定点介入诊疗机器人对心脑血管疾病的治愈率提高意义重大。本项目对腹足动物运动中分泌粘液特性及其对运动的作用展开研究,分析其运动机理,提出一种仿生介入诊疗机器人设计方案:通过模拟分泌液及肌波作用,实现机器人在脉动流场及少粘液环境内无损、可靠及有序推进;制作了介入机器人原理样机;基于空间算子代数理论建立了具有普适性的链式结构介入机器人动力学分析数学模拟;建立了大动脉环境数学模型,分析了机器人在其中的受力状况;建立了消化道蠕动运动数学模型;构建了消化道及大动脉环境实验室模拟装置,对动脉中的流场以及消化道的蠕动进行了实验室模拟;理论及实验研究了模拟环境中机器人综合运动性能;基于消化道能动性模型,结合机电系统控制方法,设计了介入机器人软硬件控制系统及控制策略,实现了机器人位姿的有效控制;利用制作的直径为15mm的介入机器人样机,进行了离体肠道内的运行试验,结果表明当机器人机体伸缩速度较慢时,肠道有时会出现小幅受迫伸缩现象,随着运动速度的加快,机器人运动几乎不受肠道变形影响;提出了利用大动脉内血流动能发电的设计方案,进行了介入机器人血管内运行时的无缆化供能方案的原理验证实验。
英文主题词interventional treatment;gastropoda; bionic micro robot;non-invasive;human lumen