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寻求有效的方法弥补传统介入诊疗系统的缺陷是新型介入系统研究的一个热点。本文通过研究鞭毛微生物的驱动机理，提出一种用于介入诊疗的新型仿生游动机器人，这对于减少传统消化道内镜及心导管与管腔硬接触给病人带来的痛苦，弥补胶囊内窥镜被动运动的不足，以及拓宽微创外科手术技术的应用范围，具有重要的现实意义。本文在观察鞭毛微生物运动特点、分析其内在驱动机理的基础上，找到仿生的突破口，开创性地设计了三推进器推进的仿生游动机器人。运用理论研究、视频分析、仿真和实验等多种方法相结合，旨在设计一种结构简单、便于微型化的游动机器人，以期望将其用于介入诊疗中，弥补目前微创手术的不足。论文首先比较了目前在鞭毛驱动研究中应用最为广泛的两种理论，即抗力理论和细长体理论。比较结果表明：抗力理论计算简单，而细长体理论具有更好的普适性。之后建立了鞭毛柔性尾模型，模型的流固耦合分析结果表明：对于本文设计的推进器，可将其视为刚性体进行分析研究。通过观察单鞭毛尾细菌的转向特性，发现了转向时螺旋尾的弯折现象，并建立了相应的鞭毛尾动力学模型，通过分析获得了能使菌体具有最佳转弯性能下的最优弯折点以及最优弯折角度，最后通过数值仿真发现这一结论在宏观环境下同样适用。在仿生学的基础上，对游动机器人进行结构设计和控制系统搭建，并考虑到液体运行环境的特殊性，对机器人密封等细节进行了设计，确保机器人在液体中的运行安全。引入陀螺仪对机器人的运行姿态进行监测，实现了全闭环控制。求出了机身阻力以及推进器的推进力等，将其代入建立的运动学和动力学模型中，仿真发现机器人具有良好的运动学性能。制作机器人原理样机，在搭建的实验平台上进行实验研究，验证了本文提出的三推进器驱动方法是切实可行的。