载人航天领域预先研究项(010203)
- 作品数：14 被引量：37H指数：4
- 相关作者：颜国正王志武刘华姜萍萍林蔚更多>>
- 相关机构：上海交通大学中国北方车辆研究所吉林大学更多>>
- 发文基金：载人航天领域预先研究项国家自然科学基金上海市科学技术委员会资助项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术航空宇航科学技术医药卫生机械工程更多>>
- 直流电机驱动仿尺護式微型胃肠道机器人的设计
- 2012年
- 目的针对现有胃肠道检测方法的被动运动方式的缺点,设计了在肠道(尤指小肠)内主动运动的微型肠道机器人。方法机器人采取仿尺護式的运动方式,由以直流电机驱动的3个独立机构组成,其中的中间机构是轴向伸缩机构,两端是径向钳位机构。机器人通过步态的配合,完成机器人在肠道内的前进、后退和停留。组装好的机器人收缩时尺寸为φ13 mm×80 mm,机器人轴向步距为14 mm,径向步距为4 mm。结果对机器人结构进行速度和传动效率分析,得到机器人理论速度为0.8 mm/s,最大径向力和轴向推力分别是5 N和9.6 N。组装好机器人并让其在体外肠道内进行爬行实验。结论该仿尺護式直流电机驱动的微型胃肠道机器人在肠道内可以实现主动运动。
- 史玉婷姜萍萍颜国正林蔚
- 关键词：螺旋传动
- 结肠诊疗微机器人控制系统的设计和实现被引量：5
- 2012年
- 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50s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。
- 陈雯雯颜国正高鹏王志武
- 关键词：结肠控制系统
- 胃肠道多参数无创检测系统及胃肠压力信号分析研究
- 消化系统疾病是临床上的常见病和多发病,在消化科门诊中功能性胃肠病占有相当大的比例。在医学界,医生多注重胃肠道器质性疾病的研究而忽视功能性胃肠病的研究,其主要原因是传统胃肠道生理参数检测设备只能获取非正常生理状态下部分胃肠...
- 赵凯
- 关键词：功能性便秘非线性动力学复杂度模糊C均值聚类
- 基于小波分析的结肠蠕动压力信号提取方法
- 2014年
- 为了获取纯净的结肠蠕动信号,提出了一种基于小波分析的结肠蠕动压力信号提取方法.其中,对结肠压力信号进行5层的小波分解,去除干扰信号后重构信号,进而获得结肠蠕动压力信号.同时,针对异常的结肠压力数据进行了验证实验.结果表明:所提出的方法对异常的结肠压力信号具有很好的抑制效果,并可以保留结肠蠕动压力信号的细节特征;与含突变信号的结肠蠕动压力信号相比,所提取的结肠蠕动压力信号的信噪比较高、均方误差较低.
- 赵凯颜国正王志武鲁丽许飞
- 关键词：结肠小波分析
- 驻留–伸缩式微型胃肠道机器人的力学建模被引量：2
- 2012年
- 介绍了能够描述胃肠道组织的应力–应变关系的超弹性本构模型.针对胃肠道特殊的生物力学环境,提出了一种基于驻留–伸缩的微型胃肠道机器人运动方式.通过研究微机器人单舱体与肠道组织相互的力学作用,建立了机器人单舱体运动时的速度与阻力关系;通过研究机器人整机与肠道的力学作用,建立了机器人的运动效率公式;结合以上力学分析,推导出基于超弹性本构模型的临界步距数学模型.该数学模型能够指导机器人设计与参数优化.最后,通过机器人模型实验获得了单舱体在肠道中的速度–拉力关系,并用机器人样机的离体实验验证了临界步距模型.
- 林蔚颜国正
- 关键词：离体实验
- 无线供能图像胶囊内窥镜的设计与实验分析被引量：5
- 2013年
- 针对目前胶囊内窥镜受到能量限制的问题,设计了一种基于无线供能的微型化、低功耗的图像胶囊内窥镜.对无线供能电路,图像传感器电路,无线发射电路进行设计研究,搭建了无线能量传输系统平台,制作了无线供能图像胶囊内窥镜样机,并通过实验验证了无线能量传输系统发射线圈设计的合理性.通过与医院合作的猪大肠内部图像采集实验,验证了研制的图像胶囊系统样机的可行性.完整的图像胶囊内窥镜的尺寸仅为510mm@20mm,图像传感器电路和无线发射电路的整体功耗最低约为65mW.
- 刘刚颜国正姜萍萍刘华王志武
- 关键词：胶囊内窥镜图像传感器无线发射
- 驻留-伸缩式胃肠道微型机器人的临界步距模型与实验分析被引量：1
- 2013年
- 为获得驻留-伸缩式胃肠道微型机器人的主要设计参数范围,采用超弹性应力-应变本构方程描述肠道的生物力学特性,推导了驻留-伸缩式胃肠道微型机器人的临界步距模型.针对伸缩机构,根据临界步距模型中的速度-阻力关系系数,设计了光滑外壁的单舱体机器人模型实验,采用不同直径的离体肠道进行测试;为获取驻留机构设计参数,采用足模型测试了同一直径下不同足伸出长度的驻留力.将获得的机器人参数返回到数学模型中,导出了若干机器人设计准则.最后采用机器人样机的离体实验,验证了临界步距模型的有效性.
- 林蔚颜国正
- 关键词：离体实验
- 人机共融机器人的月面驻留服务及应用展望被引量：4
- 2019年
- 针对我国载人登月工程目标和任务需求,综述了人机共融机器人技术的研究进展,分析月面驻留活动中人机共融机器人的任务、能力需求和关键技术。在此基础上制定了共融机器人系统在我国首次载人登月中的任务目标和能力需求,提出首次载人登月中“人机共融”作业系统的工作模式。为共融机器人在我国后续无人、载人月球探测以及月面驻留服务的应用提供借鉴和参考。
- 梁振杰江磊苏波刘兴杰党睿娜
- 无线供能系统接收装置的结构设计被引量：2
- 2013年
- 目的无线供能系统的接收装置囿于尺寸限制难以满足越来越高的能量要求,提高空间利用率是解决这一难题的关键。方法从接收装置的姿态稳定性和体内温升安全性角度出发,通过实验方法确定接收装置磁芯的较优形状,并在给定尺寸约束下根据几何关系建立方程解出磁芯尺寸与导线股数和匝数,从而实现接收装置的结构优化。应用该方法对肠道机器人无线供能模块的能量接收装置进行了设计和实验。结果在外形≤φ10 mm×10 mm的约束下,接收装置输出功率可以保证在500 mW以上,并且符合温升安全性要求。结论实验结果表明了这种带约束的对称性设计方法的有效性。
- 贾智伟颜国正石煜朱柄全
- 关键词：磁芯
- 人体胃肠道生理参数无创检测系统及试验研究
- 2013年
- 人体胃肠道动力功能与胃肠道生理参数有着密切关系。研究了人体消化道生理信号无创检测技术,力图在正常生理状态下,获取实时监测数据,并进行了非线性动力学分析,以期在整体上对胃肠活动作深入了解,以对人类消化系统动力性疾病的诊查,构建数字化医疗信息系统等发挥进一步的推动作用。人体实验证明,人体胃肠道无创检测系统安全可靠、性能稳定。
- 赵凯颜国正王志武姜萍萍刘华
- 关键词：胃肠道生理参数无创检测
