微型肠道机器人扩张机构与能量接收线圈的设计与实验

微型肠道机器人扩张机构与能量接收线圈的设计与实验

论文摘要

研究并设计了一种新型扩张方式的能在肠道中运动和驻留的微型肠道机器人.该肠道机器人的扩张机构采用阿基米德螺线腿的方式进行扩张,扩张直径可达32 mm,变径比达到2.13.设计减速比为489的减速器,保证较大的输出转矩.对扩张机构的扩张臂进行力学分析,并通过实验测试了扩张机构的扩张力.进而,对能量接收线圈进行建模分析.结果表明:扩张机构扩张力的实验测试值与理论分析的整体趋势基本一致,最小扩张力为1.5 N,满足肠道扩张力的需求;优化线圈磁芯厚度、绕组层数以及绞线规格可以提高无线供能系统性能;当发射线圈驱动电流为1.4 A时,该接收线圈相应的传输功率为812 mW,能量传输效率为8.3%,能满足肠道机器人的功率要求.

论文目录

  • 1 微型肠道机器人系统概述
  • 2 扩张机构结构及其力学分析
  •   2.1 扩张机构结构
  •   2.2 扩张机构力学分析
  • 3 无线供能系统接收线圈的理论分析
  • 4 实验分析
  •   4.1 扩张机构实验分析
  •   4.2 接收线圈实验分析
  • 5 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 蒲鹏先,颜国正,王志武,韩玎,柯全,汪炜,李达伟

    关键词: 肠道机器人,阿基米德螺线腿,扩张机构,能量接收线圈

    来源: 上海交通大学学报 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 仪器仪表工业,自动化技术

    单位: 上海交通大学电子信息与电气工程学院

    基金: 国家自然科学基金(61673271,81601631),中国博士后基金(2016M601587)资助项目

    分类号: TH77;TP242

    DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2019.10.001

    页码: 1143-1150

    总页数: 8

    文件大小: 616K

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