本实用新型属于无线通信的技术领域，特别涉及一种基于zigbee无线技术的腔内可重构胶囊机器人通信系统。
背景技术：
经过对现有技术的检索，专利申请号：201480028004.9中，设计了一种在胃肠道中成像胶囊的位置估计系统，该成像胶囊包括一控制器，用于控制成像胶囊的功能，一收发器，用于与记录器相通信，以及一线圈，用于电磁信号的传输。但该技术存在位置定位不准，信号传输不正常的现象。
zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。
目前的体内模块通信系统普遍采用射频的方法，载波频率为433mhz，采用轮询方式，但是该方法存在着以下几点缺陷：1.通讯距离有限；2.抗干扰能力弱；3.组网不灵活，容易随着胶囊体数量增多而出现一些信号丢失的现象。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活基于zigbee无线技术的腔内可重构胶囊体通信系统，可以精确控制胶囊机器人在胃肠道内的重构，进行有目的、有方向的检测。
为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种基于zigbee无线技术的腔内可重构胶囊机器人通信系统，包括位于胶囊机器人内的内部zigbee无线串口通信模块和位于胶囊机器人外部的外部zigbee无线串口通信模块，多个胶囊机器人的内部zigbee无线串口通信模块之间进行组网通讯，组成能进行多跳网络数据传输的拓扑网络结构，所述外部zigbee无线串口通信模块用于接收外部指令，且该外部zigbee无线串口通信模块与内部zigbee无线串口通信模块进行通讯完成指令传达。
进一步的，所述胶囊机器人内还包括伺服电机、mcu控制器和用于完成一种或多种功能的功能模块，该伺服电机和功能模块均与mcu控制器相连；所述内部zigbee无线串口通信模块与mcu控制器进行数据交换。
进一步的，所述外部zigbee无线串口通信模块和内部zigbee无线串口通信模块均包括射频收发器、微处理器和天线，所述射频收发器和天线均与微处理器电连接。
有益效果：本实用新型通过zigbee无线串口通信模块进行组网通信，实现一点对多点或多点对多点之间的数据透明传输及中继转发作用，从而使本实用新型具有通讯距离远、抗干扰能力强和组网灵活的优势。
附图说明
图1是本实用新型一胶囊体内部图；
图2是zigbee无线串口通信模块原理图；
图3是本实用新型一胶囊重组体图；
图4是zigbee无线串口通信拓扑网络图；
图5为腔内可重构医疗胶囊机器人整体结构图。
图6为胶囊机器人二指钳模块的主视图。
图7为胶囊机器人二指钳模块的俯视图。
图8为胶囊机器人偏转模块的主视图。
图9为胶囊机器人偏转模块的俯视图。
图10为胶囊机器人伸缩模块的主视图。
图11为胶囊机器人伸缩模块的俯视图。
图12为胶囊机器人摄像头旋转模块的主视图。
具体实施方式
下面结合附图进一步阐述本实用新型。
实施例1：
本实施例包括胶囊机器人模块1和外部zigbee无线串口通信模块9，如图1所示，本实施例的胶囊机器人模块1内包括伺服电机3、mcu控制器4、内部zigbee无线串口通信模块5和用于实现一种或多种功能的功能模板，伺服电机3和功能模板均与mcu控制器4连接，内部zigbee无线串口通信模块5与mcu控制器4连接进行数据交换，内部zigbee无线串口通信模块5与外部zigbee无线串口通信模块9进行通信，该外部zigbee无线串口通信模块9用于接收外部指令，并将该指令传递给内部zigbee无线串口通信模块5，多个胶囊机器人的内部zigbee无线串口通信模块之间进行组网通讯，组成能进行多跳网络数据传输的拓扑网络结构，使本系统具有抗干扰能力强和组网灵活的特点。
如图2所示，外部zigbee无线串口通信模块9和内部zigbee无线串口通信模块5均包括射频收发器12、微处理器10和天线11，射频收发器12和天线11均与微处理器10电连接。在本实施例中，天线11为pcb天线，体积较小，传输距离适中。
如图4所示，多个内部zigbee无线串口通信模块进行组网通信，组成拓扑网络结构，进一步控制各个胶囊机器人模块进行体内重组，重组为如图3所示的“一字型”结构体。
实施例2：
本实施例采用的胶囊机器人模块为腔内可重构机器人系统中的任意一个胶囊体，其他技术结构与实施例1一致，如图5所示，该腔内可重构机器人系统包括用于病理采集的二指夹持模块，用于控制机器人联体的偏转模块，用于前进后退的直线运动模块和用于采集腔内信息的摄像头旋转模块。四个胶囊体模块分别进入胃肠道内依靠各自首尾的磁铁磁力进行任意组合，最终组合成一个“一”字形的胶囊机器人联体。
如图6至图7所示，二指夹持模块包括第一胶囊壳体101、第一电机固定底座102、第一电机103、第一mcu104、螺母105、二指钳106、第一蜗杆107、第一涡轮108、第一电机驱动板109和二指钳固定挡板110。第一电机103底部与第一电机固定底座102相嵌，所述第一mcu104与第一电机驱动板109分别置于第一电机103两侧，所述螺母105、第一涡轮108与二指钳106相连，所述第一蜗杆107与第一涡轮108相连，所述第一胶囊壳体101、第一电机固定底座102与二指钳固定挡板110之间围合有密封腔体，所述第一电机103设置在所述密封腔体内，驱动二指钳进行夹持。该模块提供病理采样的功能。
如图8至图9所述，偏转模块包括第二胶囊壳体201、第二电机固定底座202、第二电机203、第二mcu204、第二电机驱动板205、偏转体206、第二涡轮207、第二蜗杆208和偏转体固定杆209。第二电机203底部与第二电机固定底座202相嵌，所述第二mcu204与第二电机驱动板205置于第二胶囊壳体201内一侧，所述偏转体206、第二涡轮207、偏转体固定杆209与第二蜗杆208相连接。所述第二胶囊壳体201、第二电机固定底座202与偏转体206之间围合有密封腔体，所述第二电机203设置在所述密封腔体内，驱动偏转体206调整偏转角度。该模块提供调整机器人联体位姿的功能。
如图10至图11所示，直线运动模块包括第三胶囊壳体301、第三电机固定底座302、第三电机303、第三电机驱动板304、直线体305、丝杆306、直线组合体307和第三mcu308。第三电机303底部与第三电机固定底座302相嵌，第三mcu308与第三电机驱动板304分别置于第三胶囊壳体301两侧，所述直线体305、直线组合体307和丝杆306相连；所述第三胶囊壳体301、第三电机固定底座302与直线体之间围合有密封腔体，所述第三电机303设置在所述密封腔体内，驱动直线体305进行伸缩调节。该模块提供机器人联体前进、后退的功能。
如图12所示，摄像头旋转模块包括第四胶囊壳体401、第四mcu402、第四电机固定底座403、第四电机驱动板404、摄像头模块405、第四电机406和旋转体407。第四电机406与第四电机固定底座403相嵌，第四mcu402置于一侧，摄像模块405与第四电机驱动板404置于另一侧，所述旋转体407与第四电机406相连，所述第四胶囊壳体401、第四电机固定底座403与旋转体407之间围合有密封腔体，第四电机406设置在所述密封腔体内，驱动旋转体407调节摄像头检测角度。该模块提供实时检测的功能。
医疗胶囊机器人在腔内检测与病理取样主要分为三个基本步骤：
步骤1、胶囊机器人模块在腔内重构，具体步骤如下：
101)四个胶囊模块分别无序进入腔内；
102)各模块在腔内进行随机组合成一字型联体。
步骤2、机器人联体在腔内进行检测，具体步骤如下：
201)直线运动模块控制机器人联体运动到指定位置；
202)偏转模块控制机器人联体进行位姿调整；
203)摄像头旋转模块通过旋转体进行多角度视频检测且实时数据传输。
步骤3、机器人联体进行病理取样，具体步骤如下：
301)摄像头模块进行实时侦测且锁定病理具体位置；
302)二指夹持模块对病变位置进行夹持。
整个机器人联体在腔内重构与检测的具体步骤如下：
四个胶囊体模块分别进入胃肠道内依靠各自首尾的磁铁磁力进行任意组合，最终组合成一个“一”字形的胶囊机器人联体。机器人联体通过直线运动模块在腔内进行运动，由其中的电机对直线体进行伸缩驱动。当联体运动到指定检测位置时，偏转模块通过底部偏转体进行对联体的位姿角度调节，由其中的电机对底部偏转体进行驱动，使得胶囊机器人在体内进行定点观察。摄像头旋转模块通过底部旋转体进行360°探测，并进行实时数据传输，配合二指夹持模块进行病理取样。二指夹持模块通过头部的二指钳进行病理取样，由其中的电机对二指钳夹取进行操作。
1.基于zigbee无线技术的腔内可重构胶囊机器人通信系统，其特征在于：包括位于胶囊机器人内的内部zigbee无线串口通信模块(5)和位于胶囊机器人外部的外部zigbee无线串口通信模块(9)，多个胶囊机器人的内部zigbee无线串口通信模块之间进行组网通讯，组成能进行多跳网络数据传输的拓扑网络结构，所述外部zigbee无线串口通信模块(9)用于接收外部指令，且该外部zigbee无线串口通信模块(9)与内部zigbee无线串口通信模块(5)进行通讯完成指令传达。
2.根据权利要求1所述的基于zigbee无线技术的腔内可重构胶囊机器人通信系统，其特征在于：所述胶囊机器人内还包括伺服电机(3)、mcu控制器(4)和用于完成一种或多种功能的功能模块，该伺服电机(3)和功能模块均与mcu控制器(4)相连；所述内部zigbee无线串口通信模块(5)与mcu控制器(4)进行数据交换。
3.根据权利要求1所述的基于zigbee无线技术的腔内可重构胶囊机器人通信系统，其特征在于：所述外部zigbee无线串口通信模块(9)和内部zigbee无线串口通信模块(5)均包括射频收发器(12)、微处理器(10)和天线(11)，所述射频收发器(12)和天线(11)均与微处理器(10)电连接。
技术总结