一种新型永磁电动操作机构

为了开发一种空间尺寸要求小、可靠性高、成本低的新型永磁电动操作机构,改进了永磁电动操作机构的工作原理,确定了新型永磁电动操作机构的结构形式,完成了永磁式电动操作机构总体方案设计.在建立永磁电动操作机构电磁场数学模型的基础上,对永磁电动操作机构的电磁场进行分析和计算,得出了机构在工作状态下的磁场分布特性及电磁输出力的大小.试验结果表明,制作的实物样机可以满足实际要求.     

基于小波分析的结肠蠕动压力信号提取方法

为了获取纯净的结肠蠕动信号,提出了一种基于小波分析的结肠蠕动压力信号提取方法.其中,对结肠压力信号进行5层的小波分解,去除干扰信号后重构信号,进而获得结肠蠕动压力信号.同时,针对异常的结肠压力数据进行了验证实验.结果表明:所提出的方法对异常的结肠压力信号具有很好的抑制效果,并可以保留结肠蠕动压力信号的细节特征;与含突变信号的结肠蠕动压力信号相比,所提取的结肠蠕动压力信号的信噪比较高、均方误差较低.     

电磁型微小管道机器人的研究

针对微小空间、微小管道实时探测的要求,研制成电磁驱动微小型管道机器人样机,对样机的移动机理及动作过程作了具体分析,并对影响机器人运行速度及步距大小的几个因素（如激励电压的幅值和频率、机器人驱动机构与地面的摩擦情况等）进行了分析讨论．最后给出了微小型管道机器人在不同材质表面上驱动运动的实验结果．试验结果表明,电磁驱动微小型机器人不仅能在上述材质表面上完成各项设定操作,并有足够的驱动力输出．     

肠道机器人无线能量发射系统优化设计

为了提高肠道机器人无线能量发射系统性能,对能量发射系统进行了理论建模及优化设计.基于UCC3895芯片移相控制的全桥串联谐振电路设计了适用于大尺寸发射线圈、大驱动电流条件的无线能量发射电路,以达到工作稳定及频率和功率可调节的目的;建立了发射线圈交流电阻、自感及寄生电容参数的数值计算模型;使用单股利兹线绕制直径为69cm的单层发射线圈,并根据线圈解析模型,通过线圈匝数的可行域分析确定了发射线圈结构参数.结果表明,在工作频率为218kHz时,所设计的能量发射系统的传输功率最大可达650mW,传输效率为3.60%,能够满足肠道机器人的功率需求,从而提高了系统的适用性.     

微型胃肠道机器人钳位机构和无线能量接收线圈的优化

采用阿基米德螺旋线腿式钳位机构,以保证微型胃肠道机器人具有足够大的扩张力以及相对平缓的径向扩张速度;设计了减速比为489的减速器,以保证钳位机构具有较大的输出转矩;通过无线能量接收线圈的优化实验,研究了一维接收线圈几何尺寸对能量接收效率的影响.结果表明,在相同空间,即考虑磁芯和绕线的总外径相等的条件下,磁芯厚度越大,线圈的能量接收效率越高.     

基于电磁驱动的蠕动型微机器人的运动机理

根据仿真学原理开发了一种电磁驱动的蠕动型微机器人,利用计算机和机电控制系统对微机器人运动进行控制,叙述了微机器人的结构,对其运动机理进行了分析和探讨,介绍了运动控制电路,并进行运动性能的实验分析,实验表明,它能在直径小于１０ｍｍ的管道内自行移动,携带内窥镜、ＣＣＤ器件、照明系统进行管内目视检查作业,该研究成果对发展微机器人技术有积极的参考价值。     

Accuracy and Electromagnetic Safety Evaluation of a Portable Electromagnetic Localization System for Micro Invasive Medical Devices in Vivo

Aiming at localizing the telemetric capsule for detecting gastrointestinal physiological parameters in vivo accurately, a portable alternating current ( AC ) electromagnetic localization system is designed. To verify the feasibility of the method, the model and construction of the localization system are detailed. And static and dynamic accuracy of the localization system are tested by experiments. Next, we compare the simulating results of the electromagnetic radiation aroused by the localization system with the electromagnetic safety standards of human (ICNIRP guidelines and IEEE standard C95. 1 - 1991).Finally, in terms of the results of the static and dynamic experiments, conclusions are drawn that the accuracy of portable positioning system is high (less than 10 mm)enough to satisfy the localization need of the micro invasive medical devices in vivo, and there is no harm of electromagnetic radiation to human.     

一种基于段间距离测度的语言自动分割方法

根据连续语音中不同类语音段之间内在的相异性,提出了段间距离的概念,并基于特征矢量距离给出了段间距离的一种测度。在此基础上,提出一种新的语音自动分割方法,它根据语音段间距离曲线的峰值点对语音音素进行分割,而不需要关于语音单元的先验知识或参考模型,在该方法中,语音特征矢量按帧计算,通过采用适当的帧重迭度,可以使语音分割具有较高的时间分辨率,实验结果表明,该方法具有较高的分割精度和速度。     

结肠压力数据的自组织聚类分析

结肠测压对结肠运动障碍疾病，如慢传输型便秘（Slow Transit Constipation,STC）的诊断有较高的价值，但由于它是介入性检查，实施起来很不方便。为此，对实际采集的结肠压力信号进行特征提取，采用自组织特征映射的方法进行结肠压力信号的自聚类和识别。结果表明，这种方法可以区分正常与异常的结肠压力信号，与初始的医疗诊断相符合，可以作为判断肠道运动性能的辅助诊断手段，为根据结肠压力信号进一步识别肠道的动力性能、诊断STC奠定了基础。     

人体全消化道生理参数遥测胶囊体外连续跟踪定位方法

介绍了目前国际上常用的体内目标的定位方法即放射性同位素扫描和电磁场定位，分析了各自的优缺点，在此基础上提出利用目标体内密封的永久磁铁为磁标记物，在体表处检测多点磁场强度，并采用遗传算法解决非线性方程组的求逆问题从而获得胶囊在体内的位置和方向信息，实现目标在体内的连续定位．仿真实验表明，该方法定位精度在毫米级，完全满足实际应用需求．