体内医疗环境下的球形囊状微型机器人的无线供能系统研究与实现

摘要

本题目的设定是基于上海交大医工合作课题：“体内医疗环境下的球形囊状微型机器人的无线供能系统研究与实现”。该项目旨在发展一种可以通过体外供电而延长体内工作的机器人的工作时间的无线供电技术。胶囊型医用机器人已经在临床上得到了应用，但是目前均为自带电池供电，由人体蠕动激励其运动的被动型胶囊。本文旨在提出一种主动型无线供能胶囊机器人，设计并提出了胶囊机器人的无线供能系统的电路图，并制版实现。分析了以倍压整流为基础的无线能量接受电路，分析了采用肖特基二极管的必要性和可行性，并设计了整体电路方案，通过Matlab 进行数学算法仿真，在ADS 上进行电路仿真。并最后制作成PCB电路板。实验验证了电路的功能正确。由于我们设计的电路是为我们才用的具体的微型电机供电的，所以，所有的数据均适用于这款电机，但电路结构和方法，应该是适用于其他此类的微电机系统的。 本课题背景较新颖，用的方法也并非传统供电模式。总体上对无线供电系统提出了可行性分析，并提供初级阶段的设计思路，计算了对人体无害的安全能量范围，为今后的研究进行了适度的探索。