膠囊內(nèi)窺鏡磁驅(qū)動(dòng)主動(dòng)行走技術(shù)研究.pdf

1、膠囊內(nèi)窺鏡是一種用于胃腸道檢查的非侵入式電子診療設(shè)備，具有檢查方便、無(wú)痛苦等優(yōu)點(diǎn)；但是也存在諸如診斷率不高和功能有限等缺點(diǎn)。膠囊內(nèi)窺鏡主動(dòng)行走技術(shù)的研究是改善其檢出率并增加其功能的有效手段之一。
　　本論文以一種磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)為動(dòng)力，提出了多種膠囊內(nèi)窺鏡主動(dòng)行走方法，包括磁拖動(dòng)式膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)、單腿磁驅(qū)動(dòng)膠囊機(jī)器人和混合驅(qū)動(dòng)雙腿蠕蟲式膠囊機(jī)器人等。首先，論文介紹了一種結(jié)合了圖像導(dǎo)航功能的磁拖動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用兩個(gè)體外磁鐵控制套有磁性外

2、殼的口服膠囊內(nèi)窺鏡。圖像導(dǎo)航的方向基準(zhǔn)通過(guò)合理的設(shè)計(jì)兩個(gè)體外磁鐵和內(nèi)置磁鐵的位置與磁化方向獲得。論文還詳細(xì)的論述了圖像導(dǎo)航的控制原理，提煉并優(yōu)化了機(jī)械手的控制參數(shù)，仿真計(jì)算了作為該驅(qū)動(dòng)原理理論基礎(chǔ)的內(nèi)外磁鐵間的相互作用關(guān)系，并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的主動(dòng)行走與圖像導(dǎo)航能力，以及深入的討論了可能適用于本磁拖動(dòng)方式的內(nèi)外磁鐵間的其它布局方式。
　　接著，論文提出了一種適用于小腸檢查的磁驅(qū)動(dòng)單腿膠囊機(jī)器人技術(shù)。論文通過(guò)對(duì)磁拖動(dòng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、利

3、用內(nèi)置磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)為膠囊機(jī)器人的主動(dòng)行走提供驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)還為該磁驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源設(shè)計(jì)了配套的腿部機(jī)構(gòu)，所設(shè)計(jì)的膠囊機(jī)器人既具備雙向行走能力又具備擴(kuò)充腸道的能力。論文還提出了主動(dòng)行走膠囊機(jī)器人的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并詳細(xì)介紹了提出的膠囊機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)與行走原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)力計(jì)算、零件選材等，并通過(guò)原理樣機(jī)的體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方案的行走能力。
　　隨后，論文提出了一種適用于結(jié)腸檢查的混合驅(qū)動(dòng)雙腿蠕蟲式膠囊機(jī)器人。該膠囊機(jī)器人具備前后兩個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，其特色在