微型机器人外磁场驱动理论及实现方法研究论文

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1、万方数据AThesisinVehicleEngineeringJIlllllllllllllllllllllllllllllllllJO123925ResearchonElectromagneticActuationTheoryofMicrorobotandImplementationMethodByZhuShuqiangSupervisor：ProfessorHaoLinaNortheasternUniversityJune2013万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含

2、其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已经在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：朱淑瑟日期：如／乡．f．2了学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年d一年口一年半口两年口学位论文作者签名：朱叔强签字日期：

3、必／弓．∥、2罢导师签名：书丽砑签字日期：加侈．反≯夕万方数据东北大学硕士学位论文摘要微型机器人外磁场驱动理论及实现方法研究摘要体内介入治疗作为一种无痛苦、治疗效率高、回复周期短的新型医疗技术，受到越来越多的关注和研究。总结起来，体内介入治疗主要有以下四个应用方向：疏通心血管的堵塞，破坏人体局部病变组织，实现病情的诊断和精确药物输送投递。要实现体内介入治疗，设计一种无线驱动和控制的微型机器人是关键所在。外磁场作为一种容易产生的物理场，其对人体不会造成伤害，无副作用，使用的场合受环境的影响小，很适合微型机器人无线供能，实现驱动和控制的目的。目前外磁场驱动

4、和控制微型机器人的方式中，或者微型机器人结构要求较高，设计加工较为困难，或者驱动效率不高，微型机器人控制方法复杂。针对以上一些问题，研究者们希望找到一种新的驱动方法。粘滑运动作为一种驱动效率高，控制方法简单，对微型机器人结构要求低的新型驱动方式，在本文中被阐述和应用。以此为基础，设计了一整套微型机器人外磁场驱动系统。本文首先阐述了粘滑运动原理，然后依此为理论基础，用Pro／E设计了三对亥姆霍兹线圈两两正交的驱动平台结构。提出了用计算机编程产生驱动控制信号，经功率放大器进行电压放大的线圈电压加载方案。在此方案基础上，用Protel设计了一个功率放大器，用

5、LabVIEW编写了驱动程序。通过编程，实现了用操作手柄对微型机器人实时操作，采用摄像头采集微型机器人运动图像，实现了操作过程中的视觉反馈。建立的驱动系统表明，采用粘滑运动方式，微型机器人操作容易，转弯特性好，容易控制。最后，通过设计实验，探寻了激励信号频率、波形、幅偏比和偏移量与微型机器人运动速度关系。关键词：微型机器人；外磁场；粘滑运动；LabVIEW：亥姆霍兹线圈II万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonElectromagneticActuationTheoryofMicrorobotandImplementation

6、MethodAbstractAsakindofnewmedicaltechnology晰thpainless，hightreatmentefficiencyandshortreturningcycle，medicalnon—invasivetherapyisdrawingmoreandmoreattention．Generallyspeaking，medicalnon-invasivetherapymainlyhasfourapplicationobjectsasfollow：cleatingthejamofcardiovascular,destroy

7、inglocaldiseasedtissue，thediagnosisofdiseaseandaccuratedrugdelivery．Toachievetomedicalnon-invasivetherapysuccessfully,akindofmicrorobotofwirelessdriveandcontroliswheretheshoepinches．Externalmagneticfield，asakindofcommonphysicalfield，ispainless，nosideeffectsandunactedontheenviron

8、ment，SOitissuitedtowirelesspowersupplyformicror