胶囊机器人驱动磁场的建模与测量

随着微创和无创诊疗技术的发展,磁控胶囊机器人成为了胃肠道内窥镜医疗领域的研究热点,在胃肠道实时诊断和治疗中具有广大的应用前景。本文对外部径向充磁永磁体空间磁场分布规律开展研究,采用等效磁荷法建立了磁场数学模型,并在MATLAB中编程对磁感应强度进行数值计算,且基于ANSYS软件建立了数值仿真模型。开发了胶囊机器人驱动系统和霍尔式磁感应强度测量系统,实现对环形永磁体旋转时径向磁感应强度的测量。实验结果与理论计算、数值仿真结果吻合较好,验证了模型的准确性和可靠性。本研究揭示了环形永磁体外部磁感应强度分布规律,发展了磁场测量和预测的方法,为永磁体磁性参数的确定与优化、胶囊机器人的磁驱系统建模和运动控制研究奠定了基础。