膨 胀气球内部，形成气球包围胶囊的结构；膨胀模块外壳为中空的圆筒形，一端内侧设有内螺纹，另一端设有漏斗形结构，漏斗形结构的突出部分，形成注射端，注射端内设有通孔，膨胀模块外壳圆柱内表面上设有排气凹槽，膨胀气球内气体通过排气凹槽进入排气系统；注射活塞中心设有内螺纹孔，后部设有弧形支撑杆，弧形支撑杆位于控制供电模块外壳内的支撑孔内部；弧形支撑杆外围与支撑孔之间设有空隙，弧形支撑杆在支撑孔内进行往复运动；密封胶塞一端固定连接在注射活塞上，密封胶塞和注射活塞位于膨胀模块外壳的中空内部，密封胶塞与膨胀模块外壳之间密封，密封胶塞与膨胀模块外壳一端的漏斗形结构之间形成工作腔，工作腔内装有化合物B，当注射活塞位于初始位置时，密封胶塞位于排气凹槽左端，排气凹槽与工作腔之间不连通，膨胀模块外壳中装有的化合物B与膨胀气球内装有的化合物A接触产生化学反应生成二氧化碳气体使膨胀气球膨胀；控制供电模块包括轴套、平键、直流旋转电机、控制供电模块外壳、控制板、无线收发板、无线供电板、控制供电模块后盖；直流旋转电机位于控制供电模块外壳内部，控制供电模块外壳设有支撑孔，用于配合注射活塞的弧形支撑杆，支撑孔至控制供电模块外壳尾端设有排气通孔，排气通孔连通支撑孔与控制供电模块外壳右侧的排气腔；控制供电模块外壳外围设有外螺纹，一端与膨胀模块外壳的内螺纹旋合固定，另一端与排气模块外壳的内螺纹旋合固定；直流旋转电机的输出轴与轴套固定连接，轴套位于注射活塞的内螺纹孔内部，轴套外表面设有传动螺纹，通过传动螺纹与注射活塞内螺纹的啮合，直流旋转电机带动注射活塞往复运动，进而带动密封胶塞往复运动；控制供电模块外壳尾部设有嵌入孔，嵌入孔的外端内侧设有内螺纹，控制板、无线收发板和无线供电板位于嵌入孔内部，无线收发板通过接收和发射射频信号与体外控制台进行无线通信，无线收发板接收体外控制台发出的直流旋转电机无线控制信号，然后将无线控制信号输出至控制板，控制板对收到的无线信号进行处理，并且驱动直流旋转电机按照控制信号进行运动；无线收发板自身发射的信号主要实现反馈功能，即在相应的控制指令执行结束后无线收发板发给控制台相应的反馈指令；无线供电板上设有电感、整流电路、稳压装置；工作站中的电流发生器产生高频交变电流通过电感，电感在交变电流作用下在空间中产生规律变化的磁场；体内无线供电板上的电感感应空间内磁场的变化，产生相应变化的交变电流，交变电流通过整流电路和稳压模块将交变电流信号转化为相应的直流电流信号，为体内各个部件供电；控制供电模块后盖外围设有外螺纹，控制供电模块后盖与嵌入孔的内侧的内螺纹旋合固定，进而将控制板、无线收发板和无线供电板固定在嵌入孔内；排气模块包括排气模块外壳、棉纤维和密封圈；排气模块外壳为一端封闭的空心圆柱壳结构，封闭一端设有若干排气小孔，另一端设有内螺纹，内螺纹与控制供电模块外壳的外侧螺纹旋合固定，并且，排气模块外壳与膨胀模块外壳的端面接触，接触面通过密封圈进行压紧密封；棉纤维安装在排气模块外壳内部，棉纤维与控制供电模块外壳尾端之间形成排气腔；排气凹槽、支撑孔、排气通孔、排气腔、排气小孔组成排气系统。本发明的优点在于:(I)本发明减小胶囊体积使之达到可食入水平，免去了设备植入胃内所需的导入设备如胃窥镜等，消除了植入过程给患者带来的不适感，为重度肥胖症患者免去手术及服用刺激性药物的痛苦；(2)本发明通过无线供电模式代替传统电池供电，节省了空间，缩小了设备体积，为实现设备以食入方式导入胃内提供了可能，也为相应可植入级医疗设备能源问题提供了解决方案；(3)本发明因其体积小、无需体外充气设备，与需导入及充气设备的治疗设备相比治疗过程简单方便，无需医生指导，降低痛苦感；(4)本发明与现有治疗设备相比因其采用模块化设计，价格低廉，各模块(排气模块、控制供电模块、膨胀模块)相对独立且具有可替换性和易组装性，只需更换相应模块即可再次使用，免去了重复购买的治疗成本，具有较高的经济性。( 5 )本发明通过在减肥胶囊内设置无线模块与体外基站进行通讯的方式控制气球的膨胀与收缩，免去了植入过程中体外充气设备，为可食入减肥胶囊机器人实现其功能提供了条件。(6)本发明采用带有缓冲装置的排气机构，防止气体在排出过程中因速度过大对胃部造成刺激而引起不适，同时该缓冲装置也为防止胃酸反流进设备提供了一种思路。
图1是本发明整体装配剖面图；图2是图1去除膨胀气球后的放大结构示意图；图3是本发明排气系统示意图；图4是直流旋转电机与轴套的结构示意图；图5是图3中E-E剖面的结构示意图；图6是无线供电模块功能实现原理；图7是图1中控制供电模块外壳左视图；图8是排气小孔的结构示意图。图中:1-膨胀模块外壳2-工作腔3-密封胶塞4-注射活塞5-轴套6-直流旋转电机
7-控制板8-无线收发板9-无线供电板10-控制供电模块后盖 11-排气模块外壳12-棉纤维13-排气腔14-密封圈15-膨胀气球16-电感17-整流电路18-稳压装置19-平键20-弧形支撑杆21-排气凹槽
22-控制供电模块外壳 23-支撑孔24-嵌入孔25-排气通孔26-排气小孔
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。 本发明是一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，如图1、图2所示，包括膨胀模块、控制供电模块、排气模块三部分。膨胀模块包括膨胀气球15、膨胀模块外壳1、密封胶塞3、注射活塞4 ；膨胀气球15内部装入碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠晶体为粉末状，附着在气球内表面，增大了反应的接触面积，保证反应能够完全进行，放入碳酸氢钠晶体的质量确定方法为:质量与所设定的膨胀气球I膨胀体积有关，每个人的胃容量不同，为了达到相同的治疗效果，膨胀气球I完全膨胀时所达到的最大体积也应随着胃容量而变化。假设常规情况下膨胀气球I需膨胀400ml，设定胃内压近似等于大气压，根据气体摩尔体积理论，标准条件下(101KPa，0摄氏度)气体摩尔体积为22.4L，对于人体体温为37摄氏度，根据气态方程PV=nRT,在 37 摄氏度、IOlKPa 下气体摩尔体积约为 22.4/273 X (273+37) =25.4L,即 Imol 二氧化碳气体体积为25.4升。若要产生0.4L气体，其物质的量应为0.4/25.4=0.016mol。根据反应方程式:CH3C00H+NaHC03=C02+CH3C00Na+H20，即Imol 二氧化碳的产生需要Imol相应的反应物，已知碳酸氢钠分子量为84，则需要碳酸氢钠固体质量为0.016X84=1.344g，若选用的碳酸氢钠水化物(NaHCO3 IOH2O)作为反应物，分子量为264，则体积应为4.224g。这里只是举气球体积为400ml的例子，具体膨胀体积可根据实际治疗情况设定。膨胀气球15的末端固定在机器人尾部的排气模块外壳11上，膨胀气球15与排气模块外壳11之间为密封，膨胀气球15通过自身弹性以及粘接固定在排气模块外壳11上，保证膨胀气球15的密封性，胶囊机器人除尾部的排气模块外壳11外，都位于膨胀气球15内部，形成气球包围胶囊的结构。膨胀气球15采用防止胃酸侵蚀材料制造的气球，起到保护胶囊机器人的作用，防止长时间作用下胃酸会腐蚀胶囊，造成泄漏。膨胀模块外壳I为中空的圆筒形，一端内侧设有内螺纹，另一端设有漏斗形结构，漏斗形结构的突出部分，形成注射端，注射端内设有通孔，通过通孔，膨胀气球15内部与膨胀模块外壳I内中空圆筒连通。膨胀模块外壳I圆柱内表面上设有排气凹槽21,膨胀气球15内气体通过排气凹槽进入排气系统，进而将膨胀气球15内气体排出胶囊机器人。本发明中设置4个排气凹槽21。注射活塞4中心设有内螺纹孔，后部设有弧形支撑杆20，弧形支撑杆20位于控制供电模块外壳22内的支撑孔23内 部。弧形支撑杆20外围与支撑孔23之间设有空隙，弧形支撑杆20在支撑孔23内进行往复运动。密封胶塞3 —端固定连接在注射活塞4上，密封胶塞3和注射活塞4位于膨胀模块外壳I的中空内部，密封胶塞3与膨胀模块外壳I之间密封，密封胶塞3与膨胀模块外壳I一端的漏斗形结构之间形成工作腔2，工作腔2内装有醋酸溶液，当注射活塞4位于初始位置时，密封胶塞3位于排气凹槽21左端，排气凹槽21与工作腔2之间不连通，由于膨胀模块外壳I与密封胶塞3之间良好的气密性，碳酸氢钠溶液停留在工作腔2内，不会流出与膨胀气球15内碳酸氢钠晶体反应(膨胀模块中的膨胀模块外壳1、密封胶塞3、注射活塞4与普通医用注射器的相应三部分功能相似，对于其内液体不会流出去的原理可以用普通注射器的原理来解释。当注射器内装有液体时无论怎样倾斜、倒置或晃动，液体都不会从注射器孔流出去，原因是注射器孔很小，在液体张力作用下液体若想流出势必会充满整个注射孔，而注射器外空气无法同时进入补充液体流出来所空出的体积，这样在保持内外气压平衡的条件下，其内液体无法流出)。醋酸溶液的浓度确定方法为:根据前面关于碳酸氢钠质量的计算可知，对于膨胀400ml而言，所需醋酸物质的量同样为0.016mol，分子量为60，若工作腔体积为2ml，则醋酸溶液的密度为0.016X60/2=0.48g/ml。膨胀模块是实现膨胀气球15在胃内膨胀与收缩的功能模块，是实现设备医疗性能的重要部分，通过膨胀模块外壳I中装有的醋酸溶液与膨胀气球15内装有的碳酸氢钠晶体接触产生化学反应生成对人体无害的二氧化碳气体使膨胀气球15膨胀而完成的。控制供电模块包括轴套5、平键19、直流旋转电机6、控制供电模块外壳22、控制板
7、无线收发板8、无线供电板9、控制供电模块后盖10 ；直流旋转电机6位于控制供电模块外壳22内部，控制供电模块外壳22设有支撑孔23，用于配合注射活塞4的弧形支撑杆20，支撑孔23至控制供电模块外壳22尾端设有排气通孔25，如图7所示，排气通孔25连通支撑孔23与控制供电模块外壳22右侧的排气腔26。控制供电模块外壳22外围设有外螺纹，一端与膨胀模块外壳I的内螺纹旋合固定，另一端与排气模块外壳11的内螺纹旋合固定，螺纹结构既保证了可靠连接也方便了模块之间拆卸。如图4和图5所示，直流旋转电机6的输出轴通过平键19(平键19在机械传动中主要用作轴和轴上零件之间的周向固定以传递扭矩或实现轴上零件的轴向固定或轴向移动)与轴套5固定连 接，轴套5位于注射活塞4的内螺纹孔内部，轴套5外表面设有传动螺纹，通过传动螺纹与注射活塞4内螺纹的啮合，直流旋转电机6带动注射活塞4往复运动，进而带动密封胶塞3往复运动。由于直流旋转电机6是旋转电机，需要相应将旋转运动变为注射活塞4直线运动，本发明采用传动螺纹的转换方式，在注射活塞4中心设置内螺纹孔，通过该螺纹与轴套5的外螺纹配合进行直线传动。这种结构就需要保证注射活塞4在轴向上不能旋转，因此本发明采用了注射活塞4后部的弧形支撑杆20，其伸入到控制供电模块外壳22中，并留有一定间隙减少运动阻尼，这种结构保证了注射活塞4不会发生转动，实现了注射活塞4的往复直线运动。控制供电模块外壳22尾部设有嵌入孔24，嵌入孔24的外端内侧设有内螺纹，控制板7、无线收发板8和无线供电板9位于嵌入孔24内部，无线收发板8通过接收和发射射频信号与体外控制台进行无线通信，所述的射频信号为433Mhz，无线收发板8接收体外控制台发出的直流旋转电机6无线控制信号，然后将无线控制信号输出至控制板7，控制板7上设有微控制器CC430，对收到的无线信号进行处理，并且驱动直流旋转电机6按照控制信号进行运动。直流旋转电机6是主要的运动执行部件，通过接收控制板7上控制信号进行不同速度的正反转；无线收发板8自身发射的信号主要实现反馈功能，即在相应的控制指令执行结束后无线收发板8发给控制台相应的反馈指令(如执行成功或失败)，以便控制者通过控制台了解到当前指令的执行情况。
本发明采用无线供电模式，无线供电板9感应体外工作站发射的变化的磁场，产生交变电流，再通过整流和稳压技术转化为相应幅值的直流电为整个胶囊机器人供电。如图6所示，无线供电板9上设有电感16、整流电路17、稳压装置18。工作站中的电流发生器产生高频交变电流通过电感，电感在交变电流作用下在空间中产生规律变化的磁场；体内无线供电板9上的电感16感应空间内磁场的变化，产生相应变化的交变电流，交变电流通过整流电路17和稳压模块18将交变电流信号转化为相应的直流电流信号，为体内各个部件(控制板7、无线收发板8和直流旋转电机4)供电。这种供电方式解决了传统设备中电池体积与带电量正相关且系统对电量需求较大的矛盾，节省了空间。控制供电模块后盖10外围设有外螺纹，控制供电模块后盖10与嵌入孔24的内侧的内螺纹旋合固定，进而将控制板7、无线收发板8和无线供电板9固定在嵌入孔24内，螺纹结构既保证了可靠连接也方便了模块之间拆卸。控制供电模块外壳22构成机器人的外轮廓，起到支撑和模块间连接的作用。在工作过程中各个部件相互配合，无线收发板8接收到体外工作站的指令信号，经过控制板7处理并输出驱动直流旋转电机6以响应模式`运动，其输出的旋转运动通过轴套5转化为直线运动，推动注射活塞4直线往复运动。排气模块包括排气模块外壳11、棉纤维12和密封圈14 ；排气模块外壳11为一端封闭的空心圆柱壳结构，如图8所不,封闭一端设有若干排气小孔26，所述的排气小孔26起到排气作用，同时较小的孔尺寸保证胃液在液体张力限制下很难通过小孔行程反流；另一端设有内螺纹，内螺纹与控制供电模块外壳22的外侧螺纹旋合固定，并且，排气模块外壳11与膨胀模块外壳I的端面接触，接触面通过密封圈14进行压紧密封，防止膨胀气球15内气体通过排气模块外壳11与膨胀模块外壳I的接触面以及螺纹结构，进入排气系统。棉纤维12为疏松多孔结构，其疏松多孔的性质可允许气体通过，棉纤维12可吸收水分，棉纤维12安装在排气模块外壳11内部，起到缓冲气流和吸收反流胃液的双重作用。棉纤维12与控制供电模块外壳22尾端之间形成排气腔13。如图3所示，排气凹槽21、支撑孔23、排气通孔25、排气腔13、排气小孔26组成排气系统，当机器人不需要排气操作时，密封胶塞3在注射活塞4的带动下运动行程在排气凹槽21左端，保证排气凹槽21被密封胶塞3阻挡在工作腔2外部，不会造成膨胀气球15内气体泄漏；当机器人需要进行排气操作时，密封胶塞3在注射活塞4带动下向后运动，使排气凹槽21处于工作腔2内部，膨胀气球15内气体在内部气压的作用下通过排气凹槽21进入支撑孔23 (弧形支撑杆20与支撑孔23之间的缝隙)，通过排气通孔25，气体进入排气腔13，棉纤维13对排出气体进行缓冲，最终气体通过排气小孔26排出胶囊机器人外。工作过程:减肥胶囊机器人通过正常饮食方式食入人体到达胃内后处于初始状态，即注射活塞4前端的密封橡胶3将排气凹槽21隔离在工作腔2之外，注射器工作腔2内充满醋酸液体，膨胀气球15内放有碳酸氢钠晶体。当体外工作站给出膨胀信号后，通过RF射频信号发射给无线收发板8，控制板7进行处理，驱动直流旋转电机6正转推动醋酸溶液进入膨胀气球15进行化学反应，产生的二氧化碳气体使膨胀气球15膨胀。当治疗过程中需要适当调整膨胀气球15体积时，工作站发射相应的膨胀或收缩信号给体内设备无线收发板8，其膨胀过程与初始膨胀过程相同，只是推进行程不同进行量化的体积微调；收缩过程时，直流旋转电机6带动注射活塞4反向运动，使排气凹槽21暴露在工作腔2内，膨胀气球15内气体在压力差作用下从排气系统排出，使膨胀气球15体积减小，缩小到适合体积后，注射活塞4向前运动再次隔离工作腔2和排气凹槽21，形成密闭系统。在治疗过程结束后，需要将膨胀气球15缩小到最小体积，方便人体自然将胶囊机器人排出。其过程与收缩过程类似，将膨胀气球15内气体排尽后即可通过人体自然排泄将胶囊排出人体，完成治疗过程。在工作过程中，如有少量胃液通过排气模块外壳11的排气小孔26进入胶囊机器人内，会被棉纤维13吸收，阻止胃液进一步破坏胶囊`机器人内部，起到保护作用。
权利要求
1.一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，包括膨胀模块、控制供电模块、排气模块三部分； 膨胀模块包括膨胀气球、膨胀模块外壳、密封胶塞、注射活塞； 膨胀气球内部装入化合物A，膨胀气球的末端固定在机器人尾部的排气模块外壳上，胶囊机器人除尾部的排气模块外壳外，都位于膨胀气球内部，形成气球包围胶囊的结构；膨胀模块外壳为中空的圆筒形，一端内侧设有内螺纹，另一端设有漏斗形结构，漏斗形结构的突出部分，形成注射端，注射端内设有通孔，膨胀模块外壳圆柱内表面上设有排气凹槽,膨胀气球内气体通过排气凹槽进入排气系统；注射活塞中心设有内螺纹孔，后部设有弧形支撑杆，弧形支撑杆位于控制供电模块外壳内的支撑孔内部；弧形支撑杆外围与支撑孔之间设有空隙，弧形支撑杆在支撑孔内进行往复运动；密封胶塞一端固定连接在注射活塞上，密封胶塞和注射活塞位于膨胀模块外壳的中空内部，密封胶塞与膨胀模块外壳之间密封，密封胶塞与膨胀模块外壳一端的漏斗形结构之间形成工作腔，工作腔内装有化合物B，当注射活塞位于初始位置时，密封胶塞位于排气凹槽左端，排气凹槽与工作腔之间不连通，膨胀模块外壳中装有的化合物B与膨胀气球内装有的化合物A接触产生化学反应生成二氧化碳气体使膨胀气球膨胀； 控制供电模块包括轴套、平键、直流旋转电机、控制供电模块外壳、控制板、无线收发板、无线供电板、控制供电模块后盖； 直流旋转电机位于控制供电模块外壳内部，控制供电模块外壳设有支撑孔，用于配合注射活塞的弧形支撑杆，支撑孔至控制供电模块外壳尾端设有排气通孔，排气通孔连通支撑孔与控制供电模块外壳右侧的排气腔；控制供电模块外壳外围设有外螺纹，一端与膨胀模块外壳的内螺纹旋合固定，另一端与排气模块外壳的内螺纹旋合固定；直流旋转电机的输出轴与轴套固定连接，轴套位于注射活塞的内螺纹孔内部，轴套外表面设有传动螺纹，通过传动螺纹与注射活塞内螺纹的啮合，直流旋转电机带动注射活塞往复运动，进而带动密封胶塞往复运动；控制供电模块外壳尾部设有嵌入孔，嵌入孔的外端内侧设有内螺纹，控制板、无线收发板和无线供电板位于嵌入孔内部，无线收发板通过接收和发射射频信号与体外控制台进行无线通信，无线收发板接收体外控制台发出的直流旋转电机无线控制信号，然后将无线控制信号输出至控制板，控制板对收到的无线信号进行处理，并且驱动直流旋转电机按照控制信号进行运动；无线收发板自身发射的信号主要实现反馈功能，即在相应的控制指令执行结束后无线收发板发给控制台相应的反馈指令；无线供电板上设有电感、整流电路、稳压装置；工作站中的电流发生器产生高频交变电流通过电感，电感在交变电流作用下在空间中产生规律变化的磁场；体内无线供电板上的电感感应空间内磁场的变化，产生相应变化的交变电流，交变电流通过整流电路和稳压模块将交变电流信号转化为相应的直流电流信号，为体内各个部件供电；控制供电模块后盖外围设有外螺纹，控制供电模块后盖与嵌入孔的内侧的内螺纹旋合固定，进而将控制板、无线收发板和无线供电板固定在嵌入孔内； 排气模块包括排气模块外壳、棉纤维和密封圈； 排气模块外壳为一端封闭的空心圆柱壳结构，封闭一端设有若干排气小孔，另一端设有内螺纹，内螺纹与控制 供电模块外壳的外侧螺纹旋合固定，并且，排气模块外壳与膨胀模块外壳的端面接触，接触面通过密封圈进行压紧密封；棉纤维安装在排气模块外壳内部，棉纤维与控制供电模块外壳尾端之间形成排气腔； 排气凹槽、支撑孔、排气通孔、排气腔、排气小孔组成排气系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，化合物A为碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠晶体为粉末状,附着在气球内表面。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，其中碳酸氢钠晶体的质量根据膨胀气球的膨胀体积确定。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，化合物B为醋酸溶液。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，膨胀气球与排气模块外壳之间通过膨胀气球的自身弹性以及粘接固定，保证膨胀气球的密封性。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，醋酸溶液的浓度根据碳酸氢钠质量确定。
7.根据权利要求1所述的一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，直流旋转电机的输出轴通过平键与轴套固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种 基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，无线收发板发射的射频信号为433Mhz。
9.根据权利要求1所述的一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，所述的控制板上设有微控制器CC430，对收到的无线信号进行处理。
10.根据权利要求1所述的一种基于无线供电与通信的模块化微型减肥胶囊机器人装置，所述的当机器人不需要排气操作时，密封胶塞在注射活塞的带动下运动行程在排气凹槽左端，保证排气凹槽被密封胶塞阻挡在工作腔外部，不会造成膨胀气球内气体泄漏；当机器人需要进行排气操作时，密封胶塞在注射活塞带动下向后运动，使排气凹槽处于工作腔内部，膨胀气球内气体在内部气压的作用下通过排气凹槽进入支撑孔，通过排气通孔，气体进入排气腔，棉纤维对排出气体进行缓冲，最终气体通过排气小孔排出胶囊机器人外。
全文摘要
本发明公开了一种基于无线供能及通信的模块化微型减肥胶囊机器人，提出了利用谐振原理无线式供能从而省去电源设备以减小胶囊体积、利用无线通信控制设备膨胀收缩的、具有模块化设计的新型减肥治疗设备，解决了传统胃内气球减肥设备导入及充气过程对病人损伤较大、现有无需辅助导入的可食入治疗设备体积因电源供电需求难以减小且整机重复使用性低的缺陷。与同类产品相比，其体积小可正常食入或排出、患者损伤及痛苦感较低、具有治疗的有效性和经济性的优势使发明特色更加突出。本发明为无创肥胖症治疗提供了新方案，为微型体内医疗设备充足能量供给与小体积矛盾的解决提供了解决方法，同时模块化的设计节约了治疗成本，为产品商业化创造了条件。
文档编号A61B17/00GK103083049SQ20121055710
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者严亮, 王天乙, 彭娟娟, 兰华 申请人:北京航空航天大学