胶囊内窥镜机器微驱动及控制的研究.pdfVIP

摘要 摘要 由于推进式内窥镜的检查方式常会引起消化道疾病患者不适。特别是对小 肠出血性疾病的病灶，推进式内窥镜更是会引起极大的痛苦。胶囊内窥镜检查 方式实现了全消化道检测的“微创无创”，并解决了小肠病变检查难的问题。然 而，胶囊内窥镜仅仅依靠胃肠道自然蠕动力遍历人体全消化道无法进行有效控 制。 本文采用直流电机螺旋驱动和形状记忆合金(SMA)两种驱动方案，开发 两种不同胶囊内窥镜机器人运动机构，设计了两种方案的胶囊内窥镜机器人无 线控制电路，并进行了驱动实验。 首先，本文分析了SMA微驱动特性、工作原理、本构模型，建立了电加热 驱动方式的数学模型，并进行仿真实验研究。 其次，在介绍MsP430单片机外围电路模块的基础上，完成了胶囊内窥镜 机器人无线控制系统的硬件电路设计和软件编程。 最后，进行了胶囊内窥镜机器人直流电机螺旋驱动实验和sMA微驱动实验。 模拟实验显示，本文提出的驱动方法切实可行，进～步对直流电机螺旋驱动和 SMA微驱动比较可知，SMA微驱动具有很强的驱动力，并且更有易于微型化， 为胶囊内窥镜机器人的进一步研究奠定了基础。 关键词：胶囊内窥镜；机器人；微驱动；形状记忆合金；MSP430单片机； 仿真 ABSTRACT ABSTRACT the discomfortnlc Ow啦toPIlSh-Endoscopyalwaysbringing to patients淅tll feel fortllefocllsofsmaUintestine dise嬲e alimentary缸actuncomfonable．Especially arousesmore t0the hemo玎】[1agic terriblypain patient．Thc disease，Push·Endoscope the achieve恤eexarIlinationofemire solVe c印smeendoscopy gas仃oiIltestinal，锄d di_mcult ofsmaIl dia印osesproblem imestine．Howl挪％thecapsuleendoscoperely onImtural oft11e tmctnaversetheentirehum锄 solely peristalsisgastIDintestinal cannotbe digestive打acteff．ectively∞n劬lled． Tllis twodifrcremactIlator theDCmotor llsing p印erpresents pro伊锄sby actuator mechanismofthe helical aIld memory locomotion shape alloy(SMA)，and are contr01cifcuits are