一种磁悬浮胶囊机器人的磁控系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114176489A(43)申请公布日2022.03.15(21)申请号202111619438.4(22)申请日2021.12.27(71)申请人北京航空航天大学地址100083北京市海淀区学院路37号(72)发明人冯林宋理韦君一赵嘉伟(74)专利代理机构北京远创理想知识产权代理事务所(普通合伙)11513代理人卫安乐(51)Int.Cl.A61B1/04(2006.01)A61B1/00(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称一种磁悬浮胶囊机器人的磁控系统(57)摘要本发明公开了一种磁悬浮胶囊机器人的磁控系统，该磁控系统用于控制磁悬浮胶囊机器人进行五自由度运动，其包括主控制器、磁控线圈系统和磁悬浮系统；主控制器被构造成用于发出控制信号；磁控线圈系统用于控制磁悬浮胶囊机器人的转动运动；磁悬浮系统用于实现胶囊机器人的线性运动。该磁控系统可以对磁悬浮胶囊机器人进行五自由度运动控制，具有检测全面，漏检率低，无滞留风险等优点。CN114176489ACN114176489A权利要求书1/3页1.一种磁悬浮胶囊机器人的磁控系统，其特征在于，该磁控系统(1)用于控制所述磁悬浮胶囊机器人进行五自由度运动，所述磁控系统(1)包括主控制器(11)、磁控线圈系统(12)和磁悬浮系统(13)；其中，所述主控制器(11)分别与所述磁控线圈系统(12)和所述磁悬浮系统(13)连接，并用于向所述磁控线圈系统(12)和所述磁悬浮系统(13)发送控制信号；所述磁控线圈系统(12)包括三轴磁控线圈(123)，所述三轴磁控线圈(123)具有三组方向互相垂直的线圈，每组线圈具有2只相对设置的线圈；当三组所述线圈通电后，所述三轴磁控线圈(123)能够产生一合成磁场；响应于所述主控制器(11)向所述磁控线圈系统(12)发送的控制信号，所述三轴磁控线圈(123)的所述线圈内的通电电流大小会发生变化以产生变化的所述合成磁场，在变化的所述合成磁场的作用下，所述磁悬浮胶囊机器人能在所述三轴磁控线圈(123)中做所述五自由度运动中的两自由度转动运动；所述磁悬浮系统(13)包括三自由度滑台(136)，所述三自由度滑台(136)包括两个X方向滑轨(136a)、Y方向滑轨(136b)和Z方向滑轨(136c)，所述两个X方向滑轨(136a)能被控制以进行X方向直线运动，所述Y方向滑轨(136b)能被控制以进行Y方向直线运动，所述Z方向滑轨(136c)能被控制以进行Z方向直线运动；其中，所述Y方向滑轨(136b)设置于所述两个X方向滑轨(136a)上并能随所述两个X方向滑轨(136a)一起进行所述X方向直线运动，所述Z方向滑轨(136c)设置于所述Y方向滑轨(136b)上并能随所述Y方向滑轨(136b)一起进行所述Y方向直线运动；响应于所述主控制器(11)向所述磁悬浮系统(13)发送的控制信号，所述两个X方向滑轨(136a)进行X方向直线运动，和/或所述Y方向滑轨(136b)进行Y方向直线运动，和/或所述Z方向滑轨(136c)进行Z方向直线运动，借此所述磁悬浮胶囊机器人能在所述三轴磁控线圈(123)中做所述五自由度运动中的三自由度线性运动；所述磁悬浮系统(13)进一步包括设置于所述Z方向滑轨(136c)上的磁悬浮电磁铁(137)，所述磁悬浮电磁铁(137)能够产生用于捕获所述磁悬浮胶囊机器人的捕获磁场；响应于所述主控制器(11)向所述磁悬浮系统(13)发送的控制信号，所述三自由度滑台(136)带动所述磁悬浮电磁铁(137)移动以靠近所述三轴磁控线圈(123)中的所述磁悬浮胶囊机器人，并通过所述捕获磁场捕获所述磁悬浮胶囊机器人，且使得所述磁悬浮胶囊机器人在所述三轴磁控线圈(123)中悬浮；所述磁悬浮系统(13)进一步包括位置传感器(138)，所述位置传感器(138)用于实时检测所述磁悬浮胶囊机器人在所述三轴磁控线圈(123)中的当前悬浮位置，基于该当前悬浮位置，所述磁悬浮系统(13)能够将所述三轴磁控线圈(123)中的所述磁悬浮胶囊机器人保持在稳定悬浮状态。2.根据权利要求1所述的磁控系统，其特征在于，所述磁控线圈系统(12)进一步包括：数据采集器(121)和6路线圈驱动板(122)，所述数据采集器(121)与所述主控制器(11)连接，所述6路线圈驱动板(122)与所述数据采集器(121)连接，所述三轴磁控线圈(123)与所述6路线圈驱动板(122)连接；其中，所述主控制器(11)向所述磁控线圈系统(12)发送控制信号包括：所述主控制器(11)向所述数据采集器(121)发送6路线圈控制信号；所述数据采集器(121)将所述6路线圈控制信号转换成6路模拟电压信号并发送给所述6路线圈驱动板(