随着微机电技术的发展，“微创"和“无创”诊疗技术开始成为一种广泛应用的治疗手段，也在成为最有发展的方向之一。目前成功的例子是无线胶囊内窥镜在消化道疾病诊断中的应用。 本文对国内外有关胶囊式微机电系统的研究成果进行了深入细致的综合分析。在此基础上，提出了一种新的旋转磁场产生方法，结合对胶囊表面的正弦螺旋化处理，实现了外部磁场对胶囊式微机电系统的旋进、摆动、滞留以及保持角度等的主动驱控功能。然后，本文继续研究了胶囊微机电系统受外磁驱控在肠道中运动的动力学特性以及体内位姿侦测系统，并搭建了相应的实验台，验证了本文提出的方法和理论的正确性。 除绪论外，论文的主要内容分为5章，其主要内容为： 第二章主要研究胶囊微机电系统的主动驱动原理。本章首先介绍了胶囊微机电系统的工作环境，然后提出了本论文中的胶囊微机电系统的控制原理，讨论了微机电系统的旋进原理。指出了胶囊式微机电系统需要完成的主要功能，以及可能的应用前景。 第三章首先比较了两种旋转磁场产生方法，提出了新的永磁体阵列产生旋转磁场的方法，即将一定数量的永磁体按照特定的圆周阵列布置并从特定不同的初始角开始同步自转，在阵列中心区域产生一个大小恒定的旋转磁场。随后，采用安培分子环流假设对永磁体进行了计算，对该方法进行了详细的分析计算以及数值模拟。相对于电磁线圈产生旋转磁场的方法，本文的方法简单，不消耗电能，不会产生线圈过热现象。在阵列中心区域的旋转磁场大小恒定、易于调节强度、旋转速度以及停止方位。 第四章采用正弦曲线螺旋扫描的方法产生了胶囊式微机电系统螺旋表面，肠道采用了无矩薄膜，胶囊采用单侧受力假设，研究了阵列永磁体圆周阵列自转在阵列中心区域产生的旋转磁场驱动胶囊微机电系统在肠道中主动运动过程中的动力学特性，推导出了胶囊式微机电系统受到的驱动力和阻力、驱动力矩和阻力矩，给出了其可靠运动的运动条件和动力条件。 第五章研究了胶囊微机电系统的人体内、主要是肠道内的定位、位姿侦测。本章中，使用一个两轴磁阻传感器和一个单轴传感器构成一个三轴磁阻传感器，构成一个正方形的磁感应矩阵，进行了胶囊微机电系统的位姿测量实验。构造了胶囊位姿计算的目标函数，结合测量得到的实验数据，运用遗传算法进行了求解，得出胶囊微机电系统在离体环境下位姿数据。 论文最后一章主要进行了胶囊主动运动的相关实验。包括实验台的搭建，阵列中心区域磁场强度的标定，旋转磁场对胶囊的扭矩测量，离体猪小肠对胶囊样品的阻力实验以及永磁体阵列对胶囊的离体驱动实验等。实验证明了本文提出的旋转磁场产生方法和驱动方法是可行的。 最后对本文研究内容进行了总结，指出了该系统可能的应用前景，以及应用于医疗实践前尚需要解决的问题。