表面形状对磁驱胶囊机器人运行性能的影响

胶囊内镜(胶囊机器人)广泛应用于人体胃肠道的检查。目前临床应用的胶囊内镜外表面为光滑表面,而螺旋表面是否有利于提高胶囊内镜运行能力而不改变其运行稳定性有待进一步研究。采用PIV技术,通过研制的磁驱胶囊机器人管内流体流场测量系统测量光滑胶囊机器人与不同参数螺旋胶囊机器人旋进时的周围流体流场,并进一步采用CFD方法数值计算胶囊机器人周围流体流场和湍流强度以及胶囊机器人前进方向阻力和阻力矩。研究表明:永磁体驱动的光滑胶囊机器人运行性能优于螺旋胶囊机器人;螺旋胶囊机器人槽深越大,机器人所受阻力、阻力矩和周围流体湍流强度越大。