JPH05215106A - 自走型マイクロマシン - Google Patents
自走型マイクロマシンInfo
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- JPH05215106A JPH05215106A JP4047461A JP4746192A JPH05215106A JP H05215106 A JPH05215106 A JP H05215106A JP 4047461 A JP4047461 A JP 4047461A JP 4746192 A JP4746192 A JP 4746192A JP H05215106 A JPH05215106 A JP H05215106A
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- Pending
Links
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- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
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Landscapes
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 有索型マイクロマシンの先端機能部自身に推
進力を具備させ、自走可能とすること。 【構成】 １はマイクロマシンの機能部を示し、該機能
部１には各種のセンシング素子やアクチュエーター、或
いはイメージガイドの対物部や照明機能等、各種の機能
的装置が組込まれている。４は制御部であり、また３は
機能部１と制御部４とを接続するための索である。そし
て上記機能部１には、圧電素子の電歪効果によってその
内容積が変化可能とされた筒体と流体吸入弁および流体
噴射弁とを有する微小ポンプ２が付設されており、該ポ
ンプ２による流体の吸入及び噴出の動作によって、機能
部１が自走可能とされている。
進力を具備させ、自走可能とすること。 【構成】 １はマイクロマシンの機能部を示し、該機能
部１には各種のセンシング素子やアクチュエーター、或
いはイメージガイドの対物部や照明機能等、各種の機能
的装置が組込まれている。４は制御部であり、また３は
機能部１と制御部４とを接続するための索である。そし
て上記機能部１には、圧電素子の電歪効果によってその
内容積が変化可能とされた筒体と流体吸入弁および流体
噴射弁とを有する微小ポンプ２が付設されており、該ポ
ンプ２による流体の吸入及び噴出の動作によって、機能
部１が自走可能とされている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自走機能を備えたいわ
ゆる有索型マイクロマシンに関するものである。
ゆる有索型マイクロマシンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば医療用細管（カテーテル）の先端
に、センサ機能やアクチュエータ機能等を搭載した機能
部を取り付けてカテーテルの他端側から前記機能部を遠
隔操作可能としてなる有索型マイクロマシンが、例えば
血管内病巣の治療等の用途に研究されている。
に、センサ機能やアクチュエータ機能等を搭載した機能
部を取り付けてカテーテルの他端側から前記機能部を遠
隔操作可能としてなる有索型マイクロマシンが、例えば
血管内病巣の治療等の用途に研究されている。
【０００３】ところで、上記のような機能部を必要箇所
まで移動させること、例えば医療用に使用する場合には
機能部を病巣部まで的確に移動させることが重要である
が、これまでのところ特に有用なマイクロマシンにおけ
る有用な自走手段が提案されていないのが実状である。
従って従来は、細管（カテーテル）を手で送り出して先
端機能部を所定部位まで到達させるのが通常であり、こ
のような手動方式であると微妙な位置合わせが非常に困
難であるという問題があった。
まで移動させること、例えば医療用に使用する場合には
機能部を病巣部まで的確に移動させることが重要である
が、これまでのところ特に有用なマイクロマシンにおけ
る有用な自走手段が提案されていないのが実状である。
従って従来は、細管（カテーテル）を手で送り出して先
端機能部を所定部位まで到達させるのが通常であり、こ
のような手動方式であると微妙な位置合わせが非常に困
難であるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、有索
型マイクロマシンの先端機能部自身が推進力を具備し、
手動によらずとも自走が可能で、かつ推進制御が可能な
マイクロマシンを提供することを課題とする。
型マイクロマシンの先端機能部自身が推進力を具備し、
手動によらずとも自走が可能で、かつ推進制御が可能な
マイクロマシンを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の自走型マイクロ
マシンは、細管の先端に機能部を設けたマイクロマシン
において、前記機能部に、圧電素子の電歪効果によって
その内容積が変化可能とされた筒体と、該筒体の一端に
設けられる流体吸入弁及び他端に設けられる流体噴射弁
とからなる微小ポンプを設けたことを特徴とするもので
ある。
マシンは、細管の先端に機能部を設けたマイクロマシン
において、前記機能部に、圧電素子の電歪効果によって
その内容積が変化可能とされた筒体と、該筒体の一端に
設けられる流体吸入弁及び他端に設けられる流体噴射弁
とからなる微小ポンプを設けたことを特徴とするもので
ある。
【０００６】
【作用】上記微小ポンプから流体を噴出させたときに発
生する反力により、機能部が前記流体噴出方向とは反対
の方向へ推進可能となる。流体の吸入及び噴出は、上記
筒体における圧電素子の電歪動作による内容積変化によ
って行われ、例えば圧電素子に電圧を加えた時その内容
積が縮減されるように設定しておけば、電圧非印加時に
流体吸入弁を開いて流体を筒体内へ取り入れ、電圧印加
時に流体噴出弁を開いて流体を噴射させることにより、
流体の吸入・噴出が行い得、而して推進力が得られる。
このような構成からなるポンプは簡素な構成であるので
微小化が容易であり、従ってマイクロマシンの動力源と
しては極めて適している。
生する反力により、機能部が前記流体噴出方向とは反対
の方向へ推進可能となる。流体の吸入及び噴出は、上記
筒体における圧電素子の電歪動作による内容積変化によ
って行われ、例えば圧電素子に電圧を加えた時その内容
積が縮減されるように設定しておけば、電圧非印加時に
流体吸入弁を開いて流体を筒体内へ取り入れ、電圧印加
時に流体噴出弁を開いて流体を噴射させることにより、
流体の吸入・噴出が行い得、而して推進力が得られる。
このような構成からなるポンプは簡素な構成であるので
微小化が容易であり、従ってマイクロマシンの動力源と
しては極めて適している。
【０００７】
【実施例】以下図面に基づいて、本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明にかかる有索の自走型マイク
ロマシンの一例を示す図であって、１はマイクロマシン
の機能部を示し、図示は省略しているが該機能部１には
各種のセンシング素子やアクチュエーター、或いはイメ
ージガイドの対物部や照明機能等、各種の機能的装置が
組込まれている。４は前記機能部１の各種装置を遠隔操
作するための制御部であり、また３は機能部１と制御部
４とを接続するための極細電線や光ファイバ等の伝送媒
体を内蔵する索である。
に説明する。図１は本発明にかかる有索の自走型マイク
ロマシンの一例を示す図であって、１はマイクロマシン
の機能部を示し、図示は省略しているが該機能部１には
各種のセンシング素子やアクチュエーター、或いはイメ
ージガイドの対物部や照明機能等、各種の機能的装置が
組込まれている。４は前記機能部１の各種装置を遠隔操
作するための制御部であり、また３は機能部１と制御部
４とを接続するための極細電線や光ファイバ等の伝送媒
体を内蔵する索である。
【０００８】そして上記機能部１には、圧電素子の電歪
効果によってその内容積が変化可能とされた筒体と流体
吸入弁および流体噴射弁とを有する微小ポンプ２が付設
されており、該ポンプ２による流体の吸入及び噴出の動
作によって、機能部１が自走可能とされている。なお本
実施例品はマイクロマシンという用途上、索３の直径は
１００μｍ〜数mm程度、機能部１の幅は数百μｍ〜１０
mm程度とすることが望ましい。
効果によってその内容積が変化可能とされた筒体と流体
吸入弁および流体噴射弁とを有する微小ポンプ２が付設
されており、該ポンプ２による流体の吸入及び噴出の動
作によって、機能部１が自走可能とされている。なお本
実施例品はマイクロマシンという用途上、索３の直径は
１００μｍ〜数mm程度、機能部１の幅は数百μｍ〜１０
mm程度とすることが望ましい。
【０００９】上記微小ポンプ２の詳細構造の一例を図２
に示している。図において２１は筒体であり、該筒体２
１は圧電素子にてその一部または全部が構成されてお
り、この圧電素子の電歪効果によって筒体２１が変形
し、かかる変形による筒体２１の内容積変化作用によっ
て、外部からの流体の取り入れおよび外部への流体の排
出というポンプ動作が行われる。
に示している。図において２１は筒体であり、該筒体２
１は圧電素子にてその一部または全部が構成されてお
り、この圧電素子の電歪効果によって筒体２１が変形
し、かかる変形による筒体２１の内容積変化作用によっ
て、外部からの流体の取り入れおよび外部への流体の排
出というポンプ動作が行われる。
【００１０】筒体２１の一端側には流体噴出弁体２２が
設けられており、筒体２１内部が増圧状態のときに開と
なる弁２２０を備えている。一方筒体２２の他端側には
流体吸入弁体２３が設けられ、筒体２１内部が減圧状態
のときに開となる弁２３０を有している。なお前記流体
噴出弁体２２側には、噴出圧力を高めて推進力を向上さ
せるために、ノズル２４が取り付けられている。
設けられており、筒体２１内部が増圧状態のときに開と
なる弁２２０を備えている。一方筒体２２の他端側には
流体吸入弁体２３が設けられ、筒体２１内部が減圧状態
のときに開となる弁２３０を有している。なお前記流体
噴出弁体２２側には、噴出圧力を高めて推進力を向上さ
せるために、ノズル２４が取り付けられている。
【００１１】すなわち、筒体２１を構成する圧電素子を
動作させて、筒体２１内を減圧状態として弁２３０を開
き（このとき弁２２０は閉じている）外部から流体を供
給口Ｓから吸入し、その後筒体２１内を増圧状態として
弁２２０を開き、先に吸入した流体をノズル２４の噴出
口Ｅを通して噴射させるものである。このときに生ずる
噴射反力によって、機能部２が該噴射方向と逆方向に推
進される。
動作させて、筒体２１内を減圧状態として弁２３０を開
き（このとき弁２２０は閉じている）外部から流体を供
給口Ｓから吸入し、その後筒体２１内を増圧状態として
弁２２０を開き、先に吸入した流体をノズル２４の噴出
口Ｅを通して噴射させるものである。このときに生ずる
噴射反力によって、機能部２が該噴射方向と逆方向に推
進される。
【００１２】図３、図４は上記のような筒体２１のポン
プ動作の一例を示している。図は筒体２１自体を圧電素
子にて構成し、該圧電素子として屈曲振動モードを有す
る素子を利用した例を示しており、図３は圧電素子に電
界を加えたことによる振動効果により、筒体２１が外側
に膨脹して筒体２１内部が減圧状態となり、弁２３０が
開となって流体Ｌを供給口Ｓから吸入する状態を表して
いる。一方図４は筒体２１が内側に縮径して筒体２１内
部が増圧状態となり、弁２２０が開となって流体Ｌをノ
ズル２４の噴出口Ｅから噴射している状態を表してい
る。
プ動作の一例を示している。図は筒体２１自体を圧電素
子にて構成し、該圧電素子として屈曲振動モードを有す
る素子を利用した例を示しており、図３は圧電素子に電
界を加えたことによる振動効果により、筒体２１が外側
に膨脹して筒体２１内部が減圧状態となり、弁２３０が
開となって流体Ｌを供給口Ｓから吸入する状態を表して
いる。一方図４は筒体２１が内側に縮径して筒体２１内
部が増圧状態となり、弁２２０が開となって流体Ｌをノ
ズル２４の噴出口Ｅから噴射している状態を表してい
る。
【００１３】図５は筒体２１の他の実施例を示してお
り、容易に変形しない剛直性の第１のチューブ２６の内
周側に可撓性の第２のチューブ２５を設け、両チューブ
間に圧電素子２７を配置した構成である。かかる構成に
おいて、圧電素子２７に電界を加えると、その電歪効果
により第２のチューブ２５が押圧されて内側に変形し
（図６）、その結果チューブ２５の内容積が変化する。
このような構成において上記のごとき動作を繰り返すこ
とによってもポンプ動作を行わせることができるもので
ある。
り、容易に変形しない剛直性の第１のチューブ２６の内
周側に可撓性の第２のチューブ２５を設け、両チューブ
間に圧電素子２７を配置した構成である。かかる構成に
おいて、圧電素子２７に電界を加えると、その電歪効果
により第２のチューブ２５が押圧されて内側に変形し
（図６）、その結果チューブ２５の内容積が変化する。
このような構成において上記のごとき動作を繰り返すこ
とによってもポンプ動作を行わせることができるもので
ある。
【００１４】上記圧電素子としては特に制限はなく、例
えば水晶素子、ＬｉＴａＯ3 素子、ＬｉＮｂＯ3 素子等
の単結晶圧電素子、チタン酸バリウム系、チタン酸ジル
コン鉛系、ニオブ酸塩系等のセラミック系圧電素子が使
用できる。
えば水晶素子、ＬｉＴａＯ3 素子、ＬｉＮｂＯ3 素子等
の単結晶圧電素子、チタン酸バリウム系、チタン酸ジル
コン鉛系、ニオブ酸塩系等のセラミック系圧電素子が使
用できる。
【００１５】本発明において動力源となる流体Ｌとして
は各種のものが適用可能であり、例えば水や各種水溶
液、或いは空気やガス等、機能部１の周囲に存在する流
体をそのまま使用することができる。また、本マイクロ
マシンを血管内に通して使用する場合は、血液を上記流
体Ｌとして使用することもできる。さらに、前記のよう
に周囲に存在する流体を使用せずとも、索３内に流路管
を組込み、この流路管を通して外部から流体Ｌを流体吸
入弁体２３に供給するようにしても良い。
は各種のものが適用可能であり、例えば水や各種水溶
液、或いは空気やガス等、機能部１の周囲に存在する流
体をそのまま使用することができる。また、本マイクロ
マシンを血管内に通して使用する場合は、血液を上記流
体Ｌとして使用することもできる。さらに、前記のよう
に周囲に存在する流体を使用せずとも、索３内に流路管
を組込み、この流路管を通して外部から流体Ｌを流体吸
入弁体２３に供給するようにしても良い。
【００１６】また図１に示す実施例では前方のみしか推
進できないが、微小ポンプ２をその流体噴出方向が異な
るように多数取り付ければ、機能部１を上下方向および
左右方向、或いは後向きに推進させることが可能とな
り、機能部１の自走方向を各方向に制御することが可能
となるので好ましい。
進できないが、微小ポンプ２をその流体噴出方向が異な
るように多数取り付ければ、機能部１を上下方向および
左右方向、或いは後向きに推進させることが可能とな
り、機能部１の自走方向を各方向に制御することが可能
となるので好ましい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した通りの本発明の自走型マイ
クロマシンによれば、機能部に設けた微小ポンプから流
体を噴射させることにより、該機能部を自走可能とした
ので、従来の手動による場合に比べ格段に有索型マイク
ロマシンの操作性を向上させることができる。
クロマシンによれば、機能部に設けた微小ポンプから流
体を噴射させることにより、該機能部を自走可能とした
ので、従来の手動による場合に比べ格段に有索型マイク
ロマシンの操作性を向上させることができる。
【図１】本発明の自走型マイクロマシンの一例を示す平
面図である。
面図である。
【図２】微小ポンプの一例を示す断面図である。
【図３】微小ポンプの動作状態を示す断面図である。
【図４】微小ポンプの動作状態を示す断面図である。
【図５】筒体の他の例を示す断面図である。
【図６】図５に示す筒体の動作状態を示す断面図であ
る。
る。
１ 機能部 ２ 微小ポンプ ２１ 筒体 ２２ 流体噴射弁 ２３ 流体吸入弁 ３ 索（細管） ４ 制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 細管の先端に機能部を設けたマイクロマ
シンにおいて、前記機能部に、圧電素子の電歪効果によ
ってその内容積が変化可能とされた筒体と、該筒体の一
端に設けられる流体吸入弁及び他端に設けられる流体噴
射弁とからなる微小ポンプを設けたことを特徴とする自
走型マイクロマシン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4047461A JPH05215106A (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 自走型マイクロマシン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4047461A JPH05215106A (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 自走型マイクロマシン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215106A true JPH05215106A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=12775801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4047461A Pending JPH05215106A (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 自走型マイクロマシン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05215106A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119460220A (zh) * | 2024-08-28 | 2025-02-18 | 国网黑龙江省电力有限公司大庆供电公司 | 一种基于压电驱动的具有多工作模式的油浸式巡检微航器 |
-
1992
- 1992-02-03 JP JP4047461A patent/JPH05215106A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119460220A (zh) * | 2024-08-28 | 2025-02-18 | 国网黑龙江省电力有限公司大庆供电公司 | 一种基于压电驱动的具有多工作模式的油浸式巡检微航器 |
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