CN103070659B - 无缆气囊式机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无缆气囊式机器人系统，包括：监控计算机、单片机微处理器、无线通信收发装置、无线能量发射电路和无缆气囊式机器人，单片机微处理器分别与监控计算机、无线通信收发装置和无线能量发射电路连接，无缆气囊式机器人与无线通信收发装置通信连接，且与无线能量发射电路进行能量交换。本发明具有创伤小、安全可靠、运动效率高、适用范围广泛的优点。

Description

无缆气囊式机器人系统

技术领域

本发明涉及机电技术和仿生学领域，具体地，涉及一种无缆气囊式机器人系统。

背景技术

随着人们饮食结构的变化，消化道疾病已愈来愈成为困扰人们的顽症之一。但是，消化道疾病的诊疗目前却面临着诸多挑战。传统内窥镜因为其有创性、医师操作难度大等而受到极大限制，而且该器械也不能进入小肠。无线胶囊内窥镜随人体肠道蠕动前进具有无创性，但是由于其不能被操控，不能停留在医生感兴趣的地方，也不能反复观察，所以临床上诊断漏检率高。主动式可操控机器人系统是一种无创、易于操作、能够主动控制的进入肠道，并可根据需要携带作业装置如成像子系统、生理参数如压力、pH值、温度敏感检测子系统，实现自治，完成特定任务。

国外，Ikuta等人在1996年首先提出使用形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)驱动器来主动控制内窥镜的思想。1999年，Dario所在的实验室陆续报道了他们的有关主动式机器人结肠镜的研究成果。2001年，Young等人提出了两种驱动机理的半主动微机器人结肠镜，一种是利用气动作用来驱动，一种是利用气动和回复弹簧的冲击量的差来实现驱动，并且利用记忆合金实现了头部舵向机构。2003年，Chen等人对Thomann提出的内窥镜系统中的柔性执行器进行了建模和参数辨识等研究，并基于研究结果构造了一种内窥镜的智能转舵系统。2005年，Menciassi等人针对传统式胶囊内镜的缺点，开发出能够长时间夹持在肠道内壁的胶囊内镜。Byungkyu等人开发出了胶囊内镜的牵引机构，能够在肠道内进行牵引。

国内，高立明等人在1998年首先进行了主动式机器人内镜的研究。2000年，马建叙等人研制出了一种微小仿生蠕动机器人。2002年Yan等人提出了一种使用压电微驱动器的多关节仿蚯蚓蠕动机器人。何斌等人也提出了一种基于螺旋机构的介入人体肠道的微型机器人。简小云等人提出了胶囊内窥镜的外场驱动方法。

以上研发的各种面向消化道的机器人按照能源供应方式来说主要分为两种，一种是无缆方式的，一种是有缆方式的。有缆方式的不能进入小肠，只能用作结肠的检查。而且，有缆机器人都需要从肛门导入，运动方向和肠道蠕动方向相反，逆行牵引，增加了牵引的难度。无缆方式主要为胶囊主动式内窥镜，固然可以检查全消化道，但是皆由自身携带的电池进行供电。由于运动机构能耗较大，加之作业器件的消耗，用于检查作业的时间非常短，因此，解决能耗问题构成了全消化道机器人的一个关键技术。

另外，就牵引原理来说，一般的都是基于尺蠖仿生原理的。一般包含三节驱动单元，前后两节称之为泊位节，用于固定在肠壁上，中间一节称之为牵引节，用于发生肠道轴线方向的推进。泊位节有吸附式的，支撑式的，夹持式的。吸附式力图对肠道中密闭执行器进行抽真空，执行器有许多小孔，肠壁被吸附在执行器上。该方式应该看到，肠道内液体和气体会被一同吸出，而且这种方法必须拖一根输气管道，因此最多也只能用于结肠。夹持式会从机器人上伸出可操控的夹子，紧紧的咬在肠壁上。由于人体肠道非常薄，里面有血管和神经组织，并易于损伤，因此这种刚性的撕咬方式很危险。支撑式使机器人发生径向变形，直径变大，从而能够支撑在肠壁上，提供伸缩单元前进需要的摩擦力。但是，机械式利用机构进行刚性支撑对于肠道同样是非常危险的，因此一般采用气囊式支撑，但总是无法摆脱气管，实现无缆驱动。牵引节和泊位节的运动独立，分别控制，增加了机器人的长度，影响了机器人的柔顺性，很难通过急剧拐角例如小肠、乙状结肠等肠段。

综上，作为医疗用机器人，为安全起见，执行器必须具有一定柔性，气动支撑方案有其自身的优势。但是，机器人必须同时具有一定的柔顺性，因此，缩短驱动器的长度是必须要考虑的。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种无缆气囊式机器人系统，本发明依靠气囊自身变形和无线能量传输技术来实现无缆、无气管驱动的机器人系统，在介入人体时具有创伤小、安全可靠、运动效率高等优点。

根据本发明的一个方面，提供一种无缆气囊式机器人系统，包括：监控计算机、单片机微处理器、无线通信收发装置、无线能量发射电路和无缆气囊式机器人，单片机微处理器分别与监控计算机、无线通信收发装置和无线能量发射电路连接，无缆气囊式机器人与无线通信收发装置通信连接，且与无线能量发射电路进行能量交换；监控计算机向单片机微处理器发出控制命令，单片机微处理器通过无线通信收发装置将控制命令发送至无缆气囊式机器人，无缆气囊式机器人根据接收到的控制命令采集人体内的相应信息并发送至无线通信收发装置，无线通信收发装置将接收到的信息通过单片机微处理器发送至监控计算机，由监控计算机对信息进行相应的处理操作。

优选地，该无缆气囊式机器人系统还包括电源，电源分别与单片机微处理器、无线通信收发装置和无线能量发射电路连接，用以为单片机微处理器、无线通信收发装置和无线能量发射电路提供电力。

优选地，该无缆气囊式机器人与无线能量发射电路采用电磁耦合的方式进行能量交换。

优选地，该无缆气囊式机器人包括：头舱、尾舱、若干驱动单元、若干球铰和若干波纹管，各驱动单元之间通过球铰连接组成驱动机构；头舱内集成封装能量接收模块、无线通信模块和运动控制模块，其通过球铰连接至驱动机构的一端，其中，能量接收模块与无线能量发射电路进行能量交换，无线通信模块与无线通信收发装置通信连接，运动控制模块与各驱动单元连接；尾舱用以搭载相应的医疗诊断微机电系统，其通过球铰连接至驱动机构的另一端，波纹管套接至球铰外侧，用以形成密封。

优选地，该驱动单元包括：气囊、形状记忆合金弹簧、球铰球头、球铰套筒、左端盖、左螺钉、绝缘垫片、右端盖和右螺钉，左端盖和右端盖分别连接至气囊的两侧，球铰球头与左端盖连接，球铰套筒设置在球铰球头外侧与左端盖连接，绝缘垫片分别设置在左端盖与气囊之间以及右端盖与气囊之间，形状记忆合金弹簧设置在气囊内，其包括形状记忆合金回复弹簧和回复弹簧，形状记忆合金回复弹簧两端分别使用左螺钉、右螺钉固接至左端盖和右端盖，且通过导线连接至运动控制模块，回复弹簧套接至形状记忆合金回复弹簧外侧。

优选地，该能量接收模块包括一接收线圈机构，接收线圈机构包括支撑左盖板、套筒、外圈、支撑右盖板、接收线圈、线圈架、永磁柱、磁芯和内圈，支撑左盖板和支撑右盖板分别连接至套筒两侧，外圈设置在套筒内分别与支撑左盖板和支撑右盖板连接，内圈与外圈连接，其轴线与外圈的轴线在同一平面内且相互垂直，接收线圈与线圈架绕接连接，且其外侧套接至内圈内侧，磁芯套接至线圈架内侧，永磁柱紧配合连接至磁芯内部。

优选地，该无线能量发射电路包括直流电源、正弦信号发生器、调谐电路、功率放大电路、定向线圈和发射线圈，直流电源与定向线圈连接为定向线圈供电，正弦信号发生器分别经调谐电路和功率放大电路与发射线圈连接，用以为发射线圈提供共振信号；定向线圈和发射线圈同心绕制，水平安装，其中，发射线圈用以产生交变励磁磁场，使接收线圈机构在磁场作用下感生电动势，获得能量对无缆气囊式机器人提供能量，定向线圈用以产生静态电磁场，调整接收线圈机构使其处于最佳的能量接收姿态。

优选地，该监控计算机和单片机微处理器串口连接。

优选地，该球铰球头为半球形。

优选地，该驱动单元的数量为3个。

本发明采用电磁耦合的方式实现能量交换，并且在体外发射线圈外部同位绕制一个定向线圈并施加直流电压，定向线圈产生的磁场会使接收线圈转动至与发射线圈磁场一致的方向，从而有更多的磁力线穿过接收线圈，提高能量接收效率。

本发明的无缆气囊式机器人的运动过程为：首先驱动单元一、驱动单元二、驱动单元处于收缩状态，支撑在肠道内壁上；然后驱动单元三变细变长，驱动单元一、驱动单元二仍然支撑肠道，这保证了驱动单元三伸长时，机器人不在肠道内打滑；接着驱动单元一保持支撑肠道，驱动单元二伸长变细，驱动单元三缩短变粗，两者同时动作，驱动单元二和驱动单元三在宏观上表现出没有前进；然后驱动单元三继续保持支撑肠道，驱动单元二缩短变粗，驱动单元一伸长变细，驱动单元一和驱动单元二宏观上总的体积没有变化，运动中心没有前进；最后驱动单元二和驱动单元三保持支撑肠壁，驱动单元一缩短变粗，机器人整体向前前进一个步距d。如果重复上述过程，则机器人就能够实现连续行走，如果将运动顺序颠倒，则机器人可以实现后退。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明使用了三个密闭气囊在形状记忆合金弹簧驱动下，实现单节驱动器的轴向和径向的同步变形，并利用两自由度自定向线圈实现能量接收，解决了拖缆供电、拖气管供气的问题，大大提高了机器人的能动性，具有创伤小、安全可靠、运动灵活，效率高、结构紧凑、功重比大、体积小、重量轻的优点，可广泛应用于要求对作业环境作用小、无损伤的场合，如胃肠道疾病诊断、生物柔性组织探测等领域，适用范围广泛。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明无缆气囊式机器人系统的结构原理图；

图2为无缆气囊式机器人的结构示意图；

图3为驱动单元的结构示意图；

图4为无缆气囊式机器人的牵引原理图；

图5为无缆气囊式机器人的运动控制信号示意图；

图6为接收线圈机构的横截面示意图；

图7为图6的A-A剖视图；

图8为无线能量传输原理示意图；

图9为无线能量发射接收的电气原理图。

图中：1为监控计算机，2为单片机微处理器，3为无线通信收发装置，4为电源，5为无线能量发射电路，6为发射线圈，7为定向线圈，8为无缆气囊式机器人，9为尾舱，10为能量接收模块，11为无线通信模块，12为运动控制模块，13为气囊，14为波纹管，15为形状记忆合金弹簧，16为球铰，17为头舱，18为球铰球头，19为球铰套筒，20左端盖，21为左螺钉，22为绝缘垫片、23为形状记忆合金回复弹簧，24为回复弹簧，25为右端盖，26为右螺钉，27为导线，28为支撑左端盖，29为套筒，30为外圈，31为支撑右端盖，32为接收线圈，33为线圈架，34为永磁柱，35为磁芯，36为内圈，38为接收线圈机构。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

请参阅图1，一种无缆气囊式机器人系统，包括：监控计算机1、单片机微处理器2、无线通信收发装置3、电源4、无线能量发射电路5和无缆气囊式机器人8，单片机微处理器2分别与监控计算机1、无线通信收发装置3和无线能量发射电路5连接，无缆气囊式机器人8与无线通信收发装置3通信连接，且与无线能量发射电路5采用电磁耦合的方式进行能量交换。监控计算机1与单片机微处理器2串口连接，通过串口向单片机微处理器2发出控制命令，单片机微处理器2通过无线通信收发装置3将控制命令发送至无缆气囊式机器人8，无缆气囊式机器人8根据接收到的控制命令采集人体内的相应信息并发送至无线通信收发装置3，无线通信收发装置3将接收到的信息通过单片机微处理器2发送至监控计算机1，由监控计算机1上安装的监控软件对信息进行相应的显示、处理、计算、存储等操作。电源4分别与单片机微处理器2、无线通信收发装置3和无线能量发射电路5连接，用以为单片机微处理器2、无线通信收发装置3和无线能量发射电路5提供电力。

如图2所示，无缆气囊式机器人8包括：头舱17、尾舱9、三各驱动单元、若干球铰16和若干波纹管14，驱动单元包括气囊13和形状记忆合金弹簧15，各驱动单元之间通过球铰16连接组成驱动机构，且驱动单元之间的球铰16连接处使用波纹管14进行密封。头舱17内集成封装能量接收模块10、无线通信模块11和运动控制模块12，其通过球铰16连接至驱动机构的一端，其中，能量接收模块10与无线能量发射电路5进行能量交换，无线通信模块11与无线通信收发装置3通信连接，运动控制模块12与各驱动单元连接；尾舱9用以搭载相应的传感器、活检钳以及其他医疗诊断微机电系统，其通过球铰16连接至驱动机构的另一端，波纹管14套接至球铰16外侧，用以形成密封。

驱动单元是无缆气囊式机器人8的核心机构，体现了无缆气囊式机器人8主动可控、柔性无损伤的技术特征。如图3所示，驱动单元包括：气囊13、形状记忆合金弹簧15、球铰球头18、球铰套筒19、左端盖20、左螺钉21、绝缘垫片22、右端盖25和右螺钉26。波纹管14紧套在左端盖20的圆台上，并使用胶粘剂粘结，以防漏水。球铰球头18加工成半球形，可在左端盖20的球凹里面自由转动，球铰套筒19使用内螺纹与左端盖20连接，防止球铰球头18脱离球凹。在驱动单元的另外一端，波纹管14紧套在右端盖25的圆台上，同样使用胶粘剂粘结。左端盖20和右端盖25分别连接至气囊13的两侧，绝缘垫片22分别设置在左端盖20与气囊13之间以及右端盖25与气囊13之间使用粘结剂紧密粘合。在气囊13的空腔内为形状记忆合金弹簧15，其包括形状记忆合金回复弹簧23和回复弹簧24，形状记忆合金回复弹簧23两端分别使用左螺钉21、右螺钉26固接至左端盖20和右端盖25上，且通过导线27经右端盖25的小孔引出连接至运动控制模块12，回复弹簧24套接至形状记忆合金回复弹簧23外侧，两端支撑在绝缘垫片22上。当形状记忆合金弹簧23通电缩短时，气囊13被压缩，驱动单元在轴线方向上缩短，在径向方向上增大。当形状记忆合金弹簧23断电恢复原来长度时，在回复弹簧24的作用下，驱动单元将回复到初始长度。

请同时结合图2、图3，在靠近头舱17一侧的驱动单元的右端盖25上也设置有用以容置球铰球头18的球凹，右端的球铰球头18旋紧在该有右端盖25上。

将三节驱动单元、前舱9、后舱17使用球铰16连接起来后，每节驱动单元动作时将产生轴向缩减和径向减缩，三节驱动单元按照一定的序列进行动作，则能够形成机器人的运动，其运动过程如图4所示，相应的每节驱动单元施加的控制信号序列如图5所示。

以下同时结合图4、图5对本发明的无缆气囊式机器人的运动过程为第一步：t₀之前，驱动单元一、驱动单元二、驱动单元三加电，均处于收缩状态，共同支撑在肠道内壁上；第二步：从t₀到t₁，驱动单元三断电变细变长，驱动单元一、驱动单元二仍然保持通电，支撑肠道，这保证了驱动单元三伸长时，机器人不在肠道内打滑；第三步：从t₁到t₂，驱动单元一仍然保持通电，固定在肠道上，驱动单元二断电伸长变细，驱动单元三通电缩短变粗，两者同时动作，驱动单元二和驱动单元三总的运动中心没有前进；第四步：从t₂到t₃，驱动单元三仍然保持通电，驱动单元二通电，缩短变粗，驱动单元一断电伸长变细，驱动单元一和驱动单元二总的运动中心没有前进；第五步：从t₃到t₄，驱动单元二和驱动单元三保持通电，支撑在肠壁上，驱动单元一断电缩短变粗，此时机器人整体向前前进一个步距d。如果重复上述过程，则机器人就能够实现连续行走，如果将运动顺序颠倒，则机器人可以实现后退。

能量接收模块10包括一接收线圈机构38，接收线圈按照多层螺线管的绕制方法制作，如图6、图7所示，接收线圈机构38包括支撑左盖板28、套筒29、外圈30、支撑右盖板31、接收线圈32、线圈架33、永磁柱34、磁芯35和内圈36，支撑左盖板28和支撑右盖板31分别卡进套筒29两侧，外圈30设置在套筒20内分别使用支撑针支撑在支撑左盖板28和支撑右盖板31的孔内，外圈30在套筒29内可以绕支撑轴回转。内圈36使用支撑针在径向支撑在外圈30上，其支撑轴轴线与外圈30在支撑左端盖28和支撑右端盖31上支撑轴线在同一水平面内，并互相垂直。接收线圈32与线圈架绕接连接，且其外侧套接至内圈内侧，磁芯套接至线圈架内侧，永磁柱紧配合连接至磁芯内部。接收线圈32绕制在线圈架33上，外观呈球形，线圈架33中心紧配合插入筒状磁芯35，磁芯35中紧配合插入永磁柱34，接收线圈32外侧紧配合套入内圈36中，内圈36、接收线圈32、线圈架33、永磁柱34、磁芯35组成一个整体，可以绕内圈36支撑轴在套筒29内回转，且接收线圈32可以绕支撑平面内互相垂直的两个转轴自由转动。显然当接收线圈32轴线与其所在处发射线圈27产生的磁场方向一致时，则磁通量将最多的通过接收线圈32，就会获得最佳的能量传输效果。在体外发射线圈外部同位绕制一个定向线圈并施加直流电压，定向线圈产生的磁场会使接收线圈转动至与发射线圈磁场一致的方向，从而有更多的磁力线穿过接收线圈，能够提高能量接收效率。

在机器人的能量供应上，本发明采用电磁耦合的方式进行能量交换。无线能量发射电路10包括直流电源、正弦信号发生器、调谐电路、功率放大电路、定向线圈7和发射线圈6，直流电源与定向线圈7连接为定向线圈7供电，正弦信号发生器分别经调谐电路和功率放大电路与发射线圈6连接，用以为发射线圈6提供共振信号；定向线圈7和发射线圈7同心绕制，水平安装，其中，发射线圈6用以产生交变励磁磁场，使接收线圈机构38在磁场作用下感生电动势，获得能量对无缆气囊式机器人8提供能量，定向线圈7用以产生静态电磁场，调整接收线圈机构38使其处于最佳的能量接收姿态。具体地，定向线圈25产生的静态磁场和发射线圈27在同一位置产生的磁场大小有别、方向一致，因此利用定向线圈25产生的静态磁场驱动永磁柱34可以使得线圈经过两个自由度的转动，调整到最佳能量传输的姿态。

如图8所示，其为无线能量传输原理示意图，定向线圈7和发射线圈6同心绕制，水平安装，人可以站立在中心接收诊疗，接收线圈机构38安装在机器人上，发射线圈6产生交变励磁磁场，接收线圈机构38在磁场作用下感生电动势，获得能量对负载提供能量，定向线圈7产生静态电磁场，主要用于接收线圈机构38的机构调整，保证其处于最佳的能量接收姿态，以便尽可能多的捕获能量。

本发明的电气原理如图9所示，直流电源向定向线圈25供电，用于产生定向静态磁场，正弦信号发生器经过功率放大后供给发射线圈6，调谐电路用于调整电路频率，使得发射线圈6的发射信号为强度最大的共振信号，接收线圈32耦合后经整流、滤波、稳压后对外提供能源。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种无缆气囊式机器人系统，其特征在于，包括：监控计算机、单片机微处理器、无线通信收发装置、无线能量发射电路和无缆气囊式机器人，所述单片机微处理器分别与所述监控计算机、无线通信收发装置和无线能量发射电路连接，所述无缆气囊式机器人与所述无线通信收发装置通信连接，且与所述无线能量发射电路进行能量交换；所述监控计算机向所述单片机微处理器发出控制命令，所述单片机微处理器通过所述无线通信收发装置将控制命令发送至所述无缆气囊式机器人，所述无缆气囊式机器人根据接收到的控制命令采集人体内的相应信息并发送至所述无线通信收发装置，所述无线通信收发装置将接收到的信息通过所述单片机微处理器发送至所述监控计算机，由所述监控计算机对信息进行相应的处理操作；

进一步地，所述无缆气囊式机器人包括：头舱、尾舱、若干驱动单元、若干球铰和若干波纹管，所述各驱动单元之间通过所述球铰连接组成驱动机构；所述头舱内集成封装能量接收模块、无线通信模块和运动控制模块，其通过所述球铰连接至所述驱动机构的一端，其中，所述能量接收模块与所述无线能量发射电路进行能量交换，所述无线通信模块与所述无线通信收发装置通信连接，所述运动控制模块与所述各驱动单元连接；所述尾舱用以搭载相应的医疗诊断微机电系统，其通过所述球铰连接至所述驱动机构的另一端，所述波纹管套接至所述球铰外侧，用以形成密封；所述能量接收模块包括一接收线圈机构，所述接收线圈机构包括支撑左盖板、套筒、外圈、支撑右盖板、接收线圈、线圈架、永磁柱、磁芯和内圈，所述支撑左盖板和支撑右盖板分别连接至所述套筒两侧，所述外圈设置在所述套筒内分别与所述支撑左盖板和支撑右盖板连接，所述内圈与所述外圈连接，其轴线与所述外圈的轴线在同一平面内且相互垂直，所述接收线圈与所述线圈架绕接连接，且其外侧套接至所述内圈内侧，所述所述磁芯套接至所述线圈架内侧，所述永磁柱紧配合连接至所述磁芯内部。

2.根据权利要求1所述的无缆气囊式机器人系统，其特征在于，还包括电源，所述电源分别与所述单片机微处理器、无线通信收发装置和无线能量发射电路连接，用以为所述单片机微处理器、无线通信收发装置和无线能量发射电路提供电力。

3.根据权利要求1所述的无缆气囊式机器人系统，其特征在于，所述无缆气囊式机器人与所述无线能量发射电路采用电磁耦合的方式进行能量交换。

4.根据权利要求1所述的无缆气囊式机器人系统，其特征在于，所述驱动单元包括：气囊、形状记忆合金弹簧、球铰球头、球铰套筒、左端盖、左螺钉、绝缘垫片、右端盖和右螺钉，所述左端盖和右端盖分别连接至所述气囊的两侧，所述球铰球头与所述左端盖连接，所述球铰套筒设置在所述球铰球头外侧与所述左端盖连接，所述绝缘垫片分别设置在所述左端盖与所述气囊之间以及所述右端盖与所述气囊之间，所述形状记忆合金弹簧设置在所述气囊内，其包括形状记忆合金回复弹簧和回复弹簧，所述形状记忆合金回复弹簧两端分别使用所述左螺钉、右螺钉固接至所述左端盖和右端盖，且通过导线连接至所述运动控制模块，所述回复弹簧套接至所述形状记忆合金回复弹簧外侧。

5.根据权利要求1所述的无缆气囊式机器人系统，其特征在于，所述无线能量发射电路包括直流电源、正弦信号发生器、调谐电路、功率放大电路、定向线圈和发射线圈，所述直流电源与所述定向线圈连接为所述定向线圈供电，所述正弦信号发生器分别经所述调谐电路和功率放大电路与所述发射线圈连接，用以为所述发射线圈提供共振信号；所述定向线圈和发射线圈同心绕制，水平安装，其中，所述发射线圈用以产生交变励磁磁场，使所述接收线圈机构在磁场作用下感生电动势，获得能量对无缆气囊式机器人提供能量，所述定向线圈用以产生静态电磁场，调整所述接收线圈机构使其处于最佳的能量接收姿态。

6.根据权利要求1所述的无缆气囊式机器人系统，其特征在于，所述监控计算机和单片机微处理器串口连接。

7.根据权利要求4所述的无缆气囊式机器人系统，其特征在于，所述球铰球头为半球形。

8.根据权利要求1所述的无缆气囊式机器人系统，其特征在于，所述驱动单元的数量为3个。