[发明专利]体内微型手术机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种微型机器人技术领域的装置，具体地，涉及一种一种体内微型手术机器人。

背景技术

现代生活节奏加快使得人们滋生多样的疾病，例如胆结石、肾结石、胰腺肿瘤等，治疗这些疾病目前较先进的方法是采用腹腔镜手术。腹腔镜手术是指利用腹腔镜及其相关医疗器械进行的手术，即通过腹腔表面的微创切口将手术操作器械伸入体内，针对病患部位利用简单的拉线原理进行剪切和注射等操作，从而达到减少大量血液流失和伤口发炎感染等体内手术的风险问题。

传统的腹腔镜手术是利用气体撑开腹腔，而使手术具有足够的操作空间，但这种气腹的手术方式具有以下几点不足：①气体充填容易造成内脏器官干燥的问题；②外面空气进入腹腔内容易造成发炎感染；③如果手术时有出血现象，会造成视野模糊，使手术无法进行；④手术时观察到的图像立体感较差。

近年，在传统腹腔镜手术的基础上有医学专家提出了WaFLES(Water-Filled Laparo-Endoscopic Surgery)，即水腹内窥镜微创手术，是指施行内窥镜手术前，用和人体内环境相融的液体充填腹腔，并进行灌注，可以使医生对病人腹腔镜手术的监测和内部组织器官的流动观察更加清晰，为外科手术提供清晰的视野。

新的水腹内窥镜微创手术具有以下优点：①避免了由于气体充填而产生的内脏器官干燥问题；②采用液体充填进一步减少了发炎感染的可能性；③在产生出血现象时，流动液体会将血液冲走，恢复良好的视野；④水环境的存在使得超声波探测监控实现全方位的应用；⑤利用浮力减少手术操作所需的作用力。

新的手术方法，没有现成的完全符合要求的手术器械，需要有新的手术器械。而微型机器人可以在外界视觉的引领下进行运动，实现多自由度的移动，携带摄像头或者手术钳，为手术提供更多的腹腔视野和操作空间。因此，研发一款配合水腹内窥镜微创手术使用的体内微型手术机器人具有十分重要的意义。

基于上述原因，技术人员致力于研发一款配合水腹内窥镜微创手术使用的微型机器人。在此微型机器人的辅助下，可以完成对病患处精确的定位注射操作，从而提高手术的成功率，减少对人体组织的损伤。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种体内微型手术机器人，该机器人能够在充满与人体内环境相容的液体中自由运动，准确的到达人体病患处，并且能够顺利完成注射操作。

为实现以上目的，本发明提供一种体内微型手术机器人，包括：圆筒主体模块、驱动翼模块、注射模块、气囊沉浮模块和定位模块，其中：驱动翼模块中设有两个微型电机、涡轮，该模块通过涡轮轴固定在圆筒主体模块的轴孔上，且在该轴孔内安装小型轴承用以固定涡轮；注射模块固定在圆筒主体模块下面的管道内且注射模块与该管道的中心轴线共线；气囊沉浮模块设有气囊，通过该气囊两端刚性结构的过盈配合固定在圆筒主体模块上；定位模块通过过盈配合固定在圆筒主体模块下面的突出圆柱上；

所述机器人能够在三维空间内自由运动并进行独立控制，即两个微型电机同时以相同的转速转动时机器人进行前进运动，两个微型电机以不同的速度转动时则发生转向运动；气囊沉浮模块中气囊的充气量用以控制机器人在上下方向的沉浮运动；所述驱动翼模块和气囊沉浮模块找到目标位置，再由定位模块在目标位置进行固定，最后注射模块完成注射操作。

优选地，所述的驱动翼模块包括：微型电机、蜗杆、涡轮、被动旋转轴和摆动翼，整个驱动翼模块分左、右两翼并分别由两个微型电机驱动，两个蜗杆分别固定在两个微型电机的转动轴上并分别与两个涡轮配合，两个微型电机的转动分别带动涡轮、蜗杆进行转动，涡轮与摆动翼通过被动旋转轴联接。

更优选地，所述的驱动翼模块中被动旋转轴两端开设凹槽并在凹槽内安装阻尼片，涡轮旋转时摆动翼并不立即跟着转动，而是先在阻尼片上积聚能量，随后寄存在阻尼片内的能量会逐步释放使摆动翼缓慢的转动，在张开时摆动翼的转动滞后于涡轮的转动，从而减小与水接触面积，闭合时则以最大的接触面积拨水，形成动力差使机器人前进。

优选地，所述的圆筒主体模块包括：抛物线头部、圆筒主体、后盖、轴承孔、注射管道和突出圆柱，其中：抛物线头部、圆筒主体和后盖通过机械配合组成一个封闭的整体；抛物线头部保证机器人迎流运动时减小阻力且为机器人提供升力；轴承孔设置于圆柱主体靠近抛物线头部的一端，用以安装轴承并联接驱动翼模块的涡轮；注射管道设置于圆柱主体的底部，用以安装注射模块；突出圆柱设置于圆柱主体靠近后盖的一侧底部，用以安装定位模块。