磁控螺旋微机器人的控制系统、方法、电子设备及介质技术方案

本发明专利技术提供一种磁控螺旋微机器人的控制系统、方法、电子设备及介质，磁控螺旋微机器人的控制方法包括：通过视觉灰度检测方法确定微型管道中固态异物的覆盖范围；控制磁控系统输出可调频率的旋转磁场驱动微机器人沿着预定轨迹钻头状推进；通过图像采集装置实时获取所述微机器人的实时动态信息；基于所述实时动态信息调整微机器人的磁场，直至所述微机器人能够穿过微型管道中固态异物区域。该磁控螺旋微机器人的控制方法改善了现有技术中微机器人不能根据不同的任务切换控制策略，且微机器人的运动姿态不够稳定的问题。的运动姿态不够稳定的问题。的运动姿态不够稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
磁控螺旋微机器人的控制系统、方法、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种磁控螺旋微机器人的控制系统、方法、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]近年来，人体血液类疾病高发，高血脂所引发的各类心脑血管疾病已成为危害人类健康的“杀手”之一。医生可以通过控制非接触式微机器人在患者体内或者血管穿行，治疗高血脂疾病；非接触式方法可以有效突破微机器人的特征尺寸限制，并结合新的驱动原理和控制技术，实现在狭小而密闭的复杂多元环境内的精密操作。
[0003]但受限于驱动原理，大多数非接触方法的作用力的大小和运动自由度较为有限。而相较于其他驱动源，磁驱动损耗主要产生于磁场和改变磁场的电路部分，通过电磁线圈通电产生低强度、低频率的磁场能够穿透生物组织且对生物体无害。同时通过改变电磁线圈的电流大小、频率和相位可以产生各种可控的不同类型的磁场，以实现磁性微机器人的任意运动。所以磁场驱动方式既能提供较为充足的作用力，又能避免大功率的激光、电流等对细胞等生命结构的直接损伤，同时实现3D空间内多自由度的灵活位姿控制。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁控螺旋微机器人的控制方法，其特征在于，所述方法具体包括：通过视觉灰度检测方法确定微型管道中固态异物的覆盖范围；控制磁控系统输出可调频率的旋转磁场驱动微机器人沿着预定轨迹钻头状推进；通过图像采集装置实时获取所述微机器人的实时动态信息；基于所述实时动态信息调整微机器人的磁场，直至所述微机器人能够穿过微型管道中固态异物区域。2.根据权利要求1所述的磁控螺旋微机器人的控制方法，其特征在于，所述通过视觉灰度检测方法确定微型管道中固态异物的覆盖范围，包括；通过图像采集装置识别模型的管壁边界；通过取中值的方法确定微机器人的运动轨迹。3.根据权利要求1所述的磁控螺旋微机器人的控制方法，其特征在于，所述控制磁控系统输出固定频率的旋转磁场驱动微机器人沿着预定轨迹钻头状推进，包括：通过上位机的用户界面输入所需的磁场数据；将所述磁场数据转换为相应的电流信息，并将所述电流信息发送至下位机；通过下位机接收所述电流信号，并将所述电流信号转换为PWM信号；通过驱动器接收所述PWM信号并将电流输出到电磁线圈；通过所述电磁线圈的电流大小、频率和相位产生不同类型的磁场，实现磁性微机器人的任意运动。4.根据权利要求1所述的磁控螺旋微机器人的控制方法，其特征在于，所述基于所述实时动态信息调整微机器人的磁场，直至所述微机器人能够穿过微型管道中固态异物区域，包括：当监控到所述微机器人到达微型管道中固态异物的边缘后，适当改变旋转磁场的旋转频率使所述微机器人在阻力突然增大的液体环境中保持足够的扭矩以继续推进；并基于所述微机器人的变化调整微机器人的磁场，直至微机器人能够穿过微型管道中固态异物区域。5.根据权利要求1所述的磁控螺旋微机器人的控制方法，其特征在于，所述基于所述实时动态信息调整微机器人的磁场，直至所述微机器人能够穿过微型管道中固态异物区域，包括:根据公式1调整微机器人的磁场；其中，表示旋转磁场的方向矢量；P(t)是微钻的位置；L
left
和L
right
代表微型管道中固态异物的左边缘和右边缘，这被视为改变前进方向的边界条件；C
setting
和C

【专利技术属性】
技术研发人员：王化平，侯尧珍，王茂霖，吴天睿，钟世豪，裘宇康，石青，黄强，福田敏男，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：