随着人们生活水平的不断提高，胃肠道疾病开始成为威胁人们生活质量的重要疾病之一。专家指出，胃肠道疾病越早发现，其治愈率越高。就目前来看，最主要的检查手段是通过传统内窥镜进行检测，但在这过程中会给病患带来较大的痛苦，导致很多人错过了早期发现的时机；胶囊内窥镜由于其被动的运动方式容易存在漏检等现象，限制了临床应用的推广。本文在国家自然科学基金资助项目以及上海市科委项目的资助下，利用微型机构、微型传感器、微型执行器等技术，开展了一种可以实现主动检查的微型胃肠道机器人系统的研究。本文首先介绍了机器人的运动环境，即人体胃肠道。通过分析小肠的基本结构、运动特点和生理特性，结合机器人常用运动方式的比较，确定了微型胃肠道机器人的运动方式采用仿尺蠖式原理；在分析了机器人的步态、运动效率和临界步距后，提出了机器人具体的设计要求。在设计要求的基础上，选择了微型直流无刷电机作为驱动器。整个机器人由首尾两个径向钳位机构和中间一个轴向伸缩机构组成；为了实现径向钳位和轴向伸缩的目的，分别设计了双螺杆-螺母机构和双杆推板机构，并详细介绍了两种机构的机械结构设计、驱动原理分析、机构受力分析以及传动速度计算等；利用了仿真软件对设计进行了验算，保证了机构的安全可靠；还介绍了机器人的密封设计方法；根据设计参数，计算了机器人的一些运动参数。为了配合机构的运动控制，设计了机器人的控制系统。机器人的控制系统分为体内接收动作端和上位机控制发射端。为了降低机器人的功耗，控制算法内置于体内电路中，操作者通过上位机输入控制指令，经由无线收发模块与体内电路通信，体内电路根据收到的控制指令对机器人的运动进行控制；还介绍了对应的程序设计。在完成了机器人的装配后，测量了机器人的整机参数；使用PVC薄膜制成模拟管道，对机器人进行水平运动和垂直运动实验，测试机器人的运动能力；还比较了机器人密封前后的运动速度；最后采用了离体猪小肠验证机器人在肠道中的运动性能。本研究根据人体小肠的特性，采用了合适的运动方式，并在此基础上设计了机器人的机械结构以及对应的软硬件控制系统，最后通过两个实验测试了机器人的运动速度，验证了机器人在离体肠道中的运动性能。综上所述，本研究的微型胃肠道机器人系统基本满足设计要求，为胃肠道主动检查机器人的进一步研究工作打下了一定基础，同时也存在许多可以改进的地方，可供后续完善。