膠囊內(nèi)窺鏡磁驅(qū)動主動行走技術(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、無痛苦等優(yōu)點；但是也存在諸如診斷率不高和功能有限等缺點。膠囊內(nèi)窺鏡主動行走技術(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)動技術(shù)為動力，提出了多種膠囊內(nèi)窺鏡主動行走方法，包括磁拖動式膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)、單腿磁驅(qū)動膠囊機器人和混合驅(qū)動雙腿蠕蟲式膠囊機器人等。首先，論文介紹了一種結(jié)合了圖像導(dǎo)航功能的磁拖動系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用兩個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)航的方向基準通過合理的設(shè)計兩個體外磁鐵和內(nèi)置磁鐵的位置與磁化方向獲得。論文還詳細的論述了圖像導(dǎo)航的控制原理，提煉并優(yōu)化了機械手的控制參數(shù)，仿真計算了作為該驅(qū)動原理理論基礎(chǔ)的內(nèi)外磁鐵間的相互作用關(guān)系，并實驗驗證了該系統(tǒng)的主動行走與圖像導(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)動單腿膠囊機器人技術(shù)。論文通過對磁拖動技術(shù)進行改進、利

3、用內(nèi)置磁鐵的轉(zhuǎn)動為膠囊機器人的主動行走提供驅(qū)動力，同時還為該磁驅(qū)動動力源設(shè)計了配套的腿部機構(gòu)，所設(shè)計的膠囊機器人既具備雙向行走能力又具備擴充腸道的能力。論文還提出了主動行走膠囊機器人的設(shè)計準則，并詳細介紹了提出的膠囊機器人的驅(qū)動與行走原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計、驅(qū)動力計算、零件選材等，并通過原理樣機的體外實驗驗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)動雙腿蠕蟲式膠囊機器人。該膠囊機器人具備前后兩個運動單元，其特色在