肠道微型仿尺蠖式机器人机载供能线圈优化

作     者：高晋阳 颜国正 石云波 刘俊 GAO Jinyang;YAN Gwozheng;SHI Yunbo;LIUJun

作者机构：中北大学电子测试技术国家级重点实验室太原030051 上海交通大学仪器科学与工程系上海200240 中北大学先进制造技术山西省重点实验室太原030051 

基　　金：国家自然科学基金(61803347,61673271,81601631) 上海市科委项目(15441903100) 山西省应用基础研究计划青年科技研究基金(201801D221201) 先进制造技术山西省重点实验室开放基金(XJZZ201803) 中北大学青年学术带头人支持计划项目(QX201808) 电子测试技术重点实验室稳定支持经费项目(WD6142001040 11804) 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2020年第54卷第2期

页      码：152-159页

摘      要：采用无线电能传输技术供能的微型仿尺蠖式机器人在肠道疾病微创诊疗方面具有重要的应用价值,其机载供能线圈由圆环形磁芯和缠绕于磁芯上的圆环形绕组构成.本文提出一种机载供能线圈快速设计优化方法.首先,通过对绕组中各匝绕线进行几何建模,测定磁芯磁导率分布,分析金属零件涡流效应对供能线圈参数影响,建立了供能线圈的集成环境模型.然后,结合电磁理论,计算了供能线圈在集成环境中的互感和等效串联电阻.最后,以最大化供能线圈输出功率为目标,在温升安全性要求和机器人内部空间约束下,对绕组的轴向位置、层数、匝数和线径进行优化,获得了各设计参数选取的一般性结论.采用优化设计参数的绕组尺寸仅为(12.0~12.4)mm×9.9 mm,当其位于磁芯轴向中心位置时,输出功率高达1478.3mW.

主 题 词：无线电能传输 仿尺蠖机器人 机载供能线圈 集成环境 快速设计优化 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.02.006

馆 藏 号：203884153...