PHÂN TÍCH ỨNG XỬ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT DẠNG VIÊN NANG  KHI THAY ĐỔI KHOẢNG CÁCH VA ĐẬP CỦA BỘ TẠO RUNG

Vũ Văn Đam; Nguyễn Văn Toản; Nguyễn Văn Dự; Ngô Quốc Huy

doi:10.34238/tnu-jst.12234

PHÂN TÍCH ỨNG XỬ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT DẠNG VIÊN NANG KHI THAY ĐỔI KHOẢNG CÁCH VA ĐẬP CỦA BỘ TẠO RUNG

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 07/03/25 Ngày hoàn thiện: 12/04/25 Ngày đăng: 12/04/25

Các tác giả

1. Vũ Văn Đam, Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông - ĐH Thái Nguyên
2. Nguyễn Văn Toản, Viện Kỹ thuật cơ giới quân sự
3. Nguyễn Văn Dự, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
4. Ngô Quốc Huy , Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Khoảng cách va đập là thông số kết cấu quan trọng của bộ tạo rung trong thiết bị tự di chuyển dạng viên nang. Thông số này cần được thiết lập trước khi đóng gói robot viên nang. Bài báo này trình bày các kết quả mô phỏng số đánh giá sự ảnh hưởng của khoảng cách khe hở va đập đến ứng xử động lực học của capsubot. Các kỹ thuật phân tích về đồ thị thời gian, bản đồ tiến trình, đồ thị pha, bản đồ Poincaré và đồ thị rẽ nhánh được sử dụng để đánh giá tính ổn định của hệ thống. Kết quả phân tích giúp người thiết kế có căn cứ kỹ thuật để lựa chọn khoảng cách khe hở va đập phù hợp với yêu cầu hoạt động của viên nang. Các kết quả này có thể được sử dụng để tối ưu hóa các biến điều khiển và tham số thiết kế, làm tiền đề xây dựng hệ thống thực nghiệm nhằm kiểm chứng và đánh giá ứng xử động học của hệ thống capubot thực. Cách tiếp cận này cũng sẽ giúp giảm thời gian và tiết kiệm chi phí thiết kế, chế tạo mô hình thử nghiệm khi phát triển viên nang chủ động, điều khiển được.

Từ khóa

Robot dạng viên nang; Ứng xử động lực học; Tự dịch chuyển; Rung-va đập; Viên nang nội soi

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] M. D. Vasilakakis et al., "The future of capsule endoscopy in clinical practice: from diagnostic to therapeutic experimental prototype capsules," Prz Gastroenterol, vol. 15, no. 3, pp. 179-193, 2020.

[2] I. Hossain, R. Alam, and K. A. A. Mamun, "A Review of Locomotion Mechanism for Wireless Capsule Endoscopy," International Journal of Innovative Research in Electrical, Electronics, Instrumentation and Control Engineering, vol. 7, no.7, pp. 46 - 53, 2019.

[3] L. Liu, S. Towfighian, and A. Hila, "A Review of Locomotion Systems for Capsule Endoscopy," IEEE Rev Biomed Eng, vol. 8, pp. 138-151, 2015.

[4] W. Chen, J. Sui, and C. Wang, "Magnetically Actuated Capsule Robots: A Review," IEEE Access, vol. 10, pp. 88398-88420, 2022.

[5] C. R. Simons-Linares and J. J. Vargo, "Use of Magnets in Flexible Endoscopy," in Magnetic Surgery, M. Gagner, Editor. Springer International Publishing, 2021, pp. 95-107.

[6] Y. Xu et al., "Autonomous Magnetic Navigation Framework for Active Wireless Capsule Endoscopy Inspired by Conventional Colonoscopy Procedures," IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 7, no. 2, pp. 1729-1736, 2022.

[7] K. Incetan et al., "VR-Caps: A Virtual Environment for Capsule Endoscopy," Med Image Anal, vol. 70, 2021, Art. no. 101990.

[8] Z. Yang et al., "Magnetically Actuated Continuum Medical Robots: A Review," Advanced Intelligent Systems, vol. 5, no. 6, 2023, doi: 10.1002/aisy.202200416 .

[9] H. Wang et al., "Magnetic soft robots: Design, actuation, and function," Journal of Alloys and Compounds, vol. 922, 2022, Art. no. 166219.

[10] E. Pavlovskaia, M. Wiercigroch, and C. Grebogi, "Modeling of an impact system with a drift," Phys. Rev. E. Stat. Nonlin. Soft Matter. Phys., vol. 64, no. 5, Pt. 2, 2001, Art. no. 056224.

[11] K. T. Nguyen et al., "Stability of vibro-impact driven locomotion system with random initial conditions," TNU Journal of Science and Technology, vol. 226, no. 11, pp. 10-19, 2021.

[12] V.-D. Nguyen et al., "A New Design of Horizontal Electro-Vibro-Impact Devices," Journal of Computational and Nonlinear Dynamics, vol. 12, no. 6, 2017, Art. no. 061002.

[13] K. A. Sapronov, A.A. Cherepanov, and S. F. Yatsun, "Investigation of motion of a mobile two-mass vibration-driven system," Journal of Computer and Systems Sciences International, vol. 49, no. 1, pp. 144-151, 2010.

[14] A. N. Grankin, and S. F. Yatsun, "Investigation of vibroimpact regimes of motion of a mobile microrobot with electromagnetic drive," Journal of Computer and Systems Sciences International, vol. 48, no. 1, pp. 155-163, 2009.

[15] R. Carta et al., "A multi-coil inductive powering system for an endoscopic capsule with vibratory actuation," Sensors and Actuators A: Physical, vol. 172, no. 1, pp. 253-258, 2011.

[16] P. Liu et al., "A self-propelled robotic system with a visco-elastic joint: dynamics and motion analysis," Engineering With Computers, vol. 36, pp. 655–669, 2019.

[17] V.-D. Nguyen and N.-T. La, "An improvement of vibration-driven locomotion module for capsule robots," Mechanics Based Design of Structures and Machines, vol.50, pp. 1658-1672, 2020.

[18] Y. Liu, E. Pavlovskaia, and M. Wiercigroch, "Experimental verification of the vibro-impact capsule model," Nonlinear Dynamics, vol. 83, no. 1-2, pp. 1029-1041, 2015.

[19] G. Stefani, M. D. Angelis, and U. Andreaus, "Influence of the gap size on the response of a single-degree-of-freedom vibro-impact system with two-sided constraints: Experimental tests and numerical modeling," International Journal of Mechanical Sciences, vol. 206, 2021, Art. no. 106617.

[20] Y. Liu et al., "Bifurcation analysis of a vibro-impact experimental rig with two-sided constraint," Meccanica, vol. 55, pp. 2505–2521, 2020.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.12234

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ