一种用于胶囊内镜信号检测的图形化系统的制作方法

1.本发明涉及胶囊内窥镜技术领域，具体涉及一种用于胶囊内镜信号检测的图形化系统。


背景技术：

2.消化道疾病已经成为威胁人类健康的主要杀手之一，医生使用内窥镜检查消化道内的某些区域使得人们得以及早发现问题，避免消化道疾病恶化，然而传统内窥镜由于其机械连接和动力方式容易对患者造成组织损伤和生理不适，为解决这一问题，胶囊内窥镜应运而生。
3.胶囊内窥镜的原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊，借助消化道蠕动使之在消化道内运动并拍摄图像，医生利用体外的图像记录仪和影像工作站，了解受检者的整个消化道情况，从而对其病情做出诊断。胶囊内窥镜具有检查方便、无创伤、无导线、无痛苦、无交叉感染、不影响患者的正常工作等优点，扩展了消化道检查的视野，克服了传统的插入式内镜所具有的耐受性差、不适用于年老体弱和病情危重等缺陷，可作为消化道疾病尤其是小肠疾病诊断的首选方法。
4.然而现有的胶囊内窥镜由于其无线数据传输方式存在一定程度的不稳定性，在生产过程中若处置不当会严重影响胶囊内镜与体外数据接收装置的通信质量，造成其在使用过程中，经常出现数据包传输丢失的问题，从而丢失关键病灶信息，影响产品质量。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述问题，本申请提供一种用于胶囊内镜信号检测的图形化系统。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，包括圆桶形容器、天线腰带、数据记录仪、控制计算机，圆桶形容器的尺寸与人体腹部尺寸相适应，圆桶形容器由桶体和位于其内部的姿态控制机构构成，天线腰带和数据记录仪经过开发用于信号检测，控制计算机中装有用于接收和分析数据记录仪传递信号以及对姿态控制机构进行控制的专用控制软件界面，胶囊内镜固定于胶囊基座内部。
8.作为本发明的一种优选实施方式：姿态控制机构的井字形z轴通过联轴器固定于z轴旋转电机的输出轴上，z轴旋转电机机壳固定于姿态控制机构的顶部，z轴旋转电机的输出轴与桶体轴线重合，井字形z轴上端固定有升降舵机，升降舵机的输出轴上连接有同步轮，井字形z轴内侧通过其底部的滑动轴承和同步带轴承绕有同步带，同步带与升降舵机输出轴的同步轮啮合，滑块通过滑动轴承与井字形z轴外表面产生滑动约束并通过锯齿形机构啮合于同步带上的固定点。
9.作为本发明的一种优选实施方式：控制计算机中装有的专用控制软件界面实现姿态控制机构的姿态控制和数据记录仪接收数据包情况的图形化显示，姿态控制机构设有相
关输入框和按钮进行姿态参数设置，对姿态运行过程进行编程，信号传输质量观察窗按固定周期输出表示数据包的圆形，数据记录仪根据信号输出实心圆和空心圆，计算实时误码率和平均误码率，信号检测周期根据所测胶囊的标定传输速率进行设置。
10.作为本发明的一种优选实施方式：井字形z轴为不锈钢圆钢。
11.作为本发明的一种优选实施方式：z轴旋转电机为伺服电机。
12.作为本发明的一种优选实施方式：同步带为弧齿同步带。
13.作为本发明的一种优选实施方式：联轴器与导电滑环的内环转动。
14.作为本发明的一种优选实施方式：胶囊基座的俯仰角通过姿态舵机组协同控制。
15.作为本发明的一种优选实施方式：姿态控制机构的相关参数由信号序列控制按钮组进行控制和设置，数据记录仪在参数显示区显示平均误码率和实时误码率。
16.作为本发明的一种优选实施方式：姿态控制机构由位姿控制按钮组进行控制。
17.本发明有益的技术效果在于：
18.本发明一种用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，通过z轴旋转电机控制整个机构绕井字形z轴旋转，通过升降舵机控制绕附在井字形z轴的同步带带动固定于同步带上的滑块上下移动，实现胶囊的升降控制，姿态舵机组通过牵动滑块上的胶囊基座绕滑块上的固定点旋转，从而实现胶囊三自由度运动，数据输送稳定可靠，便捷高效。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
21.图1为本发明一种用于胶囊内镜信号检测的图形化系统的结构示意图；
22.图2为本发明姿态控制机构主视图；
23.图3为本发明姿态控制机构左视图；
24.图4为本发明专用控制软件界面示意图。
25.附图标记：1
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圆桶形容器，11
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桶体，12
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姿态控制机构，1201
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z轴旋转电机，1202
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导电滑环，1203
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姿态舵机组，1204
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升降舵机，1205
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同步轮，1206
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联轴器，1207
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井字形z轴，1208
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同步带，1209
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同步带轴承，1210
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滑块，1211
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滑动轴承，1212
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胶囊基座，2
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天线腰带，3
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数据记录仪，4
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控制计算机，41
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专用控制软件界面，4101
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信号传输质量观察窗，4102
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信号序列控制按钮组，4103
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参数显示区，4104
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位姿控制按钮组，5
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胶囊内镜。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。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。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.如图1
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4所示，一种用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，包括圆桶形容器1、天线腰带2、数据记录仪3、控制计算机4，圆桶形容器1的尺寸与人体腹部尺寸相适应，圆桶形容器1由桶体11和位于其内部的姿态控制机构12构成，天线腰带2和数据记录仪3经过开发用于信号检测，控制计算机4中装有用于接收和分析数据记录仪3传递信号以及对姿态控制机构12进行控制的专用控制软件界面41，胶囊内镜5固定于胶囊基座1212内部。
29.为了进一步解释本实施例，需要说明的是，姿态控制机构12的井字形z轴1207通过联轴器1206固定于z轴旋转电机1201的输出轴上，z轴旋转电机1201机壳固定于姿态控制机构12的顶部，z轴旋转电机1201的输出轴与桶体11轴线重合，井字形z轴1207上端固定有升降舵机1204，升降舵机1204的输出轴上连接有同步轮1205，井字形z轴1207内侧通过其底部的滑动轴承1211和同步带轴承1209绕有同步带1208，同步带1208与升降舵机1204输出轴的同步轮1205啮合，滑块1210通过滑动轴承1211与井字形z轴1207外表面产生滑动约束并通过锯齿形机构啮合于同步带1208上的固定点。
30.为了进一步解释本实施例，需要说明的是，控制计算机4中装有的专用控制软件界面41实现姿态控制机构12的姿态控制和数据记录仪3接收数据包情况的图形化显示，姿态控制机构12设有相关输入框和按钮进行姿态参数设置，对姿态运行过程进行编程，信号传输质量观察窗4101按固定周期输出表示数据包的圆形，数据记录仪3根据信号输出实心圆和空心圆，计算实时误码率和平均误码率，信号检测周期根据所测胶囊的标定传输速率进行设置。
31.为了进一步解释本实施例，需要说明的是，井字形z轴1207为不锈钢圆钢，不锈钢圆钢公差准确、统一，表面光滑，采用先进的冷挤压工艺使得其表面光滑明亮，节省大量材料，相对利用传统车床机加工切削所耗损的材料，，节省了加工时间及加工机械，由于不锈钢圆钢的精度准确、表面状况良好，其产品可以直接使用。
32.为了进一步解释本实施例，需要说明的是，z轴旋转电机1201为伺服电机，运行精度高，实现了位置、速度和力矩的闭环控制，克服了步进电机失步的问题，适应性好、抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载。
33.为了进一步解释本实施例，需要说明的是，同步带1208为弧齿同步带，能够满足大功率的传动，其传动功率比较大，可以满足大功率要求。
34.为了进一步解释本实施例，需要说明的是，联轴器1206与导电滑环1202的内环转动，结构轻巧，使用寿命长。
35.为了进一步解释本实施例，需要说明的是，胶囊基座1212的俯仰角通过姿态舵机组1203协同控制，灵活高效。
36.为了进一步解释本实施例，需要说明的是，姿态控制机构12的相关参数由信号序列控制按钮组4102进行控制和设置，数据记录仪3在参数显示区4103显示平均误码率和实时误码率。
37.为了进一步解释本实施例，需要说明的是，姿态控制机构12由位姿控制按钮组4104进行控制，包括输入指定高度、偏航角和俯仰角，或使用按钮进行微调和回零。
38.本发明实施例工作原理如下：在圆桶形容器1中加入足量的模拟人体组织液，连接数据记录仪3和天线腰带2，将控制计算机4通过usb线缆与数据记录仪3和姿态控制机构12的控制接口部分相连，数据记录仪3和胶囊内镜5分别开机后进行信道匹配，将天线腰带2绑缚于圆桶形容器1外壁并将胶囊内镜5固定于胶囊基座1212内。
39.胶囊基座1212的偏航角通过z轴旋转电机1201进行控制，z轴旋转电机1201输出轴带动联轴器1206与导电滑环1202的内环转动，使得井字形z轴1207整体围绕圆桶形容器1的轴心线旋转，胶囊基座1212位于该轴心线上，从而在转动过程中只改变偏航角而不改变其位置，胶囊基座1212的高度通过升降舵机1204进行控制，升降舵机1204通过固连于其输出轴上的同步轮1205带动同步带1208上下运动，滑块1210通过其锯齿机构啮合于同步带1208上的固定点，跟随同步带1208上下移动，从而实现胶囊的高度控制，胶囊基座1212的俯仰角通过姿态舵机组1203协同控制，姿态舵机组1203会根据升降舵机1204的运动情况进行同速收放线，以保证其在高度调节过程中俯仰角不受影响，通过姿态舵机组1203两舵机的差速收放线实现俯仰角调节。
40.胶囊内镜5的姿态和信号传输质量通过控制计算机4内装载的专用控制软件界面41来控制或观察，通过在位姿控制按钮组4104的输入框内直接输入目标参数或通过按钮进行微调，可进行胶囊位姿的设置，同时可以通过该按钮组内的一键回原点按钮进行回零以及通过自动运行按钮按照事先编程的位姿序列进行自动运行，姿态信息在参数显示区4103予以显示，胶囊内镜5的通信状况通过信号传输质量观察窗4101进行观察，可依据数据记录仪3在一个传输周期内是否接收到胶囊数据包的情况在窗口中输出实心圆或空心圆，并在参数显示区4103显示平均误码率和实时误码率，该观察窗的相关参数可由信号序列控制按钮组4102进行控制和设置，姿态控制机构12由位姿控制按钮组4104进行控制。
41.综上可知，本发明一种用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，通过z轴旋转电机控制整个机构绕z轴旋转，通过升降舵机控制绕附在z轴的同步带带动固定于同步带上的滑块上下移动，实现胶囊的升降控制，姿态舵机机组通过引线牵动滑块上的胶囊基座绕滑块上固定点旋转，从而实现胶囊三自由度运动，保障了胶囊内镜与体外数据接收装置的通信质量。
42.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

技术特征：
1.一种用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，其特征在于：包括圆桶形容器(1)、天线腰带(2)、数据记录仪(3)、控制计算机(4)，所述圆桶形容器(1)的尺寸与人体腹部尺寸相适应，所述圆桶形容器(1)由桶体(11)和位于其内部的姿态控制机构(12)构成，所述天线腰带(2)和数据记录仪(3)经过开发用于信号检测，所述控制计算机(4)中装有用于接收和分析所述数据记录仪(3)传递信号以及对所述姿态控制机构(12)进行控制的专用控制软件界面(41)，胶囊内镜(5)固定于胶囊基座(1212)内部。2.根据权利要求1所述的用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，其特征在于：所述姿态控制机构(12)的井字形z轴(1207)通过联轴器(1206)固定于z轴旋转电机(1201)的输出轴上，所述z轴旋转电机(1201)机壳固定于所述姿态控制机构(12)的顶部，所述z轴旋转电机(1201)的输出轴与所述桶体(11)轴线重合，所述井字形z轴(1207)上端固定有升降舵机(1204)，所述升降舵机(1204)的输出轴上连接有同步轮(1205)，所述井字形z轴(1207)内侧通过其底部的滑动轴承(1211)和同步带轴承(1209)绕有同步带(1208)，所述同步带(1208)与所述升降舵机(1204)输出轴的同步轮(1205)啮合，滑块(1210)通过所述滑动轴承(1211)与所述井字形z轴(1207)外表面产生滑动约束并通过锯齿形机构啮合于所述同步带(1208)上的固定点。3.根据权利要求1所述的用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，其特征在于：所述控制计算机(4)中装有的专用控制软件界面(41)实现所述姿态控制机构(12)的姿态控制和所述数据记录仪(3)接收数据包情况的图形化显示，所述姿态控制机构(12)设有相关输入框和按钮进行姿态参数设置，对姿态运行过程进行编程，信号传输质量观察窗(4101)按固定周期输出表示数据包的圆形，所述数据记录仪(3)根据信号输出实心圆和空心圆，计算实时误码率和平均误码率，信号检测周期根据所测胶囊的标定传输速率进行设置。4.根据权利要求2所述的用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，其特征在于：所述井字形z轴(1207)为不锈钢圆钢。5.根据权利要求2所述的用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，其特征在于：所述z轴旋转电机(1201)为伺服电机。6.根据权利要求2所述的用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，其特征在于：所述同步带(1208)为弧齿同步带。7.根据权利要求2所述的用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，其特征在于：所述联轴器(1206)与导电滑环(1202)的内环转动。8.根据权利要求1所述的用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，其特征在于：所述胶囊基座(1212)的俯仰角通过姿态舵机组(1203)协同控制。9.根据权利要求3所述的用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，其特征在于：所述姿态控制机构(12)的相关参数由信号序列控制按钮组(4102)进行控制和设置，所述数据记录仪(3)在参数显示区(4103)显示平均误码率和实时误码率。10.根据权利要求1
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9任一项所述的用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，其特征在于：所述姿态控制机构(12)由位姿控制按钮组(4104)进行控制。
技术总结
本发明公开了一种用于胶囊内镜信号检测的图形化系统，包括圆桶形容器(1)、天线腰带(2)、数据记录仪(3)、控制计算机(4)，所述圆桶形容器(1)的尺寸与人体腹部尺寸相适应，所述圆桶形容器(1)由桶体(11)和位于其内部的姿态控制机构(12)构成，所述天线腰带(2)和数据记录仪(3)经过开发用于信号检测，所述控制计算机(4)中装有用于接收和分析所述数据记录仪(3)传递信号以及对所述姿态控制机构(12)进行控制的专用控制软件界面(41)，胶囊内镜(5)固定于胶囊基座(1212)内部，本发明使得胶囊基座绕滑块上一固定点旋转，从而实现胶囊三自由度运动，便捷高效。便捷高效。便捷高效。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：江苏势通生物科技有限公司
技术研发日：2021.03.02
技术公布日：2021/6/29