1、電能供應(yīng)問(wèn)題是目前膠囊機(jī)器人技術(shù)所面臨的最主要問(wèn)題。常見的無(wú)線膠囊機(jī)器人通常依靠人體腸道蠕動(dòng)或者通過(guò)紐扣電池等方式進(jìn)行供電。但是要獲得精確的測(cè)量、拍攝高質(zhì)量圖片、對(duì)病變部位進(jìn)行采樣以及局部手術(shù)治療等，這種電能獲得途徑是遠(yuǎn)不能勝任的，必須使用一種能夠提供足夠、穩(wěn)定電能的供給方式——體外無(wú)線供電。目前對(duì)于面向膠囊機(jī)器人的無(wú)線供電系統(tǒng)研究還處于起步階段，有很多問(wèn)題值得深入探究。比如發(fā)射端功率的不足、效率不高、接收功率低、提高使用頻率時(shí)性能會(huì)大

2、幅度下降、諧振穩(wěn)定性問(wèn)題、線圈之間位置穩(wěn)定性問(wèn)題、姿態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題等眾多問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，本文開展了以下研究。
　　研究提高發(fā)射端功率、效率、工作頻率的方法。膠囊機(jī)器人無(wú)線供電系統(tǒng)由于其應(yīng)用的特殊性，耦合線圈采用大線圈對(duì)小線圈結(jié)構(gòu)，為弱耦合供電形式。選用E類逆變器作為系統(tǒng)發(fā)射端逆變器，從新的角度對(duì)E類逆變器進(jìn)行建模和參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析了發(fā)射端電路特性、實(shí)際電路中參數(shù)對(duì)電路性能的影響、重要電子器件的性能，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了高頻、高功率、高

3、效率無(wú)線供電系統(tǒng)發(fā)射端電路，且回路發(fā)射端電流與輸入電源電壓成線性關(guān)系、系統(tǒng)重復(fù)性好。
　　研究發(fā)射線圈結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)行了磁場(chǎng)仿真分析，并分析了線圈參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)的影響，設(shè)計(jì)了無(wú)線供電系統(tǒng)耦合線圈。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的耦合線圈改善了高頻效應(yīng)，提高了位置穩(wěn)定度、姿態(tài)穩(wěn)定度。
　　為解決系統(tǒng)諧振頻率偏移問(wèn)題，設(shè)計(jì)了穩(wěn)定性好、對(duì)發(fā)射端回路影響小的感應(yīng)式電流傳感器、分壓與直流偏置電路、電壓比較器、鎖相環(huán)電路及電源，最終設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了