微型機器人螺旋驅(qū)動機理研究.pdf

1、微型管道機器人和消化道微型機器人是目前國際上研究的熱門課題，有很好的前景，日本以及歐洲國家在這方面研究的比較早，并取得了一定的進展。本論文提出了一種螺旋驅(qū)動方式的微型機器人，目標是在充滿流體的管道中懸浮式運行，乃至今后進入人體內(nèi)腔應用于醫(yī)療，實現(xiàn)無損傷驅(qū)動?！　≌撐膹睦碚摲治龊蛯嶒灉y試兩方面著手，分析了螺旋驅(qū)動的運行環(huán)境流變模型，定性分析了其結構參數(shù)對動力學參數(shù)的影響，定量測試了螺旋驅(qū)動的主要動力學參數(shù)的數(shù)值。主要內(nèi)容包括：　　第一

2、章，論述了醫(yī)用微機電系統(tǒng)、醫(yī)用機器人、管道機器人和消化道機器人的研究現(xiàn)狀，介紹了本課題組提出的螺旋驅(qū)動的微型機器人。　　第二章，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，進而建立了螺旋驅(qū)動運行環(huán)境的流變模型；根據(jù)普通的雷諾方程推導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)動采用的矩形螺旋，推導出了適用于螺旋驅(qū)動的簡化修正雷諾方程，并進行了無量綱化和離散化；

3、建立了螺旋驅(qū)動的粘液膜厚度、剪應力分布、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式，并用有限差分方法求解出了螺旋驅(qū)動的軸向牽引力、周向摩擦阻力和承載能力的無量綱數(shù)值，最后通過坐標圖分析了螺旋驅(qū)動的主要結構參數(shù)對軸向牽引力、周向摩擦阻力和承載能力的影響?！　〉谒恼拢敿毥榻B了螺旋驅(qū)動的實驗測試原理，并根據(jù)實驗測試原理設計建造了實驗測試臺；用旋轉(zhuǎn)粘度計測試了生物體液(雞蛋清)的表觀粘度，并擬合出了其流變模型；用生物體液(雞