肠道胶囊内窥镜的出现是医学内窥镜技术发展的一个里程碑，它结束了医学临床无法对人体小肠进行直接观察的历史，也极大的减轻了病人因手术带来的痛苦。但这种胶囊内窥镜只能利用消化道自然蠕动来遍历整个肠道，这个过程缓慢而不可控。为实现胶囊内窥镜的功能扩展，必须在现有基础上加入安全有效的驱动控制技术。针对这一情况，本文提出了一种谐振式纤毛结构肠道内窥机器人，该机器人结构简单、无传动副、易于小型化，采用双压电层膜驱动器，设计了曲面单向纤毛驱动足阵列结构。在行走表面的约束作用下，驱动足在振动的同时会与行走表面发生碰撞，构成一个碰撞振动系统，利用共振和驱动足与接触面摩擦的非对称性，驱动机构向前运动。具体研究内容如下：一、纤毛—肠道接触过程建模。在对人体胃肠道的生理特征进行详细分析的基础上，研究纤毛—肠道非对称摩擦特性，建立纤毛—肠道动态接触滑移过程模型。二、动力学模型研究。对纤毛结构肠道内窥机器人进行构型设计。建立压电振子的机电耦合模型，建立机器人—肠道系统动力学模型。三、谐振驱动机理研究。搭建机器人—肠道系统数值仿真模型，进行基于数值仿真模型的机器人参数分析，按照各参数变化对运动的影响趋势进行结构参数的设计。四、实验研究。研制肠道内窥镜机器人的实验样机，样机直径16mm，长36mm，重5.518g。搭建实验平台，对样机的运动性能进行测试，实验结果表明在激励电压为8V，纤毛驱动足夹角为600时，机器人在直管、弯管和离体猪肠道内均有运动能力，证明了理论分析的正确性和有效性。本文对肠道内窥机器人样机集成、驱动技术、模型建立和离体试验等方面进行了深入的研究。结合实际要求的安全性和可行性，进行了驱动机构设计和不同参数样机的加工，为肠道内窥机器人的实用化奠定了基础。