发明内容
[0004] 本发明的目的是针对现有靶向给药技术的不足，提出一种仿伞骨结构的磁热共驱给药机器人及其磁控方法。本发明受伞骨模型(从收缩到展开的过程)的启发而提出，是一种仿伞骨结构的可展开到预设构型，并可以收折至初始药丸状态的椭球型机械人；是一种受梯度磁场和旋转磁场牵引以实现在人体内精准定位并实现可控给药的机器人；是一种受振荡磁场激励，获取电热能以膨胀气体，从而促使伞骨撑开的机器人；是一种以隔热、绝缘材料为主体、两端带有磁性材料、并由生物相容性材料包覆的机器人；是一种展开似花瓣的可实现驻停的机器人；是一种多药物容腔，可同时携带多种药物的可二次利用的机器人。
[0005] 本发明一种仿伞骨结构的磁热共驱给药机器人，包括体外LC谐振电路、体外能量供给装置、类花瓣外壳、药丸盖帽、工作滑块、储药容腔、支撑杆、气体储存基体和能量收集与气体加热装置；沿周向均布的n个类花瓣外壳组成第一类花瓣外壳组，沿周向均布的另外n个类花瓣外壳组成第二类花瓣外壳组，且第一类花瓣外壳组和第二类花瓣外壳组的类花瓣外壳在周向上交替布置，2≤n≤5；两个药丸盖帽固定在气体储存基体两端；药丸盖帽内侧壁固定有磁性材料；第一类花瓣外壳组和第二类花瓣外壳组均设置在两个药丸盖帽之间，其中一个药丸盖帽与第一类花瓣外壳组的n个类花瓣外壳一端均铰接，第一类花瓣外壳组的n个类花瓣外壳另一端均自由设置；另一个药丸盖帽与第二类花瓣外壳组的n个类花瓣外壳一端均铰接，第二类花瓣外壳组的n个类花瓣外壳另一端均自由设置；药丸盖帽与类花瓣外壳的各铰接轴上均设有扭簧；扭簧一端与药丸盖帽固定，另一端与类花瓣外壳固定；两个工作滑块与气体储存基体两端分别构成滑动副，且两个工作滑块的内腔与气体储存基体两端的两个通气口分别连通；n根支撑杆的一端与其中一个工作滑块均铰接，另一端与第一类花瓣外壳组的n个类花瓣外壳中部分别铰接；另外n根支撑杆的一端与另一个工作滑块均铰接，另一端与第二类花瓣外壳组的n个类花瓣外壳中部分别铰接；气体储存基体两端外壁位于周向相邻的每两根支撑杆之间均固定有储药容腔，所述的储药容腔开设有出药孔；各类花瓣外壳收拢状态下，每个类花瓣外壳的内壁覆盖周向位置对应且位于气体储存基体两端的两个储药容腔的出药孔；所述气体储存基体的内腔固定设有能量收集与气体加热装置。
[0006] 进一步，所述的能量收集与气体加热装置包括正交设置的三个接收线圈，三个接收线圈的内部空间嵌有磁芯；三个接收线圈均绕置在线圈支架上；线圈支架固定于气体储存基体内腔；每一维接收线圈先串联谐振电容后再连接一个全桥整流电路整流，三个全桥整流电路与稳压管和滤波电容并联后经DC‑DC电压转换模块连接电热丝。
[0007] 进一步，所述的体外能量供给装置包括三对正交的赫姆霍兹线圈和三对正交的麦克思维线圈。
[0008] 进一步，所述的类花瓣外壳相对支撑杆的最大偏转角为100°。
[0009] 进一步，所述的药丸盖帽和类花瓣外壳均采用具有隔热、绝缘性能的材料。
[0010] 进一步，所述的工作滑块和气体储存基体均采用纳米孔硅质绝热材料(适用温度‑190℃～1050℃)，以便于气体温度的变化不会影响到人体内部的环境。
[0011] 进一步，所述的类花瓣外壳、工作滑块、气体储存基体、储药容腔和药丸盖帽外表面以及支撑杆均涂覆派瑞林(Parylene)，派瑞林是具有生物相容性的医用涂层，提供了惰性隔离层，可有效隔离外界的化学品、水分和体液的侵蚀，同时可以增加机械表面的干润滑性。
[0012] 该仿伞骨结构的磁热共驱给药机器人的磁控方法，具体如下：
[0013] 移动定位过程如下：体外能量供给装置在工作空间内产生三维可控磁场，药丸盖帽内磁性材料在工作空间内受到磁场力和磁力矩的作用达到指定位置；然后调节体外能量供给装置产生的磁场，使药丸盖帽在指定位置驻留。
[0014] 出药孔打开过程如下：体外LC谐振电路产生振荡磁场，能量收集与气体加热装置受振荡磁场激励，使电热丝产生电热能，从而使气体储存基体中的气体受热膨胀，对工作滑块产生推力，推动支撑杆使得类花瓣外壳展开；类花瓣外壳展开后，储药容腔的出药孔被打开；通过调节体外LC谐振电路产生的振荡磁场频率，使能量收集与气体加热装置的电流大小改变，来改变电热丝产生热的速度，控制活塞运动速度，从而控制储药容腔的出药孔打开速度。
[0015] 收拢过程如下：体外LC谐振电路停止供电，电热丝不再产生电热能，气体储存基体中的气体逐渐收缩，类花瓣外壳与药丸盖帽铰接轴上的扭簧将类花瓣外壳收拢，从而推动支撑杆带动工作滑块复位。
[0016] 进一步，所述的三维可控磁场模型包括均匀梯度磁场、旋转磁场或均匀梯度磁场与旋转磁场的组合。
[0017] 本发明具有的有益效果：
[0018] 1、本发明有效利用了伞骨结构延展和收缩过程中体积的变换，提出了一种既节省空间，又可以延展扩大以实现在人体内部短暂驻留的给药机械人。在外界震荡磁场的激励下，在不改变自身连接方式的情况下可以由初始药丸状态转变为具有框架结构的预设状态，同时在撤除外界震荡磁场后，又可以回复到初始状态，利于机器人的运输和存储。
[0019] 2、本发明设置的各个储药容腔，可以实现多种类、多类型药物的储存和运输，有效避免传统给药机械人需重复给药的问题。
