膠囊內(nèi)窺鏡機器人微驅(qū)動及控制的研究.pdf

1、由于推進式內(nèi)窺鏡的檢查方式常會引起消化道疾病患者不適。特別是對小腸出血性疾病的病灶，推進式內(nèi)窺鏡更是會引起極大的痛苦。膠囊內(nèi)窺鏡檢查方式實現(xiàn)了全消化道檢測的“微創(chuàng)無創(chuàng)”，并解決了小腸病變檢查難的問題。然而，膠囊內(nèi)窺鏡僅僅依靠胃腸道自然蠕動力遍歷人體全消化道無法進行有效控制。 基于此，采用直流電機螺旋驅(qū)動和形狀記憶合金(SMA)兩種驅(qū)動方案，開發(fā)兩種不同膠囊內(nèi)窺鏡機器人運動機構(gòu)，設(shè)計了兩種方案的膠囊內(nèi)窺鏡機器人無線控制電路，并進行

2、了驅(qū)動實驗。 首先，分析了SMA微驅(qū)動特性、工作原理、本構(gòu)模型，建立了電加熱驅(qū)動方式的數(shù)學模型，并進行仿真實驗研究。 其次，在介紹MSP430單片機外圍電路模塊的基礎(chǔ)上，完成了膠囊內(nèi)窺鏡機器人無線控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計和軟件編程。 最后，進行了膠囊內(nèi)窺鏡機器人直流電機螺旋驅(qū)動實驗和SMA微驅(qū)動實驗。模擬實驗顯示，提出的驅(qū)動方法切實可行，進一步對直流電機螺旋驅(qū)動和SMA微驅(qū)動比較可知，SMA微驅(qū)動具有很強的驅(qū)動力，