“胶囊内镜”全称为“智能胶囊消化道内镜系统”,又称“医用无线内镜”。智能胶囊借助着消化道的蠕动而在消化道内运动并拍摄图像,并传输至体外的图像记录仪和影像工作站,让医生可以了解受检者的整个消化道情况,从而对其病情做出诊断。然而现在商用的胶囊内镜系统基本上都不具备驱动机构,只能随消化道蠕动做被动运行,观察过程不受控制,无法对病变等特定位置进行细致的检测,因此,本文在查阅了大量文献的基础上,研究了国内外的胶囊内镜的控制方法,设计了一种新型的内窥镜机器人驱动机构,对该机构在肠道内的运动作了详细的分析,并做出了实物模型进行实验验证。全文的内容安排如下:第一章是绪论,介绍了胶囊内镜的研究背景和内镜胶囊的概念,对胶囊内镜的自主运动的国内外研究现状作了介绍和分析,并归纳了胶囊内镜现今存在的一些问题。第二章对胶囊内镜在肠道内运动时的受力模型作了研究,利用薄膜理论建立了数学模型,并用软件ANSYS仿真胶囊内镜在肠道运动的状况。第三章设计了一种新型的内窥镜机器人机构,介绍了该机构在肠道内的运行原理,根据运动原理设计出了具体结构方案,并设计了关键的零部件。第四章对设计采用的材料形状记忆合金的特性做了分析,采用Brinson本构方程来描述形状记忆合金材料的相变机制,并用MATLAB软件来分析形状记忆合金的相变中材料、力学性能。第五章设计出了胶囊内镜的驱动控制系统以及试验所需的电路模块。第六章为试验方案和试验结果,主要进行了三个试验:形状记忆合金温度试验,测出在环境温度下,加热电流与加热形状记忆合金到一定温度的时间的关系;形状记忆合金力学试验,验证形状记忆合金的材料性能;然后验证了内镜机器人模型在塑料管道里的运行情况。第七章对本文的主要工作进行了总结,指出本文有待改进的部分,并对胶囊内镜的发展做了展望。