一个微小型仿蛇机器人样机的研究

本文从仿生机械学的角度出发,阐述了仿蛇机器人的 运动原理,给出了仿蛇机器人的结构和基本运动模式,在此基础上研制成微小型仿蛇机器人 样机,对样机进行了实验,结果表明,该样机能在平面上实现驱动运动并完成各项设定操作 ．     

微小型蠕动管道探测机器人机理研究

利用仿生学研制了微小型蠕动机器人,并对机器人的驱动原理、动态特性进行了分析和探讨。最后对微小型蠕动机器人在不同频率、不同材质介面上进行了实际驱动试验,并给出试验结果。     

基于MAS(Multi Agent System)的多机器人系统：协作多机器人学发展的一个重要方向

机器人的应用方式正在由部件式单元应用向系统式应用方向发展．这是实际应用的需 要,也是技术发展的必然趋势;相关技术如计算机网络技术的发展也为它的实现提供了相应 支持．多机器人协作理论问题必然也已经成为机器人学研究的一个热点,其中,分布式人工 智能（DAI）中的多智能体（代理）系统（MAS：Multi-agent System）理论已引起多机器 人 协作理论研究者的关注．本文即在揭示协作多机器人系统与MAS的内在联系的基础上,指出 基于MAS的协作多机器人系统是协作多机器人学发展的一个重要方向．     

胶囊内窥镜能量接收稳定性研究

提出了用三维接收线圈组成接收电路,解决由于无线胶囊内窥镜在人体消化道内姿态不确定所带来的接收能量不稳定问题.分析了由三维接收线圈组成的不同接收电路的接收效果,得出了对每一维线圈单独全桥整流后再并联输出的电路结构是最适合于为胶囊内窥镜供能的电路.计算了该接收电路的输出范围,并通过试验对其进行了验证.结果表明:当发射功率为 25 W时,胶囊内窥镜可在姿态任意变化的情况下获得320 mW以上可用能量,满足其高清晰度、高帧率功能对能量的需求.     

MultiMediaCard及其与单片机接口

MultiMediaCard是Sandisc公司推出的大容量串行Flash存储卡,外形尺寸为32mm×24mm×1.4mm,质量小于2g,7针引脚,便于开发设计小型的移动数码设备。本文重点介绍此类存储器与PIC单片机的接口,给出实际的电路设计和软件代码示例。     

呼吸道主动监测微机器人系统设计及研究

设计了一种呼吸道主动监测微型机器人系统,用于实时测量重症监护机械通气中的主要呼吸力学参数.该机器人系统采用三自由度气动人工肌肉驱动器驱动,通过气囊钳位.介绍了机器人机体的构造和运动原理,建立了机器人的动态模型.提出一种模糊小波神经网络控制器对机器人进行控制.将采用模糊小波神经网络控制器与采用小波神经网络控制器及模糊神经网络控制器的控制系统仿真结果进行比较.仿真和实验结果都说明模糊小波神经网络控制器有效地改善了机器人的静动态特性,具有更快的训练速度和更好的控制效果,是一种理想的临测机器人系统控制方法.在猪气管中进行了初步实验,在机械通气情况下监测了气管末端的压力和温度参数.初步的研究结果表明,该柔性驱动的机器人系统可用于主动动态监测人体呼吸道中的呼吸参数.     

结肠诊疗微机器人控制系统的设计和实现

为了实现对人体消化道的无损检查及治疗,基于结肠主动检查和肿瘤热疗的控制要求,设计并实现了结肠诊疗微机器人控制系统.首先,设计了结肠诊疗机器人系统的硬件组成模块和硬件电路;基于射频双向无线通信,给出了软件通信流程和通信时序的实时性要求.之后,驱动运动机构完成仿尺蠖的蠕动运动,并采用PID型广义预测算法控制加热线圈对肠道实施热疗,控制转台角度可旋转观察肠壁图像.最后,通过管道实验和动物活体实验,验证了系统的控制性能.实验结果表明:射频双向通讯可在0.6s内完成控制命令的发送和诊查数据的接收,机器人运动步态连续稳定,视频摄像头可查看肠道前方和侧壁0～360°的图像,对肠道肿瘤实施热疗能在50 s内稳定到热疗温度设定值.设计的系统基本满足结肠机器人对肠道实时诊查和热疗的要求.     

间歇工作图像胶囊内窥镜的设计与实验

针对图像胶囊内窥镜受到能量限制而工作时间较短的问题,基于图像胶囊在人体肠道蠕动的速度设计了一种间歇工作模式的微型化、低功耗图像胶囊内窥镜。采用霍尔开关代替干簧管作为电源总开关,进一步降低了图像胶囊的体积。通过对电池电源模块、模拟开关电路和软件进行设计研究,实现了无线发射和照明电路的间歇供电和图像传感器的间歇休眠。动物实验验证了整个系统的工作时间和可行性。结果表明,整个系统的尺寸仅为Φ12mm×25mm,1s间隔工作模式下系统的工作时间超过9h。     

胶囊内窥镜的无线能量传输系统优化设计

随着无线胶囊内窥镜的发展,无线能量传输技术越来越受到人们的关注.无线能量传输技术在应用过程受到尺寸、安全性等诸多因素的约束,如何在这些约束条件下设计安全、高效的无线能量传输系统是目前研究的重点.提出了磁场均匀度、频率稳定度、三维线圈姿态稳定度和接收能量均匀度等指标来综合评价能量传输系统性能,设计并实现了测试平台来测量这...     

低功耗人体全消化道生理参数遥测胶囊的设计

设计了一种连续监测胃肠道生理参数的低功耗参数遥测胶囊,它主要包括传感器模块、低功耗专用集成芯片和无线射频模块.首先,采用三态时钟管理单元为集成芯片内部的各个模块选择合适的时钟频率,并在模块闲置时关闭相应模块的时钟来降低集成芯片的功耗.其次,采用单工通讯、数据暂存和减小发射功率等方法降低射频模块的功耗.最后,通过软件设计使胶囊间歇工作以降低系统整体功耗.测试结果表明:专用集成芯片工作时电流约为300 μA@2MHz,休眠时约为4μA@28 kHz;射频模块发射时电流约为12 mA,单片机采集数据时电流约为300 tμA.与第二代参数胶囊相比,射频模块和单片机的功耗分别降低了约47％和24％,可连续工作时间达到136 h,基本满足参数胶囊长时连续监测胃肠道生理参数的要求.