IPMC驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)式腸道機(jī)器人行走足及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研制.pdf

1、IPMC（Ionic Polymer Metal Composites）是通過(guò)化學(xué)鍍的方法在Nafion膜兩側(cè)鍍上貴金屬形成的一種新型智能材料。在低電壓驅(qū)動(dòng)下，IPMC能產(chǎn)生一定的輸出力和位移，在致動(dòng)器、仿生材料、醫(yī)學(xué)工程等方面有廣闊的應(yīng)用前景。本文針對(duì)臨床上傳統(tǒng)消化道疾病檢測(cè)和膠囊內(nèi)鏡存在的問(wèn)題，將IPMC智能材料應(yīng)用于消化道檢測(cè)中，研制了一種主動(dòng)式運(yùn)動(dòng)腸道機(jī)器人及其控制系統(tǒng)，試圖尋找一種腸道檢測(cè)的新途徑。其主要內(nèi)容包括如下：

2、　　1.制備了腸道機(jī)器人所需的IPMC驅(qū)動(dòng)器。在添加TEOS的Nafion膜上通過(guò)化學(xué)鍍的方法將金屬鉑鍍?cè)贜afion膜兩側(cè)，制備出的IPMC厚度為0.3mm，并根據(jù)需要，將IPMC剪裁成18mm×5mm和13mm×4mm兩組。
　　2.研制了腸道機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器能夠?yàn)槟c道機(jī)器人提供低頻雙極性可程控信號(hào)，輸出信號(hào)的功率可達(dá)2W，具有很強(qiáng)的帶電流能力?？刂葡到y(tǒng)的主控芯片為ATmega16單片機(jī)，外部電路包括D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、

3、信號(hào)發(fā)生模塊、信號(hào)放大模塊三大部分。編寫(xiě)了輸出信號(hào)的控制軟件，可以輸出方波、三角波、正弦波和組合波形。將該驅(qū)動(dòng)器與信號(hào)發(fā)生器同時(shí)驅(qū)動(dòng)IPMC，通過(guò)輸出結(jié)果的比較，進(jìn)一步驗(yàn)證了該控制系統(tǒng)的可行性。
　　3.研制了腸道機(jī)器人模型，模型包括頂蓋、底蓋、電極等，用有機(jī)玻璃制成的水槽和腸道機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器搭建了其測(cè)試平臺(tái)。并根據(jù)規(guī)劃步態(tài)對(duì)IPMC運(yùn)動(dòng)的要求，測(cè)試了驅(qū)動(dòng)器對(duì)IPMC位移的控制，驗(yàn)證了在峰值電壓停留時(shí)，IPMC在極限位置會(huì)有短暫停留