CN115381383B - 一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，其结构包括油气喷溢模块、油气供给模块、油气控制模块、油气管路、安装板、控制器、遥控器、工作台。油气喷溢模块和油气供给模块通过管路连接并固定安装于工作台上，油气控制模块与油气供给模块电连接并通过控制器和遥控进行动作控制。本发明的减阻装置主要应用于医疗肠道机器人领域，能够减小肠道内窥镜机器人在作业过程中的行进阻力，提高机器人系统运动性能，提高医疗作业安全性和可靠性。

Description

一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置

技术领域

本发明涉及医疗辅助设备技术领域，具体涉及一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置。

背景技术

肠道检查是肠道健康检测和病变治疗的重要部分，目前主要采用传统肠道内窥镜进行该项工作，为降低传统检查的风险性和患者不适感，肠道内窥镜机器人得到广泛研究，该类型机器人可分为有线式和无线式两种，目前投入医学试验的无线式机器人受限于在工作过程中为单独进入和无能量补充状态，存在着巡检时间长，实时性和可控性不足等问题。

有线式胶囊机器人巡检安全性和效率高，可控性较强，临床试验经验和数据较为丰富，传统有线式肠道内窥镜机器人的曳引线管采用普通医用材料，随着机器人行进路程增加，曳引线管与肠道间产生的摩擦力也逐渐增加，降低了机器人运动性能和检查效果，增大了检查时间和风险。

因此，如何降低有线式肠道内窥镜机器人在行进过程中的阻力成为该领域一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，能够解决传统肠道内窥镜和相关有线式肠道机器人在肠道行进过程中阻力大，以及运动性能随行进路程增长而降低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案为:一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，包括工作台、油气供给模块、油气管路、油气喷溢模块、安装座、安装板、遥控器以及控制器。

油气喷溢模块通过螺栓与工作台紧固连接，并通过油气管路与油气供给模块连接；油气喷溢模块的功能为喷散减阻物至肠道的合适位置进行润滑。

油气供给模块按实际管路位置需要放置于工作台上。

控制器通过螺栓固定在工作台上。

安装板通过螺栓与工作台紧固连接。

遥控器按照实际使用需要放置于空间适当位置。

进一步地，油气喷溢模块采用移动模块式、整体式、移动模块式与整体式组合之一，实现管体喷溢减阻物。

进一步地，油气喷溢模块采用整体式时，包括喷溢模组A和喷溢模组B，喷溢模组A将若干管道缠绕外管分布，管道上分布有喷溢孔洞；喷溢模组B将若干管道沿外管轴线方向布置，管道上分布有喷溢孔洞。

油气喷溢模块采用移动模块式与整体式组合时，组合式喷溢模组由外管(14)、喷溢分支和安装座组成，安装座通过螺栓与工作台紧固连接，外管安装于安装座内并通过定位螺钉进行定位紧固，喷溢分支安装于外管外侧，喷溢分支数量为至少一个。

进一步地，喷溢分支由喷溢移动单元、钢丝、前端挡板、后端挡板、电机和卷筒组成。

喷溢移动单元主体表面分布有多个孔洞，其前后两端的挂耳分别与绕过卷筒的钢丝进行紧固连接，其连接内部空腔的气孔通过油气管路与油气供给模块连接；喷溢移动单元设置在外管外侧开设的若干滑槽内。

电机和卷筒进行紧固连接，电机通过螺栓与安装板紧固连接。

进一步地，油气供给模块由油气供应装置、油气管路和电控阀组成，油气供应装置通过螺栓与工作台紧固连接；电控阀通过螺栓与安装板紧固连接，油气管路将油气箱和电控阀进行连接。

进一步地，控制器和遥控器通过控制油气供给模块来控制油气喷溢物的启停，控制信号由遥控器或其他外接系统发出。

进一步地，外管远端外伸处用于安装胶囊内窥镜机器人或其他医疗设备，外管内部用于布置各种线材管道，管道和配套各模块的长度和形状根据使用要求确定。

有益效果：

1、本发明提供的一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，设计了一种通过在曳引线管行进过程中的需要位置处进行喷溢油气来降低压力和摩擦力的减阻装置，能够解决传统肠道内窥镜和相关有线式肠道机器人在肠道行进过程中阻力大，以及运动性能随行进路程增长而降低的问题。

2、本发明提供的一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，其能够在机器人行进过程中的摩擦力较大位置通过控制喷射或外溢气体、润滑油以及油气混合物，减小机器人与肠道之间的压力和摩擦力，提高机器人在肠道内的运动性能、安全性，降低患者不适感和检查风险。

3、本发明提供的一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，通过减小管道与肠道间的摩擦系数和接触压力，降低管道在胃肠内的行进阻力。控制器和遥控器用于控制油气喷溢物的启停，控制信号可由遥控器或其他外接系统发出。

4、本发明提供的一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，外管远端外伸处用于安装胶囊内窥镜机器人或其他医疗设备，外管内部可用于布置各种线材管道，管道和配套各模块长度和形状根据使用要求确定。

附图说明

图1：一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置示意图；

图2：油气喷溢模块示意图；

图3：喷溢分支部分关键结构示意图；

图4：油气喷溢模组B结构示意图；

图5：油气喷溢模组C结构示意图；

图中：1-工作台、2-油气供应装置、3-油气管路、4-电控阀、5-钢丝、6-组合式油气喷溢模组、7-安装座、8-安装板、9-遥控器、10-控制器、11-卷筒、12-电机、13-前端挡板、14-外管、15-喷溢移动单元、16-定位螺栓、17-后端挡板、18-油气喷溢模组A、19-油气喷溢模组B。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置主要包括油气喷溢模块、油气供给模块、油气管路3、安装板8、控制器10、遥控器9、工作台1，本发明装置上与人体有接触的材料均采用医用级材料。

油气喷溢模块通过螺栓与工作台1紧固连接，并通过油气管路3与油气供给模块连接，油气喷溢模块的功能为喷散液体油、气和油气混合物等减阻物至肠道的合适位置进行润滑，油气喷溢模块可采用移动模块式(如组合式喷溢模组)、整体式(如喷溢模组A和喷溢模组B，油气喷溢模组B结构如图4所示，油气喷溢模组C结构如图5所示)、移动模块式与整体式组合等方式，用于实现管体喷溢减阻物，其中，整体式可将若干管道缠绕外管分布和沿外管轴线方向布置，管道上分布有喷溢孔洞，如喷溢模组A和喷溢模组B形式等，其中喷溢模组A将若干管道缠绕外管分布，管道上分布有喷溢孔洞，管道在外管外侧缠绕，缠绕方式不限，可以按照需要设定，可以完全覆盖外管外侧，也可以是部分覆盖外管；喷溢模组B将若干管道沿外管轴线方向布置，管道上分布有喷溢孔洞，其中管道的长度可以与外管长度相同，也可以短于外管长度。喷溢模组A和喷溢模组B在使用时，可替代图1中的组合式喷溢模组6通过油气管路3与油气供给模块进行连接。

油气喷溢模块采用移动模块式与整体式组合时，组合式喷溢模组6由外管14、喷溢分支和安装座7组成，安装座7通过螺栓与工作台1紧固连接，外管14安装于安装座7内并通过定位螺钉进行定位紧固，喷溢分支安装于外管外侧，喷溢分支数量为至少一个，喷溢分支的数量可以根据需求设定。

喷溢分支由喷溢移动单元15、钢丝5、前端部挡板13、后端部挡板17、电机12、卷筒11组成，喷溢移动单元15主体表面分布有多个孔洞，其前后两端的挂耳分别与绕过卷筒的钢丝进行紧固连接，其连接内部空腔的气孔通过油气管路3与油气供给模块连接。卷筒11与电机12进行紧固连接，电机12通过螺栓与安装板8紧固连接。喷溢移动单元15设置在外管外侧开设的若干滑槽内；喷溢分支数量为至少一个，滑槽可以沿外管轴线方向布置，也可以根据需求设置，也可以是曲线型，滑槽长度根据需要设定。

油气喷溢模块通过螺栓与工作台1紧固连接，并通过油气管路3与油气供给模块连接，油气喷溢模块由外管14、喷溢分支和安装座7组成，油气喷溢模块如图2所示；喷溢分支部分关键结构如图3所示。

油气供给模块可以实现通过电信号控制油气通断，电信号可由遥控器9和其他处理系统发出。该模块由油气供应装置2、油气管路3和电控阀4组成，油气供应装置2通过螺栓与工作台1紧固连接，油气管路3可采用不同直径的普通塑料软管，电控阀4通过螺栓与安装板8紧固连接，油气管路3将油气供应装置2和电控阀4进行连接。外管14材料采用橡胶和软质塑料等，其长度和直径可根据实际使用需要确定，中心孔洞和表面安装槽的尺寸按实际配合需要确定。

安装座7通过螺栓与工作台1紧固连接，外管14安装于安装座7内并通过定位螺钉进行定位紧固，喷溢分支上的喷溢移动单元15安装于外管14上的若干滑槽内。喷溢分支在外管14上的分布形式和数量具有多种组合，用于适应不同工作环境和要求。工作台1和安装座7等结构件采用不锈钢和铝合金材料加工组装，卷筒11为树脂材料，电机12和卷筒11通过轴孔配合装配。钢丝5在卷筒11上缠绕多圈，且保持适当张力，卷筒11与钢丝5间不发生明显滑动。

油气供给模块按实际管路位置需要放置于工作台1上，控制器10通过螺栓与工作台1紧固连接，安装板8通过螺栓与工作台1紧固连接、遥控器9按照实际使用需要放置于空间适当位置。

该装置的工作过程为：本发明装置的实际使用为安装在肠道内窥镜机器人后端，即将本装置外伸端部与肠道内窥镜机器人进行连接，机器人配套的电、气和水管路通过本装置的中心孔洞将机器人与其他外设连接，开始肠道巡检工作后，该减阻装置跟随机器人不断沿肠道行进，当行至位置时，操作人员通过遥控器或上位机控制喷溢分支上的喷溢移动单元15运动至合适位置，并喷散油气润滑物，通过减小装置与肠道间的压力和摩擦系数来减小二者间的摩擦力。按照此方式工作直至完成肠道检查治疗等工作，最终通过拖曳或前端机器人驱动等方式退出工作环境，进行消毒准备后续使用。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的部分的特定方位，或以特定方位进行的构造和操作。

另外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接、可拆卸连接、机械连接、电连接、直接相连、间接相连等等。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及相关特征可以相互组合，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，其特征在于，包括工作台（1）、油气供给模块、油气管路（3）、油气喷溢模块、安装座（7）、安装板（8）、遥控器（9）以及控制器（10）；

所述油气喷溢模块通过螺栓与工作台（1）紧固连接，并通过油气管路（3）与所述油气供给模块连接；所述油气喷溢模块的功能为喷散减阻物至肠道的合适位置进行润滑；

所述油气供给模块按实际管路位置需要放置于工作台上；

所述控制器（10）通过螺栓固定在所述工作台（1）上；

所述安装板（8）通过螺栓与工作台（1）紧固连接；

所述遥控器（9）按照实际使用需要放置于空间适当位置；

所述油气喷溢模块采用移动模块式、或者移动模块式与整体式组合，实现管体喷溢减阻物；

整体式油气喷溢模块包括喷溢模组A和喷溢模组B，喷溢模组A将若干管道缠绕外管分布，管道上分布有喷溢孔洞；喷溢模组B将若干管道沿外管轴线方向布置，管道上分布有喷溢孔洞；

移动模块式油气喷溢模块包括组合式喷溢模组（6），所述组合式喷溢模组（6）由外管（14）、喷溢分支和安装座（7）组成，所述安装座（7）通过螺栓与工作台（1）紧固连接，所述外管（14）安装于安装座（7）内并通过定位螺钉进行定位紧固，所述喷溢分支安装于外管外侧，喷溢分支数量为至少一个；

所述喷溢分支由喷溢移动单元（15）、钢丝（5）、前端挡板（13）、后端挡板（17）、电机（12）和卷筒（11）组成；

所述喷溢移动单元（15）主体表面分布有多个孔洞，其前后两端的挂耳分别与绕过卷筒（11）的钢丝（5）进行紧固连接，其连接内部空腔的气孔通过油气管路与油气供给模块连接；喷溢移动单元（15）设置在外管外侧开设的若干滑槽内；

所述电机（12）和卷筒（11）进行紧固连接，所述电机（12）通过螺栓与安装板（8）紧固连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，其特征在于：所述油气供给模块由油气供应装置（2）、油气管路（3）和电控阀（4）组成，所述油气供应装置（2）通过螺栓与工作台（1）紧固连接；所述电控阀（4）通过螺栓与安装板（8）紧固连接，所述油气管路（3）将油气箱和电控阀（4）进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，其特征在于：所述控制器（10）和遥控器（9）通过控制油气供给模块来控制油气喷溢物的启停，控制信号由遥控器（9）或其他外接系统发出。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于肠道内窥镜机器人行进的润滑减阻装置，其特征在于：所述外管（14）远端外伸处用于安装胶囊内窥镜机器人或其他医疗设备，外管（14）内部用于布置各种线材管道，管道和配套各模块的长度和形状根据使用要求确定。