膠囊式微型機器人磁驅動特性的研究.pdf

1、微型管道機器人具有體積小、響應快、耗能低等特點。采用無纜驅動方式，可提高其可靠性與實用性。無纜驅動的體內醫(yī)療微型機器人利用人體管腔和液體介質在人體內行走，以實現(xiàn)診斷、治療和手術等作業(yè)。 本文提出了靠徑向磁化的圓筒形NdFeB永磁體作外驅動器，由變頻調速的電機帶動其轉動產生旋轉磁場，驅動表面具有螺旋結構，體內嵌有與外驅動器同磁極數(shù)結構的NdFeB內驅動器的膠囊式微型機器人游動的無纜驅動方法。 首先闡述了微機器人的驅動原理和

2、游動機理，利用有限元軟件ANSYS的電磁模塊對外驅動器的磁場特性進行了仿真分析；基于等效磁荷理論和磁庫倫定律建立了普遍偏心狀態(tài)下外驅動器與微機器人的磁驅動力矩和軸向磁拉力的數(shù)學模型，并利用MATLAB對模型與外驅動器結構參數(shù)的關系進行了驗證分析；然后基于永磁魔環(huán)技術對外驅動器磁極磁化方向的改進方案進行了探討。為了提高機器人在不同游動環(huán)境的適應能力，提高磁驅動效率，根據(jù)離心原理研制了具有徑向間隙自補償功能機器人樣機。 本文最后進行