微醫(yī)療機器人旋轉磁場驅動電源的研究.pdf

1、微機器人具有微創(chuàng)傷、痛苦小、響應快等特點，而外磁場驅動技術實現(xiàn)了對管內游動機器人的無纜驅動，使微機器人在醫(yī)療方面具有了廣闊的應用前景。直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術是七十年代初提出的一種新的頻率合成技術，其全數(shù)字結構具有許多獨特的性能，可以滿足現(xiàn)代電子設計的諸多要求，因而得到了迅速的發(fā)展。本文結合這兩種技術，利用單片機靈活的控制特性，研究開發(fā)了一種新的基于DDS技術的微醫(yī)療機器人旋轉磁場驅動電源系統(tǒng)。該驅動電源可以驅動兩軸亥姆霍茲線圈空

2、間的一個平面內產生旋轉磁場，用以實現(xiàn)對游動機器人的無纜驅動，本文詳細介紹了設計的過程及方法。 本文首先闡述了微機器人的驅動原理和游動機理，提出了一種靠兩路正交的電流信號驅動兩軸亥姆霍茲線圈產生旋轉磁場作為外驅動磁場，驅動表面具有螺旋結構，以釹鐵硼(NdFeB)圓柱形永磁體作為內驅動器的膠囊式微機器人游動的無纜驅動方法。 然后本文對直接數(shù)字頻率合成技術的發(fā)展以及特點進行了介紹，詳細介紹了DDS的工作原理和基本結構，重點闡述

3、了旋轉磁場驅動器的硬件設計和軟件設計，設計出了以單片機AT89S52和DDS芯片AD9854為核心的數(shù)字可控旋轉磁場驅動電源，將整個系統(tǒng)分為信號產生電路、鍵盤顯示電路，濾波放大電路三個模塊，對系統(tǒng)的各部分功能電路進行了設計和調試，最終產生兩路正余弦電流信號用以驅動兩組亥姆霍茲線圈產生旋轉磁場。 系統(tǒng)的調試與分析的結果表明，本文設計的數(shù)字可控旋轉磁場驅動電源系統(tǒng)基本滿足了課題的要求，且具有體積小、精度高、控制便捷、響應快等特點，為