[发明专利]一种导管内部磁控胶囊机器人流场PIV测量平台

权利要求书

1.一种导管内部磁控胶囊机器人流场PIV测量平台，其特征在于：流场PIV测量平台包括5轴数控永磁体机构（1）和测试台架机构（18）。

2.根据权利要求1所述的一种导管内部磁控胶囊机器人流场PIV测量平台，其特征在于：5轴数控永磁体机构（1）包括：1块平板（2），4根机架柱（3），2根平行的X轴向固定架（4），2个带丝杆的X轴直线运动步进电机（5），2根X轴向固定导轨（6），2个X轴向导轨滑块（7），1个带丝杆的Y轴直线运动步进电机（8），1根Y轴向固定导轨（9），1根Y轴向导轨滑块（10），1个带丝杆的Z轴直线运动步进电机（11），1根Z轴向固定导轨（12），1根Z轴向导轨滑块（13），1个Z轴旋转运动步进电机（14），1个直角形角钢板片（15），1个采用径向磁极形式的永磁体（16），1个Y轴旋转运动步进电机（17）。

3.根据权利要求1所述的一种导管内部磁控胶囊机器人流场PIV测量平台，其特征在于：所述的4根机架柱（3）的底端通过螺钉固定在平板（2）上，2根平行的X轴向固定架（4）采用螺栓分别固定在两侧架柱（3）的顶端，2根X轴向固定导轨（5）分别采用螺栓与两侧的X轴向固定架（4）连接固定，X轴直线运动步进电机（5）采用螺钉安装在X轴向固定导轨（6）的端面，通过丝杆与X轴向导轨滑块（7）配合连接。

4.根据权利要求1所述的一种导管内部磁控胶囊机器人流场PIV测量平台，其特征在于：所述的Y轴向固定导轨（9）两端通过螺钉与两个的X轴向导轨滑块（7）固定连接， Y轴直线运动步进电机（8）通过螺钉安装在Y轴向固定导轨（9）的一个端面，通过丝杆与Y轴向导轨滑块（10）配合连接。

5.根据权利要求1所述的一种导管内部磁控胶囊机器人流场PIV测量平台，其特征在于：所述的Z轴向固定导轨（12）采用螺钉与Y轴向导轨滑块（10）固定连接，Z轴直线运动步进电机（11）通过螺钉安装在Z轴向固定导轨（12）的顶端面，通过丝杆与Z轴向导轨滑块（13）配合连接。

6.根据权利要求1所述的一种导管内部磁控胶囊机器人流场PIV测量平台，其特征在于：所述的Z轴旋转运动步进电机（14）采用螺钉固定在Z轴向导轨滑块（13）上，Z轴旋转运动步进电机（14）输出轴采用螺母与1个直角形角钢板片（15）固定，带动直角形角钢板片（15）绕Z轴转动，直角形角钢板片（15）另一侧采用螺钉固定连接1个Y轴旋转运动步进电机（17），Y轴旋转运动步进电机（17）输出轴上采用螺母固定安装1个永磁体（16）。

7.根据权利要求1所述的一种导管内部磁控胶囊机器人流场PIV测量平台，其特征在于：所述的测试台架机构（18）包括2个支架（19），1个玻璃槽（20），2个长方体垫片（21），1根透光的玻璃管（22），1个内部安装了径向磁极永磁体的磁控胶囊机器人（23）。

8.根据权利要求1所述的一种导管内部磁控胶囊机器人流场PIV测量平台，其特征在于：所述的2个支架（19）放置在平板（2）两侧，可以在平板（2）上水平移动，玻璃槽（20）两端采用支架（19）支撑住，玻璃槽（20）内部两端面槽底水平放置2个长方体垫片（21），垫片（21）上直接放置1根透光的玻璃管（22），内部充满需要测试的不同粘度的液体或液固混合液、适量的示踪粒子和1个磁控胶囊机器人（23），玻璃管（22）的一端采用透明的玻璃片粘结，另一端采用可拔插的堵头密封，防止管内液体流出。

9.根据权利要求1所述的一种导管内部磁控胶囊机器人流场PIV测量平台，其特征在于包括所述的PIV试验流程如下：

1）玻璃管（22）内部放入1个磁控胶囊机器人（23），同时充满需要测试的不同粘度的液体或者液固混合液，液体里加入适量的示踪粒子，再将玻璃管（22）水平放置于玻璃槽（20）底面的垫片（21）上；

2）向玻璃槽（20）注水，水面必须高于玻璃管（22）的最高顶面，操作5轴数控永磁体机构（1），使永磁体（16）运动到玻璃管（22）的上方，并保持一定的距离高度，使磁性吸引住磁控胶囊机器人23；

3）当需要测量磁控胶囊机器人（23）在玻璃管（22）内部做不同速率直线运动的流场情况时，将玻璃槽（20）平行于Y轴水平放置，5轴数控永磁体机构（1）驱动永磁体（16）做出不同速率的直线运动，带动磁控胶囊机器人（23）在玻璃管（22）内沿Y轴做相应的直线运动，PIV激光头（25）布置在玻璃槽（20）的正下方，沿Z轴方向，向上照射玻璃管（22），形成YOZ测试截面， PIV摄像机（24）沿X轴方向布置，拍摄磁控胶囊机器人（23）运动时的YOZ测试截面流场；

4）当需要测量磁控胶囊机器人（23）在玻璃管（22）内部做不同速率的旋转运动流场情况时，将玻璃槽（20）平行于X轴水平放置，将其带透明玻璃的一端朝向PIV摄像机（24）镜头，5轴数控永磁体机构（1）驱动永磁体（16）产生不同的旋转速率运动，驱动磁控胶囊机器人（23）在玻璃管（22）内做相应的旋转速率运动，PIV激光头（25）布置在玻璃槽（20）的正下方，沿Z轴方向，向上照射玻璃管（22）形成YOZ测试截面，PIV摄像机（24）沿X轴方向布置，拍摄磁控胶囊机器人（23）旋转运动时的YOZ测试截面流场；

5）当需要测量磁控胶囊机器人（23）在玻璃管（22）内部做不同速率的旋转直线复合运动的流场情况时，将玻璃槽（20）平行于Y轴水平放置，5轴数控永磁体机构（1）驱动永磁体（16）产生不同速率的旋转直线复合运动，驱动磁控胶囊机器人（23）在玻璃管（22）内做相应速率的旋转直线复合运动，PIV激光头（25）布置在玻璃槽（20）的正下方，沿Z轴方向，向上照射玻璃管（22）形成YOZ测试截面，PIV摄像机（24）沿X轴方向布置，拍摄磁控胶囊机器人（23）旋转直线复合运动时的YOZ测试截面流场。