上海市科学技术委员会资助项目(09DZ1907400)
- 作品数：23 被引量：75H指数：5
- 相关作者：颜国正王志武刘华朱柄全陈雯雯更多>>
- 相关机构：上海交通大学长沙理工大学上海宇航系统工程研究所更多>>
- 发文基金：上海市科学技术委员会资助项目国家自然科学基金载人航天领域预先研究项更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程医药卫生电气工程更多>>
- 胶囊内窥镜在肠道中的钳位被引量：4
- 2013年
- 由于胶囊内窥镜的有效钳位是实现其在肠道中有效驻停及运动的重要因素,本文研究并设计了胶囊内窥镜的钳位机构。首先,基于对摩擦力和肠道形变的分析,讨论了影响钳位力的因素。考虑肠道安全性,设计了阿基米德螺线腿机构。然后,通过构建离体肠道测试平台,测试不同直径、宽度、纹理及形状的样本在肠道内的钳位特性;分析实验结果,并建立了可定性描述钳位力的方程。最后,基于电流反馈实现钳位机构的安全控制;通过离体实验测试了钳位机构运动性能,并验证了钳位机构的安全性和可行性。实验结果显示,优化后的螺线腿钳位机构的钳位力达1.486N;可较好地适应肠道的生理环境,满足扩展肠道、安全钳位的要求。
- 陈雯雯颜国正贺术柯全
- 关键词：肠道胶囊内窥镜
- 基于摩擦力控制结肠内窥镜机器人
- 2012年
- 为了提高肠道疾病主动诊断能力,研究了基于摩擦力控制的结肠微型机器人.摩擦力模型分析了肠道摩擦力控制因素,并利用实验模板和黏附制剂在体外肠道开展的摩擦力实验,验证了接触纹路和接触黏度对肠道摩擦力的影响.摩擦接触装置的研制综合考虑了肠道应用环境和摩擦力控制因素,最终装配在内窥镜机器人样机上实现了摩擦控制运动.实验结果表明:基于摩擦力控制内窥镜机器人样机能够适应不同的运动环境而实现有效的主动运动,且运动环境会对其运动速度产生不同影响.
- 高鹏颜国正
- 关键词：内窥镜机器人摩擦力肠道
- 无线供能系统接收装置的结构设计被引量：2
- 2013年
- 目的无线供能系统的接收装置囿于尺寸限制难以满足越来越高的能量要求,提高空间利用率是解决这一难题的关键。方法从接收装置的姿态稳定性和体内温升安全性角度出发,通过实验方法确定接收装置磁芯的较优形状,并在给定尺寸约束下根据几何关系建立方程解出磁芯尺寸与导线股数和匝数,从而实现接收装置的结构优化。应用该方法对肠道机器人无线供能模块的能量接收装置进行了设计和实验。结果在外形≤φ10 mm×10 mm的约束下,接收装置输出功率可以保证在500 mW以上,并且符合温升安全性要求。结论实验结果表明了这种带约束的对称性设计方法的有效性。
- 贾智伟颜国正石煜朱柄全
- 关键词：磁芯
- 胃肠道无线内窥镜机器人系统被引量：2
- 2012年
- 为了实现对人体胃肠道的全程无创诊断,研制了一种具有自主运动能力并集成无线技术的内窥镜机器人系统.针对内窥镜机器人的胃肠道运动环境以及微型化的特点和要求,设计、制作了仿尺蠖柔性运动系统、无线供能系统和无线通讯系统并组装了机器人样机.实验结果表明:内窥镜机器人样机能够适应不同的运动环境而实现有效的主动运动;其无线供能系统在外部输入功率为14.7W的状态下,可以实现最小能量为360mW的传输,在8m的有效范围内可以实现实时遥控和30f/s的视频传输.
- 高鹏颜国正
- 关键词：内窥镜机器人无线技术
- 结肠诊疗微机器人控制系统的设计和实现被引量：5
- 2012年
- 为了实现对人体消化道的无损检查及治疗,基于结肠主动检查和肿瘤热疗的控制要求,设计并实现了结肠诊疗微机器人控制系统。首先,设计了结肠诊疗机器人系统的硬件组成模块和硬件电路;基于射频双向无线通信,给出了软件通信流程和通信时序的实时性要求。之后,驱动运动机构完成仿尺蠖的蠕动运动,并采用PID型广义预测算法控制加热线圈对肠道实施热疗,控制转台角度可旋转观察肠壁图像。最后,通过管道实验和动物活体实验,验证了系统的控制性能。实验结果表明:射频双向通讯可在0.6s内完成控制命令的发送和诊查数据的接收,机器人运动步态连续稳定,视频摄像头可查看肠道前方和侧壁0～360°的图像,对肠道肿瘤实施热疗能在50s内稳定到热疗温度设定值。设计的系统基本满足结肠机器人对肠道实时诊查和热疗的要求。
- 陈雯雯颜国正高鹏王志武
- 关键词：结肠控制系统
- 胃肠道多参数无创检测系统及胃肠压力信号分析研究
- 消化系统疾病是临床上的常见病和多发病,在消化科门诊中功能性胃肠病占有相当大的比例。在医学界,医生多注重胃肠道器质性疾病的研究而忽视功能性胃肠病的研究,其主要原因是传统胃肠道生理参数检测设备只能获取非正常生理状态下部分胃肠...
- 赵凯
- 关键词：功能性便秘非线性动力学复杂度模糊C均值聚类
- 视频胶囊内窥镜的改进设计与实验被引量：2
- 2015年
- 为延长视频胶囊内窥镜工作时间,提高体外接收视频质量,需降低胶囊内射频电路模块的功耗以改进发射电路的发射效果.针对上述问题,本文设计了胶囊内的射频电路模块和螺旋形发射天线,并使用ADS2011及HFSS对其进行仿真,最后通过实验对该设计进行验证.内窥镜胶囊进入活体动物(猪)胃肠道后,体外便携接收器接收到的视频图像质量较高,证明该改进设计可行.结果表明:当射频电路板的直径为9.8 mm,射频模块的工作频率为1.0GHz,功耗为15.9 m W时,胶囊的工作时间为9.0 h,视频数据的无线传输速率达到30 frame/s(320×240 pixel/frame).
- 许飞颜国正朱柄全刘刚鲁丽
- 关键词：胶囊内窥镜射频电路螺旋天线
- 低功耗人体全消化道生理参数遥测胶囊的设计被引量：5
- 2013年
- 设计了一种连续监测胃肠道生理参数的低功耗参数遥测胶囊,它主要包括传感器模块、低功耗专用集成芯片和无线射频模块。首先,采用三态时钟管理单元为集成芯片内部的各个模块选择合适的时钟频率,并在模块闲置时关闭相应模块的时钟来降低集成芯片的功耗。其次,采用单工通讯、数据暂存和减小发射功率等方法降低射频模块的功耗。最后,通过软件设计使胶囊间歇工作以降低系统整体功耗。测试结果表明:专用集成芯片工作时电流约为300μA@2MHz,休眠时约为4μA@28kHz;射频模块发射时电流约为12mA,单片机采集数据时电流约为300μA。与第二代参数胶囊相比,射频模块和单片机的功耗分别降低了约47%和24%,可连续工作时间达到136h,基本满足参数胶囊长时连续监测胃肠道生理参数的要求。
- 鲁丽颜国正王志武姜萍萍赵凯
- 关键词：消化道
- 肠道内窥镜机器人研究进展被引量：7
- 2015年
- 随着胶囊内窥镜的发展,实现主动运动的胶囊内窥镜机器人已成为必然趋势。对胃部诊察的机器人已投入临床测试,而全肠道胶囊内窥镜机器人的实现仍然是个难点。本文介绍了国内外肠道内窥镜机器人的研究现状及进展,并讨论分析了各种方法的优缺点和发展前景,为下一步肠道内窥镜机器人的研究提供参考。
- 颜国正陈雯雯
- 关键词：肠道胶囊内窥镜机器人
- 基于生物安全性的无线能量传输系统接收线圈优化设计被引量：5
- 2012年
- 分析了电磁生物安全性和人体内接收线圈温升安全性对无线能量传输系统的接收线圈设计带来的约束,建立了以能量传输效率为目标函数、以安全性和能量需求为约束条件的最优化模型,以实现接收线圈的优化设计.应用最优化模型对胶囊内窥镜的接收线圈进行优化设计,实验证明了该方法的可行性.
- 贾智伟颜国正石煜朱柄全
