專利名稱：一種清理血栓的血管機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機器人，具體涉及一種血管機器人。
背景技術(shù)：
血管機器人是一種可以進入血管并能夠在血管內(nèi)自由移動的微型機器人，它可以 在血管里完成清除血栓、切除腫瘤、投放藥物等工作，對防治心血管疾病具有重要的意義， 是當前國內(nèi)外微型機器人研究領(lǐng)域的熱點。血管機器人驅(qū)動方式包括有纜驅(qū)動和無纜驅(qū)動兩種，其中無纜驅(qū)動包括自帶電源 驅(qū)動和外部磁場驅(qū)動等，其中，外部磁場驅(qū)動由于具有易于微型化、工作時間不受限制等 優(yōu)點，因而具有巨大的應(yīng)用前景。例如，張永順等發(fā)明了一種由外旋轉(zhuǎn)磁場驅(qū)動的體內(nèi)微 機器人(張永順等.體內(nèi)微型機器人的全方位定位旋進驅(qū)動特性.機器人，2006 二8(6) 560-565)，該機器人內(nèi)嵌有NdFeB永磁體，在外部旋轉(zhuǎn)磁場的作用下旋轉(zhuǎn)前進。此外，劉魏 在其大連理工大學博士學位論文，即“超磁致伸縮薄膜的磁機耦合特性及其在泳動機器人 中的應(yīng)用”中介紹了另外一種無纜驅(qū)動方式，該方式采用了超磁致伸縮薄膜制作驅(qū)動器用 以驅(qū)動泳動機器人。磁致伸縮是指磁性體在磁場中磁化時產(chǎn)生伸長或縮短的現(xiàn)象，超磁致 伸縮材料是一種低溫弱磁場下能夠產(chǎn)生比普通磁性材料大得多的伸縮量的新型材料；超磁 致伸縮薄膜(GMF)是采用薄膜技術(shù)，將超磁致伸縮材料濺射到非磁性基片上得到的一種新 型功能材料。上述劉魏所設(shè)計的泳動機器人為仿魚類造型結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動器為設(shè)于后部的由 雙層超磁致伸縮薄膜制成仿生尾鰭，在外部驅(qū)動磁場的作用下，仿生尾鰭產(chǎn)生擺動，模仿魚 類游動原理進行泳動。但是，若將這種結(jié)構(gòu)用于血管機器人中，存在擺動的仿生尾鰭容易對 血管壁造成損傷的缺點。此外，血管機器人在血管中要能完成一定的任務(wù)才有意義，如清理 血栓，但是上述微型機器人均不能完成血栓清理工作。本發(fā)明人的一個在先發(fā)明專利申請(申請?zhí)枮?0101(^99445. 6)說明書中公開了 一種射流驅(qū)動的血管機器人，該血管機器人中設(shè)置有一變量泵，其第一個作用是利用噴射 驅(qū)動的原理將血管中的血液吸入并高速噴出，從而驅(qū)動機器人運動；其第二個作用是將血 液中的血栓抽吸到血栓收集器中，達到清理血栓的目的。但是，若將該變量泵應(yīng)用到上述磁 場驅(qū)動的血管機器人中，需要增加電源裝置，血管機器人無法在血管中長期工作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可以在血管內(nèi)長時間工作的血管清理機器 人。本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案為—種清理血栓的血管機器人，該機器人由微型機器人和外部驅(qū)動器組成，其特征 在于，所述的外部驅(qū)動器具有一套設(shè)在微型機器人外的環(huán)形電磁線圈，該環(huán)形電磁線圈固 定在移動部件上；所述的微型機器人具有子彈形殼體，其內(nèi)設(shè)有一隔板，該隔板將子彈形殼 體的內(nèi)腔分隔成位于尖端一側(cè)的清淤室和位于平端一側(cè)的泵室，其中，
泵室一側(cè)的殼體為一段彈性波紋管，其軸心線上設(shè)有一超磁致伸縮材料棒，該超 磁致伸縮材料棒的一頭固定于所述的隔板上，另一頭固定于支撐架上；泵室的吸入口設(shè)置 于隔板上，排出口設(shè)置于子彈形殼體平端的中心，所述吸入口和排出口內(nèi)均設(shè)有單向閥；清淤室內(nèi)設(shè)有血栓收集器，該血栓收集器的出口經(jīng)泵室的入口與泵室連通，入口 在子彈形殼體尖端處與微型機器人的外部連通，其中所述血栓收集器的出口內(nèi)設(shè)有濾網(wǎng)本發(fā)明所述的清理血栓的血管機器人的工作原理如下本發(fā)明所述的血管機器人，由于泵室內(nèi)設(shè)有超磁致伸縮材料棒，泵室處的殼體為 一段彈性波紋管，因此在外部環(huán)形電磁線圈所產(chǎn)生的交變或脈動磁場的作用下，超磁致伸 縮材料棒反復地進行軸向伸長和恢復，進而拉動彈性波紋管殼體進行軸向伸縮，使泵室的 容積反復變大，從而將血液泵進血栓收集器進行過濾。由于微型機器人的殼體呈子彈狀，因 此在彈性波紋管殼體軸向伸展的過程中，子彈形殼體平端受到血液的反作用力較尖端大， 微型機器人便可朝尖端方向蠕動(此時，環(huán)形電磁線圈必須伴隨微型機器人緩慢地移動)； 此外，由泵室出口噴出的血液對微型機器人也能產(chǎn)生一定的推力，進一步為微型機器人的 前進提供輔助動力。本發(fā)明所述的清理血栓的血管機器人與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果本發(fā)明的微型機器人本身相當于一個泵，在外部磁場作用下，該泵既可進行吸噴 血液的工作，也可向前蠕動，既保證了微型機器人能長時間在血管內(nèi)從事血栓清理工作，也 簡化了微型機器人的結(jié)構(gòu)。此外，由于微型機器人外形呈子彈狀，工作時作軸向伸縮，其徑 向橫截面積不會增大，因此在伸縮過程中對血液流動的阻礙作用不會增加，同時也不會對 血管壁造成損傷。
圖1和圖2為本發(fā)明所述的微型機器人的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖 1為主視圖，圖2為圖1的A-A剖視圖。圖3和圖4為本發(fā)明所述的清理血栓的血管機器人的一個具體結(jié)構(gòu)示意圖，其中， 圖3為主視圖，圖4左視圖。
具體實施例方式參見圖1 圖4，微型機器人的子彈形殼體由醫(yī)用橡膠制成的左半殼體1和右半殼 體2對接而成，其中，尖端位于左半殼體1，平端位于右半殼體2。左半殼體1的內(nèi)腔中設(shè)有 隔板3，隔板3的左側(cè)內(nèi)腔為清淤室4，右側(cè)內(nèi)腔為泵室5。位于隔板3右側(cè)的左半殼體1和 右半殼體2上均有一段彈性波紋管，使得該兩段殼體可進行軸向的伸縮；泵室5內(nèi)同軸設(shè)有 一根稀土超磁致伸縮材料棒6，該超磁致伸縮材料棒6的一端固定于隔板3上，另一端固定 于右半殼體2內(nèi)的支撐架7上，該支撐架7由4根徑向輻射的支撐板連接于右半殼體2的 內(nèi)壁形成；泵室5的吸入口設(shè)置于隔板3上，排出口設(shè)置于右半殼體2右端的中心，所述的 吸入口和排出口上分別設(shè)有單向閥8。清淤室4內(nèi)設(shè)有血栓收集器9，該血栓收集器9為矩 形腔體，四周通過支撐板固定于左半殼體1的內(nèi)壁上；其出口經(jīng)泵室5入口上的單向閥8與 泵室5連通，其入口經(jīng)一段管體連接至左半殼體1的尖端并與微型機器人外部連通，所述的 出口內(nèi)設(shè)有濾網(wǎng)10。
外部驅(qū)動器由環(huán)形電磁線圈11和移動部件組成，其中，環(huán)形電磁線圈11的導線沿 周向繞制。移動部件由移動小車12和設(shè)置于該移動小車12上的基座13組成，其中基座13 的上部設(shè)有弧形槽13-1，下部設(shè)有豎向的轉(zhuǎn)軸13-2 ；小車的底部設(shè)有4個行走輪12-1，上 部設(shè)有與基座13下部的轉(zhuǎn)軸13-2配合的盲孔。所述環(huán)形電磁線圈11的底部固定于上述 基座13上部的弧形槽13-1內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種清理血栓的血管機器人，該機器人由微型機器人和外部驅(qū)動器組成，其特征在 于，所述的外部驅(qū)動器具有一套設(shè)在微型機器人外的環(huán)形電磁線圈(11)，該環(huán)形電磁線圈 (11)固定在移動部件上；所述的微型機器人具有子彈形殼體，其內(nèi)設(shè)有一隔板(3)，該隔板 (3)將子彈形殼體的內(nèi)腔分隔成位于尖端一側(cè)的清淤室(4)和位于平端一側(cè)的泵室(5)，其 中，泵室( 一側(cè)的殼體為一段彈性波紋管，其軸心線上設(shè)有一超磁致伸縮材料棒(6)，該 超磁致伸縮材料棒(6)的一頭固定于所述的隔板(3)上，另一頭固定于支撐架(7)上；泵室 (5)的吸入口設(shè)置于隔板(3)上，排出口設(shè)置于子彈形殼體平端的中心，所述吸入口和排出 口內(nèi)均設(shè)有單向閥(8)；清淤室內(nèi)設(shè)有血栓收集器(9)，該血栓收集器(9)的出口經(jīng)泵 室(5)的入口與泵室( 連通，入口在子彈形殼體尖端處與微型機器人的外部連通，其中所 述血栓收集器(9)的出口內(nèi)設(shè)有濾網(wǎng)(10)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種清理血栓的血管機器人，該機器人由微型機器人和外部驅(qū)動器組成，其特征在于，所述的微型機器人具有子彈形殼體，其內(nèi)設(shè)有一隔板(3)，該隔板(3)將殼體的內(nèi)腔分隔成清淤室(4)和泵室(5)；其中，泵室5一側(cè)的殼體為一段彈性波紋管，泵室5內(nèi)設(shè)有一超磁致伸縮材料棒(6)，該超磁致伸縮材料棒(6)的一頭固定于隔板(3)上，另一頭固定于支撐架(7)上；清淤室(4)內(nèi)設(shè)有血栓收集器(9)，該血栓收集器(9)的一端經(jīng)泵室(5)的吸入口與泵室(5)連通，另一端與微型機器人的外部連通；所述的外部驅(qū)動器具有一套設(shè)在微型機器人外的環(huán)形電磁線圈(11)，該環(huán)形電磁線圈(11)固定在移動部件上。
文檔編號A61B17/22GK102125453SQ20111010318
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月24日
發(fā)明者江帆 申請人:廣州大學