用于胃肠道微型机器人的组合螺线管式无线能量发射系统研究

作者：姜萍萍^*; 付文浩; 王志武; 颜国正

来源：仪器仪表学报, 2021, 42(02): 114-122.

DOI：10.19650/j.cnki.cjsi.J2007161

• 胃肠道微型机器人
• 无线能量传输系统
• 组合螺线管式能量发射线圈
• 性能评估指标
• 位置稳定度

为保障胃肠道微型机器人在体内稳定、可靠工作,以扩大无线能量传输系统的工作范围、提高接收能量及其稳定性为目标,研究了新型组合螺线管式无线能量发射系统。通过有限元仿真分析,确定发射线圈的最佳结构及结构参数。基于最小传输能量要求及所提出的发射线圈性能评估指标,优化确定发射线圈的匝数。研制的发射线圈尺寸为50 cm×50 cm×42 cm,较传统的亥姆霍兹线圈在轴线方向上扩大了17 cm,可以更完整的覆盖人体胃肠道区域。实验结果表明,采用边长为12 mm的三维正交能量接收线圈,在发射线圈内任意位置及姿态下,负载接收能量超过660 mW。在发射线圈非边缘区域,接收能量的位置稳定度超过了80%,能够较好的满足为胃肠道微型机器人供能的实用要求。

• 单位
  上海交通大学