本文關(guān)鍵詞：體內(nèi)膠囊微機(jī)電系統(tǒng)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)理及定位技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： HMC1043 膠囊內(nèi)窺鏡 磁定位 主動(dòng)驅(qū)控

【摘要】：隨著微機(jī)電技術(shù)的發(fā)展,膠囊內(nèi)窺鏡在醫(yī)療診斷中的作用越來(lái)越大,而作為影響膠囊內(nèi)窺鏡應(yīng)用與推廣的兩大主要因素,定位和驅(qū)動(dòng)受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文在課題組已有研究成果的基礎(chǔ)上,通過(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)研究,設(shè)計(jì)出了基于三軸磁阻傳感器HMC1043的膠囊內(nèi)窺鏡磁定位系統(tǒng),然后,在已有永磁體旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)膠囊內(nèi)窺鏡的基礎(chǔ)上做了改進(jìn),設(shè)計(jì)了電磁鐵旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),并完成了定位實(shí)驗(yàn)、定位與驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了其可行性。除緒論外,本文的主要內(nèi)容有四章,其主要內(nèi)容有:一、詳細(xì)介紹了磁偶極子模型理論,對(duì)本文使用的圓柱永磁體的空間磁場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析,并與磁偶極子模型進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證;介紹了磁定位方法的線性算法和非線性算法,詳細(xì)推導(dǎo)了本文使用的逆推算法;介紹了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)膠囊內(nèi)窺鏡的原理。二、設(shè)計(jì)了磁定位系統(tǒng)的硬件模塊,主要是信號(hào)調(diào)理電路,包括傳感器置位/復(fù)位電路、電橋偏置補(bǔ)償電路、濾波電路和放大電路,并且制作出了集成電路板;對(duì)傳感器的靜態(tài)特性進(jìn)行了測(cè)試,得出了傳感器輸出電壓與環(huán)境磁場(chǎng)的關(guān)系曲線以及傳感器靈敏度、線性度等重要參數(shù);三、設(shè)計(jì)了磁定位系統(tǒng)的軟件模塊,主要是通過(guò)Lab VIEW虛擬儀器編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的,包括數(shù)據(jù)采集卡和模數(shù)轉(zhuǎn)換通道的初始化、采樣頻率和采樣長(zhǎng)度的程控設(shè)置、采集卡通道和量程的程控選擇、數(shù)字波形雙顯示程序以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。四、對(duì)傳感器集成電路板進(jìn)行了性能測(cè)試,與磁偶極子理論值進(jìn)行了對(duì)比;設(shè)計(jì)了傳感器陣列橢圓平臺(tái),進(jìn)行了定位實(shí)驗(yàn);設(shè)計(jì)了電磁鐵旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)臺(tái),進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)與定位聯(lián)合實(shí)驗(yàn)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。本文在膠囊內(nèi)窺鏡磁定位和磁驅(qū)動(dòng)方面做了大量的工作,但也存在一些不足之處,有待今后的改進(jìn)。
【關(guān)鍵詞】：HMC1043 膠囊內(nèi)窺鏡 磁定位 主動(dòng)驅(qū)控
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH776.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題的研究背景和意義10-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 膠囊內(nèi)窺鏡磁定位的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 膠囊內(nèi)窺鏡主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 課題組研究成果和本文安排19-22
• 第二章 磁定位和主動(dòng)驅(qū)動(dòng)原理22-35
• 2.1 磁定位方法簡(jiǎn)介22
• 2.2 磁偶極子模型的驗(yàn)證22-23
• 2.3 圓柱永磁體空間磁場(chǎng)的仿真分析23-26
• 2.4 基于磁偶極子的定位方法26-32
• 2.4.1 磁偶極子模型26-27
• 2.4.2 非線性算法27-28
• 2.4.3 線性算法28-29
• 2.4.4 逆推算法29-32
• 2.5 主動(dòng)驅(qū)動(dòng)原理32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-35
• 第三章 磁定位系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)35-55
• 3.1 磁阻傳感器HMC104335-37
• 3.2 磁阻傳感器置位/復(fù)位電路的設(shè)計(jì)37-40
• 3.3 磁阻傳感器偏置補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)40-42
• 3.4 濾波電路的設(shè)計(jì)42-43
• 3.5 放大電路的設(shè)計(jì)43-48
• 3.5.1 放大器的選擇43-46
• 3.5.2 放大電路的連接46-47
• 3.5.3 參考電壓47-48
• 3.6 系統(tǒng)硬件集成設(shè)計(jì)48-49
• 3.7 磁阻傳感器特性測(cè)試49-54
• 3.7.1 磁阻傳感器測(cè)量范圍49-50
• 3.7.2 靜態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)50-51
• 3.7.3 靜態(tài)特性測(cè)試結(jié)果51-52
• 3.7.4 靜態(tài)特性結(jié)果分析52-54
• 3.8 本章小結(jié)54-55
• 第四章 基于LabVIEW的磁定位系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)55-68
• 4.1 LabVIEW虛擬儀器概述55-56
• 4.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)56-67
• 4.2.1 數(shù)據(jù)采集卡59-61
• 4.2.2 磁阻傳感器輸出電壓的采集61-65
• 4.2.3 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與計(jì)算65-67
• 4.3 本章小結(jié)67-68
• 第五章 定位與驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)68-81
• 5.1 定位系統(tǒng)的性能測(cè)試68-71
• 5.2 定位實(shí)驗(yàn)71-75
• 5.2.1 膠囊磁矩71
• 5.2.2 膠囊定位系統(tǒng)71-75
• 5.3 定位與驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)75-79
• 5.4 結(jié)果分析79-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論與展望81-84
• 參考文獻(xiàn)84-89
• 附錄89-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果95-96
• 致謝96-97
• 附件97

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：887677