[发明专利]一种含折纸艺术的靶向分级给药机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种含折纸艺术的靶向分级给药机器人及其控制方法。传统给药机械人无法精准靶向给药，且无法携带多种药物。本发明的头部基体与尾部基体通过伸缩杆连接；内壳折纸机构和外壳折纸机构的头部圆环均与头部基体固定；外壳折纸机构的尾部圆环与尾部基体通过莲叶形展开翼连接。本发明方法：电磁线圈和外部磁场源作用将机器人粗定位，然后内、外壳折纸机构和帕尔贴元件及外部磁场源配合实现精确定位，莲叶形展开翼展开给药；需要时内壳折纸机构单独收缩二次给药。本发明实现人体内精准定向给药，且能实现多种药物同时给药，或分级以及多位置给药。

技术领域

本发明微型机器人技术领域，具体涉及一种含折纸艺术的靶向分级给药机器人及其控制方法。

背景技术

折纸艺术并非仅仅是一种手工活动，其内在蕴含了复杂的数学、力学以及空间几何学的知识。进一步，折纸艺术使得一张材料可以于二维以及三维之间转化，也可以于三维内更改结构状态以及复原。进一步，通过控制折纸机构的折痕受力便能改变折纸机构的形状。

随着机器人技术的发展，机器人在各个行业领域的广泛应用，使得人类从各种繁重危险的工作中解脱出来。随着机器人在各个行业应用的深入，对机器人的要求也逐步提高。传统机器人目前一般采用的是电机驱动、机械传动等有源控制，导致成本较高，体积大、柔性不足、灵活度不够，无法实现于小作业空间里的细致移动与作业。

随着医学的发展，靶向给药系统愈发受到医学界的重视，靶向给药系统是通过载体使药物选择性浓集于病变部位的给药系统，病变部位常被形象的称为靶部位，它可以是靶组织、靶器官，也可以是靶细胞或细胞内的某靶点。凡能将治疗药物专一性地导向所需发挥作用的部位(靶区)，而对非靶组织没有或几乎没有相互作用的制剂统称为靶向制剂。靶向制剂不仅要求药物到达病变部位，而且要求具有一定浓度的药物在这些靶部位滞留一定的时间，以便发挥药效，成功的靶向制剂应具备定位、浓集、控释及无毒可生物降解等四个要素。靶向制剂可以提高药效、降低毒性，可以提高药品的安全性、有效性、可靠性和病人用药的顺应性。当前医学主要制成靶向制剂的材料有脂质体、微球、微囊、纳米粒等。制备脂质体的方法有薄膜分散法，薄膜超声法等等。制备微球微囊，有单凝聚法、复凝聚法，液中干燥法、溶剂-非溶剂法、改变温度法等物理化学方法，还有界面交联、界面缩聚等化学方法。很多靶向制剂的材料都是利用制作材料的特性从而有选择性的加以利用。传统医学的这些制备靶向制剂的方法有一些很大的不足，比如说只能一次性使用，不能分级、分量释放药物，不能在人体内停留，不能轮流、换点释放多种药物，很难到达人们预想的最好释放药物位置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于靶向给药技术的自折叠、自展开的具有双重折叠结构的靶向分级给药机器人及其控制方法。

本发明一种含折纸艺术的靶向分级给药机器人，包括头部基体、尾部基体、体内控制模块、无线模块、电磁线圈、充气气囊、外壳折纸机构、莲叶形展开翼、内壳折纸机构、伸缩杆、存气气囊、外部控制模块和外部磁场源；所述的存气气囊、体内控制模块、无线模块和电磁线圈均固定在头部基体内；体内控制模块通过无线模块与外部控制模块通讯；电磁线圈通过线圈开关与体内控制模块连接；存气气囊的通气口与微泵的其中一个通气口通过管道连接，微泵由体内控制模块控制；头部基体与尾部基体通过伸缩杆连接，且头部基体和尾部基体的外壁均固定有两个充气气囊；每个充气气囊的通气口均与微泵的另一个通气口通过一个气阀连接；所有气阀均由体内控制模块控制。