1. 本选题研究的目的及意义
近年来,随着微纳米技术、生物医学工程等领域的蓬勃发展,肠道机器人作为一种新兴的医疗器械,在疾病诊断、治疗和健康监测等方面展现出巨大的应用潜力。
传统的肠道机器人通常采用内置电池供电,但存在着续航时间短、需要定期更换电池等问题,限制了其在临床上的广泛应用。
为了克服这些限制,无线供电技术应运而生,为肠道机器人提供了更加安全、可靠和持久的能量供应方式。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,国内外学者在肠道机器人无线供电领域开展了大量的研究工作,并取得了一系列的成果。
1. 国内研究现状
国内学者在肠道机器人无线供电方面的研究起步相对较晚,但近年来取得了一些进展。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题研究的主要内容包括以下几个方面:
1.分析肠道环境对无线供电系统的影响,包括肠道蠕动、体液吸收、温度变化等因素,为系统设计提供理论依据。
2.研究不同类型肠道机器人的功耗特点,确定系统的功率传输要求。
3.设计无线供电系统的发射和接收线圈,优化线圈结构和参数,提高能量传输效率。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、仿真建模和实验验证相结合的研究方法。
首先,通过查阅文献和理论分析,了解肠道机器人的工作原理、应用场景以及无线供电技术的最新进展,在此基础上,分析肠道环境对无线供电系统的影响因素,确定系统的设计要求和技术指标。
其次,利用仿真软件建立肠道机器人无线供电系统的仿真模型,对系统的关键参数进行优化设计,例如线圈结构、谐振频率、传输距离等,并分析不同参数对系统性能的影响,寻找最佳的系统设计方案。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:
1.针对肠道环境的特点,提出一种基于电磁感应耦合和磁共振耦合相结合的无线供电系统,提高能量传输效率和稳定性。
2.设计一种新型的线圈结构,提高线圈的耦合系数,降低能量损耗,并通过仿真和实验验证其有效性。
3.提出一种基于生物相容性材料的无线供电系统封装方案,提高系统的安全性。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1.李华,王田苗.微型机器人在生物医学领域的应用[J].机械工程学报,2018,54(18):1-17.
2.金波,王硕,张博.无线供能胶囊内窥镜的研究现状及发展趋势[J].中国医疗器械杂志,2019,43(04):309-313.
3.李涛,王越超,孙立宁.面向胃肠道疾病诊疗的磁控胶囊机器人技术[J].机械工程学报,2020,56(19):27-43.
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