微型機(jī)器人螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)理研究.pdf

1、微型管道機(jī)器人和消化道微型機(jī)器人是目前國(guó)際上研究的熱門課題，有很好的前景，日本以及歐洲國(guó)家在這方面研究的比較早，并取得了一定的進(jìn)展。本論文提出了一種螺旋驅(qū)動(dòng)方式的微型機(jī)器人，目標(biāo)是在充滿流體的管道中懸浮式運(yùn)行，乃至今后進(jìn)入人體內(nèi)腔應(yīng)用于醫(yī)療，實(shí)現(xiàn)無損傷驅(qū)動(dòng)?！　≌撐膹睦碚摲治龊蛯?shí)驗(yàn)測(cè)試兩方面著手，分析了螺旋驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行環(huán)境流變模型，定性分析了其結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響，定量測(cè)試了螺旋驅(qū)動(dòng)的主要?jiǎng)恿W(xué)參數(shù)的數(shù)值。主要內(nèi)容包括：　　第一

2、章，論述了醫(yī)用微機(jī)電系統(tǒng)、醫(yī)用機(jī)器人、管道機(jī)器人和消化道機(jī)器人的研究現(xiàn)狀，介紹了本課題組提出的螺旋驅(qū)動(dòng)的微型機(jī)器人?！　〉诙?，通過分析和研究人體胃液、狗小腸腸液、血液及人工血液等的流變性能，得出了生物體液統(tǒng)一的流變模型，進(jìn)而建立了螺旋驅(qū)動(dòng)運(yùn)行環(huán)境的流變模型；根據(jù)普通的雷諾方程推導(dǎo)出了適用于非牛頓流體的修正雷諾方程的普遍形式?！　〉谌?，根據(jù)螺旋驅(qū)動(dòng)采用的矩形螺旋，推導(dǎo)出了適用于螺旋驅(qū)動(dòng)的簡(jiǎn)化修正雷諾方程，并進(jìn)行了無量綱化和離散化；

3、建立了螺旋驅(qū)動(dòng)的粘液膜厚度、剪應(yīng)力分布、表觀粘度、軸向牽引力、周向摩擦阻力及承載能力的無量綱表達(dá)式，并用有限差分方法求解出了螺旋驅(qū)動(dòng)的軸向牽引力、周向摩擦阻力和承載能力的無量綱數(shù)值，最后通過坐標(biāo)圖分析了螺旋驅(qū)動(dòng)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)軸向牽引力、周向摩擦阻力和承載能力的影響?！　〉谒恼拢敿?xì)介紹了螺旋驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試原理，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試原理設(shè)計(jì)建造了實(shí)驗(yàn)測(cè)試臺(tái)；用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)試了生物體液(雞蛋清)的表觀粘度，并擬合出了其流變模型；用生物體液(雞