自主型胶囊机器人作为当前无创介入式诊疗技术的发展方向与研究热点,能够有效地继承和发展被动式胶囊内窥镜在临床应用中的优势和作用。无缆磁驱式胶囊机器人具有安全、可靠、操作简单、供能不受限制等诸多优点,成为自主型胶囊机器人最有应用前途的驱动方式之一。目前,大连理工大学胶囊机器人研究团队已经实现三轴正交亥姆霍兹线圈驱动下胶囊机器人在弯曲环境中的转弯游动,本文在此基础上,对胶囊机器人在弯曲环境中所采取的转弯驱动控制策略的优化进行了研究,以提高胶囊机器人的转弯游动性能,降低转弯时姿态的不稳定摆动。首先,构建了以转弯平均速度和转弯平均轨迹偏移量为胶囊机器人转弯游动性能的综合评价指标体系,并以这两个指标作为优化的目标,建立了求解最优转弯驱动控制策略的多目标优化问题(MOOP),采用基于影响度因子的模糊综合优选方法求解得到了优化目标转弯平均速度和转弯平均轨迹偏移量的最优值,并得到了最优转向角与最优驱动距离。然后,以MOOP的最优解为基础,对空间磁矢量施加方向进行优化,以将胶囊机器人转弯时磁力矩摆动分量对姿态的的非转弯摆动的影响降到最低,同时保持胶囊机器人转弯效果不变,并保证自转驱动力矩的大小。以空间磁矢量相对与初始磁矢量方向的变换角度为决策变量,将上述目标通过主要目标法化成单目标后,求解此优化问题,得到了优化后空间磁矢量的施加方向。随后,根据弯曲环境与胶囊机器人尺寸的几何约束,研究了胶囊机器人在圆弧弯管、转角弯管内的非接触通过性以及相应的万向旋转磁矢量的控制策略。首先根据路径规划,推导了胶囊机器人在弯曲环境内实现非接触转弯游动所需要转弯位置、转向角和驱动距离；为了顺利实现胶囊机器人转弯磁矢量控制,基于上述参量,建立了万向旋转磁矢量的空间变换模型。最后,搭建了由三轴正交亥姆霍兹线圈系统、三相变频电源调节装置、花瓣状胶囊机器人和弯曲管道等所构成的实验平台,进行了胶囊机器人转弯驱动控制策略优化与非接触通过性的验证试验。实验结果表明了胶囊机器人弯曲环境转弯驱动控制策略优化对机器人转弯游动性能的提高作用以及非接触通过性分析理论的有效性。