胃腸道カプセルロボットの多次元無線エネルギー伝送を実現し、受信コイルの巻き寸法、体積および発熱を低減するために、二次元直交長方形ソレノイド発信コイル構造を設計した。異なるグループの発信コイルの電流を制御することで合成磁場の方向を変更可能であり、同時にこの構造の発信コイル内部に磁芯を埋め込むことができ、コイル間隔も検査者の体格に合わせて柔軟に調整可能であり、電力損失を低減する。構築した無線エネルギー伝送システムの理論モデルを確立し、有限要素シミュレーションにより磁芯がシステム性能向上に与える効果を検証し、最後に実験プラットフォームを構築してテストを行い、単一次元受信コイルのパラメータを最適化し、さらに異なる発信コイル間隔でのシステムの実現可能性を実験的に検証した。実験結果から、導線径0.05 mmの条件下で構築したシステム受信コイルの最適な巻き数は12本、最適総巻数は120巻である。発信電圧15 V、発信コイル間隔300 mm条件で得られた中心最小受電力は1,578 mW、エネルギー伝送効率は3.85%である。本システムは300〜500 mmの発信コイル間隔でカプセルロボットの電力要求を満たすことができる。

無線エネルギー伝送;カプセルロボット;発信コイル;受信コイル