[发明专利]体内移动装置

说明书

本发明公开一种蛔虫行进的仿生装置，它可以做为内窥镜，体内导管和体内机器人的移运机构，在动物的消化系统，呼吸系统，血液循环系统，泌尿系统，生殖系统等体内管道内行走，起运载其他器件，如测量仪器、导管、引管、导线、光纤、体内机器人等的作用。实现检测病情、输入药品、排出体液、疏通体内管道（血管、食管、肠道、呼吸道尿道等），移运体内手术机器人到病患处等功能，它还可以在松软胶粘介质中，复杂表面上和狭窄空间内行走，做为特种运输工具运载其他装置。

目前的机器人移运机构中，只有蛇行式机构与本发明提供的运动特征相似，但原理和机构完全不同。现在使用的体内检查，如胃镜、血管造影，腹腔镜等，其插入管均无移运性能，是依靠人食管的吞咽，血管中的血流漂移或外力推动而被动移运。这样，长距离移动耗时巨大，并且不能准确地控制移动位置，还会产生体内损伤。在血拴消除手术中、各种气襄式探管的插入和提出都是以施加外力完成的，也有同样问题。

本发明的目的在于提供一种可在松软介质中移动的装置，该装置通过曲轴的转动带动导轨，导轨的空间轨迹和形状引起进退脚形成迈进动作，从而使外护衣产生胀缩进退的类似蛔虫爬行的运动，进而实现运送其他仪器或自身移动的目的。这种发明适合在松软环境中行进，能在凹凸不平地面上移动，能通过孔洞等狭小而弯曲的通路，并能经常保持力学的稳定状态行进。适合体内管道中行走。

本发明是一种体内移动装置，该装置含有曲轴，导轨，进退脚，壳体、外护衣。被驱动转动的曲轴的外周面沿轴向有一段以上（包括一段）的在同周面截段中是由至少一段距轴心距离较大的弧周面段和至少一段距轴心距离较小弧周面段组成的不等圆面段。一条以上（包括一条）空间闭合的回旋螺线导轨环绕固定在曲轴的各不等弧周面段上，每一空间闭合的回旋螺线导轨由至少一段的左螺旋导轨段和至少一段的右螺旋导轨段和两种导轨的过渡段组成。其中所有右（左）螺旋导轨段铺设在曲轴的距轴心距离较大的弧周面上，所有左（右）螺旋导轨段和所有过渡导轨铺设在曲轴的距轴心距离较小的周面上。至少一条空间闭合的旋螺线导轨嵌装有一个以上（包含一个）可沿导轨不分离滑动的进退脚。进退脚串过壳体上的孔，另外端固定在有弹性的外护衣上。外护衣裹在壳体外。使整体或进退脚与外隔离。

本发明以曲轴和铺设在曲轴上的导轨来带动进退脚，引起外护衣产生蠕动式爬行。该设计结构能保证当曲轴最大外径为几毫米时工艺上仍能实现。从而可以在细长的体内管道内爬行，利用柔性材料或柔性结构制造外壳体和曲轴，可使其在弯曲管内爬行。另外，本发明的所有动作都包在外护衣内，体内爬行不会产生损伤。在利用本发明还移运胃镜插入管在食道中爬行时，由于不需要食道的吞咽，可对食道局部麻醉，这样可以大大减轻患者的痛苦。并且，由于插入管本身有了移运性能，更方便医生对多处胃表面组织的观察。本发明可以应用在各种体内窥镜和输液管中，它的进一步应用包括产生出清理血管内壁沉积物的手术机器人和清除血栓的可移性器械等，对人类健康有意义重大的应用前景。

下面结合附图及实施例详细说明本发明。

图1是体内移动装置的整体剖视示意图

图2是体内移动装置的曲轴1部分正视图和各有距轴心有不等距离弧周面的轴段的截面剖视示意图。

图3是体内移动装置的空间闭合导轨2的放大的空间投影示意图。

图4为进退脚3、4、5与壳体7的条孔6的关系示意图及其变化示意图。

图5是曲轴1的变型示意图

图6是实施例一的剖视示意图

图7是实施例二的剖视示意图

图8是实施例三的剖视示意图

图9是实施例一和实施例二的工作状态示意图。

本发明设计的体内机器人移动装置，是由曲轴1，曲轴上的导轨2，进退脚3、4、5，壳体7，外护衣8组成（见图1）。壳体7是中空筒状物，筒壁上有一个以上的沿轴向的条孔6。曲轴1的外周面沿轴向有一段以上的同段内有不同距轴心距离的周面段。曲轴1安装在壳体7内，轴向约束，只可以绕自身轴转动。曲轴1上的一条以上（包括一条）的导轨2为空间闭合的回旋环绕导轨，铺设在曲轴1的有不等中心距的周面段上，包含右旋和左旋段，环绕曲轴1。进退脚3、4、5中，其内端3嵌在导轨2上，可沿导轨2滑动。不许脱离与导轨2的接触。杆4是传递运动的杆，它串过壳体7上的条孔6，外端5固定在外护衣8上，同一闭合导轨2上有至少一条的进退脚3、4、5。外护衣8是弹性物质，在壳体7外，包裹壳体使将本装置与外界隔离。其内侧的对应点固定在进退脚外端5上，和/或壳体7上。