[发明专利]一种基于梯度功能材料的磁导航电机结构

说明书

本发明提供一种基于梯度功能材料的磁导航电机结构，电流源一分别与赫姆霍兹线圈一的正极和赫姆霍兹线圈一的负极相连，电流源二分别与赫姆霍兹线圈二的正极和赫姆霍兹线圈二的负极相连，赫姆霍兹线圈通入电流后产生均匀磁场，梯度导磁材料放置在均匀磁场中。通过上述这样设置，实现人体外部线圈的个数能够有效减少，扩大检测空间，且只需两个电流源，结构简单、控制参数少。

技术领域

本发明涉及一种外磁场驱动的人体磁导航电机结构，具体的说是一种基于梯度功能材料的磁导航电机结构。

背景技术

人体血管阻塞会导致心脏衰竭的发生，通常内科医生在病人的手臂或者腿上插上一根导管，向冠状动脉内的血栓挤压导管，手术一般十分疼痛，并且具有侵害性和某些风险。因此，内科医生十分需要一种在人体内航行的微型机器人，可以用它来传递药物、取样、移动物体。可见，研制外磁场驱动的人体磁导航电机具有十分重要的意义。现有人体磁导航电机结构主要是依靠外部梯度磁场控制人体内部微型永磁体，实现动子的直行和转动。形成外部梯度磁场的线圈结构比较复杂，容易受空间限制，且需要多个控制电源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于梯度功能材料的磁导航电机结构，采用外部电流源、赫姆霍兹线圈和梯度导磁材料构成一种人体磁导航电机结构。这种磁导航电机结构能够有效减少人体外部线圈的个数，扩大检测空间，且只需两个电流源，结构简单、控制参数少。

本发明包括外部电流源、赫姆霍兹线圈和梯度导磁材料，所采用的技术方案在于：外部电流源与赫姆霍兹线圈相连，线圈通过电流后，在中间区域产生均匀磁场，梯度导磁材料放置在赫姆霍兹线圈内部，梯度导磁材料受到赫姆霍兹线圈产生的均匀磁场作用后，生成电磁驱动力，其中，直行驱动电磁力大小受均匀磁场大小控制，转动电磁力矩受赫姆霍兹线圈内部两个电流同时控制。

本发明通过采用外部电流源、赫姆霍兹线圈和梯度导磁材料，解决了现有技术中的外驱线圈比较复杂的问题，线圈结构简单，控制参数少。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步详述。

图1是本发明的结构示意图。

图1中：1.电流源一，2.赫姆霍兹线圈一的正极，3.均匀磁场，4.梯度导磁材料，5.赫姆霍兹线圈二的正极，6. 赫姆霍兹线圈一的负极，7. 赫姆霍兹线圈二的负极，8. 电流源二。

具体实施方式

图1所示：电流源一1分别与赫姆霍兹线圈一的正极2和赫姆霍兹线圈一的负极6相连，电流源二8分别与赫姆霍兹线圈二的正极5和赫姆霍兹线圈二的负极7相连，赫姆霍兹线圈通入电流后产生均匀磁场3，梯度导磁材料4放置在均匀磁场3中。

本发明的工作原理如下：当梯度导磁材料4放置在均匀磁场3中，受到电磁力作用后，通过控制电流源一1和电流源二8的电流，使梯度导磁材料4形成直行或旋转运动。通过控制均匀磁场3的方向，使梯度导磁材料4的运动方向发生变化。

当同时电流源一1和电流源二8的电流设置的比较大的时候，均匀磁场3的场强相应变大，则梯度导磁材料4受到比较大的电磁力或电磁转矩作用，进而产生较大的运动速度。反之，通过同时调小电流源一1和电流源二8的电流可以降低梯度导磁材料4的运动速度。

当需要控制梯度导磁材料4的运动方向时，可以只调节电流源一1或电流源二8的电流，进而可以控制均匀磁场3的方向，使梯度导磁材料4的运动方向发生改变。