微醫(yī)療機(jī)器人旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電源的研究.pdf

1、微機(jī)器人具有微創(chuàng)傷、痛苦小、響應(yīng)快等特點(diǎn)，而外磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)管內(nèi)游動(dòng)機(jī)器人的無纜驅(qū)動(dòng)，使微機(jī)器人在醫(yī)療方面具有了廣闊的應(yīng)用前景。直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)是七十年代初提出的一種新的頻率合成技術(shù)，其全數(shù)字結(jié)構(gòu)具有許多獨(dú)特的性能，可以滿足現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的諸多要求，因而得到了迅速的發(fā)展。本文結(jié)合這兩種技術(shù)，利用單片機(jī)靈活的控制特性，研究開發(fā)了一種新的基于DDS技術(shù)的微醫(yī)療機(jī)器人旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)。該驅(qū)動(dòng)電源可以驅(qū)動(dòng)兩軸亥姆霍茲線圈空

2、間的一個(gè)平面內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)游動(dòng)機(jī)器人的無纜驅(qū)動(dòng)，本文詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)的過程及方法。 本文首先闡述了微機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)原理和游動(dòng)機(jī)理，提出了一種靠兩路正交的電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)兩軸亥姆霍茲線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作為外驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)表面具有螺旋結(jié)構(gòu)，以釹鐵硼(NdFeB)圓柱形永磁體作為內(nèi)驅(qū)動(dòng)器的膠囊式微機(jī)器人游動(dòng)的無纜驅(qū)動(dòng)方法。 然后本文對(duì)直接數(shù)字頻率合成技術(shù)的發(fā)展以及特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，詳細(xì)介紹了DDS的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)闡述

3、了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)器的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出了以單片機(jī)AT89S52和DDS芯片AD9854為核心的數(shù)字可控旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電源，將整個(gè)系統(tǒng)分為信號(hào)產(chǎn)生電路、鍵盤顯示電路，濾波放大電路三個(gè)模塊，對(duì)系統(tǒng)的各部分功能電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)和調(diào)試，最終產(chǎn)生兩路正余弦電流信號(hào)用以驅(qū)動(dòng)兩組亥姆霍茲線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 系統(tǒng)的調(diào)試與分析的結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的數(shù)字可控旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)基本滿足了課題的要求，且具有體積小、精度高、控制便捷、響應(yīng)快等特點(diǎn)，為