无线供能微型机器人的研究

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1、万方数据分类号R31UDC621．3学校代码】Q】42密级公开硕士学位论文无线供能微型机器人的研究黑J9I黑．点如；曼曼璺置c．h．Q．堕．Xyi．j=￡№要渔．曼熙!gX．姜驰哩p卫量y．蚤焦i5逼Q．量；；=QhQ熏作者姓名指导教师申请学位学科专业研究方向范祖台李文江工学硕士控制理论与控制工程电源能量的无线传输辽宁工程技术大学万方数据关于论文使用授权的说明本学位论文作者及指导教师完全了解辽室王程堇丕太堂有关保留、使用学位论文的规定，同意辽室王程撞盔太堂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

2、许论文被查阅和借阅，学校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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密的学位论文在解密后应遵守此协议学位论文作者签名：导师签名：J＼’竺毫三王旦三一年月日咖衫_年／月7El万方数据致谢时光荏苒，转眼间，我的研究生生活即将结束，回顾在辽宁工程技术大学生活的七年里，我深感获益良多。母校“诚朴求是，博学笃行”的校训深入吾心，践于吾行，在积极的学习环境里和浓厚的研究氛围中，使我具有了踏实严谨的学习习惯，也热爱上我的专业，并愿意在这个领域贡献自己微薄

3、的力量。首先我要感谢我的导师李文江教授，他毕生致力于教育事业，视名利淡如水，看事业重如山，待人宽厚，节俭乐施。研究生的学习过程中，老师为每个人设计研究方向并耐心指点，引进大量书籍和科研开发设备供学生学习，多个科研项目供学生实践，为我们提供了良好的科研环境。我现在扎实的专业基础得益于老师的指导和栽培，在此，谨向李文江老师表示最真诚的敬意和最衷心的感谢。其次要感谢郭瑞老师，郭瑞工作兢兢业业，尽心尽力，为学生构建很多实践的项目机会，对于学生科研中的需求也全力满足。在此向杨老师表示深深的谢意。感谢闫孝姬老师在学习生

4、活中对我的指导和帮助，感谢陈连业、李珊珊、武宇峰、等同学在论文编辑期间对我的帮助，也要感谢实验室的同学和师弟师妹们在平时对我极大的帮助。最后要感谢我的家人和朋友，家人的辛苦劳动换来我宝贵的学习机会，朋友的关心支持帮助我顺利完成学业。再次向所有帮助和关心我的老师、家人和朋友表示衷心的感谢。万方数据摘要人体胃肠道疾病属于慢性疾病，它具有高发病率、高死亡率的特点。目前主要采用内窥镜对胃肠道疾病进行诊断和检查，这种内窥镜检查的方式会使病人承受极大的不适和疼痛。本文研究了一种微型机器人，专门用于胃肠道的检查，从而解决

5、传统胃肠道内窥镜检查所带来的各种缺点。本文采用无线供能技术为微型机器人提供电能，而无线供能技术主要是基于电磁感应的原理。发射端的发射线圈采用了亥姆霍兹线圈，接收端的接收线圈采用了三维正交线圈。在接收电路中还增加了整流电路，最后三个输出端采用并联的方式为负载提供电能。为了能够提高无线能量传输的效率，这就需要让发射回路和接收回路在同一频率下谐振。在仔细分析了机器人常用的驱动方式后，又仔细分析了机器人的运动方式，最后确定仿尺蠖的运动方式为微型机器人的运动方式，而仿尺蠖的运动方式是靠直流电机的驱动来实现的。对微型机

6、器人的控制电路进行了详细的研究。来自Pc端的控制信号通过串口传递给体外信号发射控制模块，而信号发射控制模块将其以无线的形式发射出去。此控制信号以无线的形式被信号接收控制模块接收，在进一步的处理后，对机器人的运动过程进行控制。最后为了验证系统的有效性，做了验证性实验。在发射线圈和接收线圈组成的LC回路的两端电压为12V、谐振频率为433HZ、发射功率为12．5w时，接收线圈能够接收的功率为380mW以E。关键词：人体安全性；亥姆霍兹线圈；传输效率；无线能量传输；胶囊机器人万方数据AbstractThehuma

7、ngastrointestinaltractdiseaseisachronicdisease，ithasahighmortalityandhighmorbiditycharacteristics．Atpresent．theuseofendoscopyisthemainwaytodiagnosegastrointestinaldiseases，inthiswaypatientswillwithstandextremediscomfortandpain．Inthispaper，amicro—robot，desi

8、gnedtocheckthegastrointestinaltract，tosolvetheshortcomingsthattraditionalgastrointestinalendoscopybrought．Inthispaper,theuseofwirelesstechnologytoprovideelectricalpowerforthemicrorobott，andthewirelessenergysu