仪器仪表学报

作者：姜萍萍，付文浩，王志武，颜国正

单位：姜萍萍,1. 上海交通大学电子信息与电气工程学院，2. 上海智慧戒毒与康复工程技术研究中心,,付文浩,1. 上海交通大学电子信息与电气工程学院，2. 上海智慧戒毒与康复工程技术研究中心,,王志武,1. 上海交通大学电子信息与电气工程学院，2. 上海智慧戒毒与康复工程技术研究中心,,颜国正,1. 上海交通大学电子信息与电气工程学院，2. 上海智慧戒毒与康复工程技术研究中心,

关键词：胃肠道微型机器人;无线能量传输系统;组合螺线管式能量发射线圈;性能评估指标;位置稳定度

基金：国家自然科学基金(81971767)、上海市科委项目(19142203800)资助

为保障胃肠道微型机器人在体内稳定、可靠工作,以扩大无线能量传输系统的工作范围、提高接收能量及其稳定性为目标,研究了新型组合螺线管式无线能量发射系统。通过有限元仿真分析,确定发射线圈的最佳结构及结构参数。基于最小传输能量要求及所提出的发射线圈性能评估指标,优化确定发射线圈的匝数。研制的发射线圈尺寸为50cm×50cm×42cm,较传统的亥姆霍兹线圈在轴线方向上扩大了17cm,可以更完整的覆盖人体胃肠道区域。实验结果表明,采用边长为12mm的三维正交能量接收线圈,在发射线圈内任意位置及姿态下,负载接收能量超过660mW。在发射线圈非边缘区域,接收能量的位置稳定度超过了80%,能够较好的满足为胃肠道微型机器人供能的实用要求。

来源：2021年第2期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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