三维无线能量传输技术在体内微机电系统中的实验研究
发布时间：2022-01-22 06:31
随着微机电系统技术的发展,其应用的范围也越来越广,其中就包括体内医疗微机电系统,对于实现无创或微创具有很大的意义。体内微机电系统一般由微型电池供能,存在供能时间短和安全性等问题,而无线能量传输技术可以克服以上缺点,为体内微机电系统提供更好的能量供给方法。本文在课题组和查阅大量国内外有关无线能量传输技术的研究成果的基础上,探讨了无线能量传输系统的结构,设计出三维无线能量传输系统,并进行了仿真和实验分析。本论文主要完成了以下内容:1.分析了体内微机电系统的三维无线能量传输装置的原理,并在此基础上进行了三维无线能量传输装置的设计。详细介绍了基于感应电能传输的三维无线能量传输系统的结构及工作原理;探讨了各部分结构的功能并进行了具体结构设计。2.对三维无线能量传输系统传输性能进行了仿真和实验分析。利用有限元仿真软件Maxwell对整个三维无线能量传输系统进行了仿真和分析,研究了系统的初次级线圈相对位置、初次级线圈的铁芯和工作频率对系统耦合性能的影响。3.在体内微机电系统实际应用分析的基础上,进行了次级线圈的整流稳压电路设计,选择了合适的电路元件,并进行实验测试。实验测试结果表明该系统可以成功输出...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非接触式电能传输系统结构
其中，以心脏起搏器、心脏自动除颤器、人工成熟，在临床医学中应用较多。目前，此类设备一般采用寿命取决于电池的寿命，而电池的寿命又与患者对起赖程度越高，起搏器工作越频繁，电池消耗就越快，起耗完之前必须再次进行外科手术，取出旧电池，装入新成新创伤，增加了病人的痛苦。如果电池更换不及时，善电池供电的种种弊端，以电磁耦合原理为基础的无线电子设备，其中一些欧美国家及日本、以色列等在该项纪九十年代后期，美国科研人员研究了人工心脏的体韩国和日本等国家也对人工心脏的无线供能开展了很 T., Kentaro W.等[14]对人工心脏的信号传递与无线供能进和环境磁场噪声给信号传递造成的干扰，提出了减轻干方案如图 1-1 所示[14]。
图 1-2 人头模型无线能量传输实验平台[16]Fig. 1-2 A witricity prototype platform using a human head phantom[16卫生组织报道，在 1997 年有超过八百万病人因色素性视网膜炎病人的感光细胞功能退化，导致视力下降，甚至失明。研究发现在失明长达几年以后有约 30%的视网膜神经细胞依然能正常工作网膜神经元可以引起视觉激励。美国加利福尼亚大学 Guoxing W
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电磁感应的消化道内微系统的无线供能[J]. 马官营,颜国正,何秀. 上海交通大学学报. 2008(05)
[2]体内微机电无线能量传输系统的仿真分析[J]. 刘修泉,张炜,吴彦华,黄平. 系统仿真学报. 2008(08)
[3]电磁屏蔽技术及材料应用研究新动向[J]. 王晓辉,唐露新,李运智,唐劲天. 材料开发与应用. 2008(02)
[4]空心线圈电感的计算与实验分析[J]. 刘修泉,曾昭瑞,黄平. 工程设计学报. 2008(02)
[5]基于电磁感应的消化道内微系统无线能量传输问题研究[J]. 马官营,颜国正. 生物医学工程学杂志. 2008(01)
[6]无线供能胃肠道微型诊查机器人系统研究[J]. 马官营,颜国正,王坤东,叶东东,王文兴. 机器人. 2008(01)
[7]无缆式微机器人内窥镜系统的研制及离体实验[J]. 叶东东,颜国正,王坤东,马官营. 高技术通讯. 2007(12)
[8]互感系数的影响因素及其对无线能量传输系统效率的影响[J]. 何秀,颜国正,马官营. 测控技术. 2007(11)
[9]无接触式变压器的建模分析及设计[J]. 沈争,陈辉明,蒋大鹏. 电气应用. 2007(01)
[10]电磁屏蔽技术分析[J]. 李雪,刘泰康,姜云. 电子工艺技术. 2007(01)
博士论文
[1]人体肠道诊查微型机器人系统及其无线供能技术研究[D]. 马官营.上海交通大学 2008
本文编号：3601711
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非接触式电能传输系统结构
其中，以心脏起搏器、心脏自动除颤器、人工成熟，在临床医学中应用较多。目前，此类设备一般采用寿命取决于电池的寿命，而电池的寿命又与患者对起赖程度越高，起搏器工作越频繁，电池消耗就越快，起耗完之前必须再次进行外科手术，取出旧电池，装入新成新创伤，增加了病人的痛苦。如果电池更换不及时，善电池供电的种种弊端，以电磁耦合原理为基础的无线电子设备，其中一些欧美国家及日本、以色列等在该项纪九十年代后期，美国科研人员研究了人工心脏的体韩国和日本等国家也对人工心脏的无线供能开展了很 T., Kentaro W.等[14]对人工心脏的信号传递与无线供能进和环境磁场噪声给信号传递造成的干扰，提出了减轻干方案如图 1-1 所示[14]。
图 1-2 人头模型无线能量传输实验平台[16]Fig. 1-2 A witricity prototype platform using a human head phantom[16卫生组织报道，在 1997 年有超过八百万病人因色素性视网膜炎病人的感光细胞功能退化，导致视力下降，甚至失明。研究发现在失明长达几年以后有约 30%的视网膜神经细胞依然能正常工作网膜神经元可以引起视觉激励。美国加利福尼亚大学 Guoxing W
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电磁感应的消化道内微系统的无线供能[J]. 马官营,颜国正,何秀. 上海交通大学学报. 2008(05)
[2]体内微机电无线能量传输系统的仿真分析[J]. 刘修泉,张炜,吴彦华,黄平. 系统仿真学报. 2008(08)
[3]电磁屏蔽技术及材料应用研究新动向[J]. 王晓辉,唐露新,李运智,唐劲天. 材料开发与应用. 2008(02)
[4]空心线圈电感的计算与实验分析[J]. 刘修泉,曾昭瑞,黄平. 工程设计学报. 2008(02)
[5]基于电磁感应的消化道内微系统无线能量传输问题研究[J]. 马官营,颜国正. 生物医学工程学杂志. 2008(01)
[6]无线供能胃肠道微型诊查机器人系统研究[J]. 马官营,颜国正,王坤东,叶东东,王文兴. 机器人. 2008(01)
[7]无缆式微机器人内窥镜系统的研制及离体实验[J]. 叶东东,颜国正,王坤东,马官营. 高技术通讯. 2007(12)
[8]互感系数的影响因素及其对无线能量传输系统效率的影响[J]. 何秀,颜国正,马官营. 测控技术. 2007(11)
[9]无接触式变压器的建模分析及设计[J]. 沈争,陈辉明,蒋大鹏. 电气应用. 2007(01)
[10]电磁屏蔽技术分析[J]. 李雪,刘泰康,姜云. 电子工艺技术. 2007(01)
博士论文
[1]人体肠道诊查微型机器人系统及其无线供能技术研究[D]. 马官营.上海交通大学 2008
本文编号：3601711
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