[发明专利]一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测方法及系统

权利要求书

1.一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、以三个线圈组正交构成交变磁场驱动装置；

步骤S2、以胶囊机器人、PVC管和红外转速测量盘组成转速检测装置；

步骤S3、交变磁场驱动装置驱动胶囊机器人旋转，以红外测速仪对胶囊机器人进行旋转速度测量，同时依靠胶囊机器人的旋转力与液体的流体推动力相互作用推动胶囊机器人前进；

步骤S4、胶囊机器人平稳转弯，当胶囊机器人达到临界丢步态时，可得到临界耦合磁力矩；

步骤S5、再通过计算得到胶囊机器人在液体中的流体扭转力矩。

2.根据权利要求1的一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测方法，其特征在于，在步骤S1内，以x方向、y方向、z方向三个正交方向的三个线圈组构成的三维亥姆霍兹线圈作为交变磁场驱动装置。

3.根据权利要求2的一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测方法，其特征在于，在步骤S2内，将胶囊机器人、PVC管和红外转速测量盘依次连接后放置于有机玻璃弯管中，PVC管穿过有机玻璃弯管的外弧侧的长孔，与PVC管另一端连接的红外转速测量盘放置于有机玻璃弯管的外侧。

4.根据权利要求3的一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测方法，其特征在于，在步骤S3内，将三组线圈组分别通入相应电流，在线圈组的中心产生交变旋转磁场，进而形成动态耦合磁力矩，交变旋转磁场包围胶囊机器人，该动态耦合磁力矩作用于胶囊机器人，依靠胶囊机器人的旋转力与液体的流体推动力相互作用推动胶囊机器人前进。

5.根据权利要求4的一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测方法，其特征在于，步骤S4包括：

步骤S41、在三维亥姆霍兹线圈中心建立定坐标系，再以胶囊机器人的中心建立动坐标系，通过转动变换，计算出胶囊机器人的换向角；

步骤S42、通过胶囊机器人的换向角，从而计算出胶囊机器人的平面转角差；

步骤S43、通过胶囊机器人的平面转角差，结合胶囊机器人的旋转变换关系，得到胶囊机器人的空间转角差；

步骤S44、胶囊机器人平稳转弯，采取逐渐减小驱动电流的方式，到胶囊机器人机器人达到临界丢步态为止，从而通过胶囊机器人的空间转角差，再结合交变磁场驱动装置的磁感应强度得到胶囊机器人的转弯总磁力矩。

6.根据权利要求5的一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测方法，其特征在于，在步骤S5内，通过胶囊机器人的转弯总磁力矩，得到流体的总流体力矩，即胶囊机器人在液体中的流体扭转力矩。

7.一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测系统，其特征在于，包括：

交变磁场驱动装置，用于产生交变旋转磁场；

转速检测装置，由胶囊机器人、PVC管和红外转速测量盘组成；

红外测速仪，用于对胶囊机器人进行旋转速度测量；

有机玻璃弯管，用于放置所述转速检测装置；

主控器，用于控制所述交变磁场驱动装置、转速检测装置和红外测速仪。

8.根据权利要求7所述的一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测系统，其特征在于，以x方向、y方向、z方向三个正交方向的三个线圈组构成的三维亥姆霍兹线圈作为交变磁场驱动装置。

9.根据权利要求8所述的一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测系统，其特征在于，所述线圈组为同方向设置的两个相同的线圈的组成。

10.根据权利要求9所述的一种胶囊机器人的流体扭转力矩的非接触检测系统，其特征在于，在所述转速检测装置内，将所述胶囊机器人、PVC管和红外转速测量盘依次连接后放置于所述有机玻璃弯管中，所述PVC管穿过所述有机玻璃弯管的外弧侧的长孔，与所述PVC管的另一端连接的所述红外转速测量盘放置于所述有机玻璃弯管的外侧。