胶囊机器人弯曲环境通过性与磁矢量控制.pdfVIP

学兔兔 第 50卷第 5期 机 械 工 程 学 报 VO1．50 NO．5 2014年 3月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Mar． 20l4 DoI： l0．3901／JME．2014．05．026 胶囊机器人弯曲环境通过性与磁矢量控制木 张永顺 孙 颖 杜春雨 王 娜 迟明路 (大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室 大连 116024) 摘要：以空间万向旋转磁矢量为驱动源，以实现胶囊机器人在充满大黏度液体复杂弯曲环境内的非接触转向游动为 目标，根 据弯曲环境几何约束条件，研究机器人在圆弧弯管、转角弯管内的通过性与万向旋转磁矢量的控制策略。根据路径规划，推 导机器人在弯曲环境内非接触游动所需要转弯位置、转向角和驱动距离，为顺利实现机器人转弯控制，基于上述参量，建立 万向磁矢量的空间变换模型。试验表明，上述控制策略能够有效实现胶囊机器人在弯曲环境内的通过。 关键词：胶囊机器人；万向旋转磁矢量；非接触通过策略；离散驱动控制 中图分类号：TP242 TrafficabilityCharacteristicandM agneticVectorControlofaCapsule RobotinBendingEnvironment ZHANGYongshun SUNYing DU Chunyu Ⅵ NGNa CHIM inglu (KeyLaboratoryforPrecision＆Non—traditionalMachiningofMinistryofEducation， DalianUniversityofTechnology,Dalian116024) Abstract：Forrealizingnon—contactswimmingofacapsulerobotdrivenbyauniversalrotatingmagneticvectorincomplexbending environmentfilledwithhighviscousliquid，basedongeometricconstraintofbendingenvironment，trafficabilitycharacteristicand magneticvectorcontrolstrategyfurcapsulerobottosteerincircularraCtubeandangletuberaeinvestigated．Thesteeringposition， steeringnagleandacutatingdistancefornon-contactswimmingofthecapsulerobotinbendingenvironmentarederivedbasedon pathplanning，ufrachievingsuccessfulsteering conrtol，basedonaforementionedparameters，aspatialrtansformationmodelufr directionaladjustmentoftheuniversalmagneticspinvectorateachdrivingpointisderived．Experimentsdemonstratehtatthe conrtolstrategycanachievethenon—contactrtansitforthecapsulerobottosteerinbendingenviromn ent． Keywords：capsulerobot；un iversalrotatingmagneticvector；non-contacttransittingsrtategy；discreteacutatingconrtol 好的特点，能有效避免上述不足，已成为微型医疗 0 前言