医用微型机器人的体内运行实验研究

提出了一种新型的医用微型机器人的驱动机构，设计建造了模拟实验台，它利用螺旋旋转时产生的轴向牵引力推进机器人在人体内腔中运行，现时利用螺旋旋转时产生的动压效应建立起动压润滑粘液膜，使机器人在体内运行时不与内腔壁发生直接接触，避免对人体有机组织的损伤，实验研究结果表明：此种医用微型机器人在管内运行时可以形成足够厚的粘液膜把机器人与管壁隔开，实现以较快速度的悬浮运行。     

不同螺旋下医用微型机器人驱动机构的研究

提出了一种结构简单的医用微型机器人的驱动机构 ;此种医用微型机器人能够在人体内腔中运行 ,同时利用动压效应在其周围建立起动压润滑粘液膜 ,使机器人在人体内运行时不与内腔壁发生直接接触 ,避免了对人体有机组织的损伤。医用机器人的驱动机构可采用矩形或锯齿形圆柱螺旋。详细分析计算并对比了两种螺旋下其运动特性参数的优劣 ,并优化设计了医用机器人的各结构参数     

新型内窥镜机器人动力学建模和特性参数优化

针对人体内腔粘液为非牛顿流体的特点,推导了非牛顿流体的变形雷诺方程,建立了螺旋内窥镜机器人在人体内腔中运动的数学模型.采用有限差分法分析了内窥镜机器人各特性参数对机器人形成的最小粘液膜厚度和轴向牵引力的影响,从而获得当需要较厚的粘液膜厚度和较大的轴向驱动力时最优的机器人特性参数,进一步为机器人更好地以较厚的粘液膜厚度和较快的速度悬浮式运行创造条件.内窥镜机器人的运行速度实验证明了此理论分析模型的正确性.     

新型内窥镜机器人结构优化设计研究

研究了一种结构简单的新型内窥镜机器人驱动机构,并建立了内窥镜机器人在人体内腔中运动的数学模型.采用有限差分法分析了内窥镜机器人结构特性参数对机器人的最小粘液膜厚度和轴向摩擦牵引力的影响,从而获得当需要较厚的粘液膜厚度和较大的轴向摩擦驱动力时最优的机器人结构特性参数,为机器人更好地以较厚的粘液膜厚度和较快的速度悬浮式运行创造条件.内窥镜机器人的运行速度试验证明了此理论分析模型的正确性.     

医用微型机器人螺纹参数的研究

研究了一种利用螺旋旋转时产生牵引力的医用微型机器人的驱动机构。详细分析计算了医用微型机器人在采用不同形状螺纹下螺旋时所产生的轴向摩擦牵引力和动压粘液膜承载量。通过对比不同形状螺纹下医用微型机器人运动特性参数的优劣,得出了医用微型机器人最为合适的螺纹参数。     

一种医用肠道机器人的理论分析与试验研究

提出一种结构简单的医用肠道机器人的驱动机构。利用弹性流体动压润滑理论,详细分析计算了肠道机器人在不同弹性模量、不同半径和不同粘液粘度的肠道内的轴向运行速度和形成的粘液膜厚度。结果表明,此种肠道机器人能以较快速度在肠道内悬浮运行。上述分析结果已被肠道试验研究所证实。     

医用微型机器人蠕动肠道中的驱动力计算及实验研究

提出了一种新型的可进入人体内腔和微型机器人驱动机构。此种微型机器人能够在充满液体的弯曲的人体肠道内运行。当机器人在充满液体的微型管道内运行时，在其周围会自动形成一层液体动压润滑膜，此润滑膜能避免机器人与管道壁发生直接接触。结合人体肠道的蠕动方程和N－S方程利用有限元分析计算了此种微型机器人在蠕动肠道中的驱动力和运行速度，进行了机器人的运行实验，结果表明，机器人能以较快速度在肠道内悬浮运行。     

一种新型内窥镜机器人的特性参数研究

提出了一种新型可进入人体内腔和血管的内窥镜机器人，研究了各特性参数对该机器人轴向牵引力和动压粘液膜承载量的影响，从而为该机器人在内腔和血管中快速地悬浮式运行创造条件。     

不同螺纹下微型机器人的无损伤驱动方法

研究一种利用螺旋旋转产生牵引力的微型机器人驱动机构。详细分析计算了微型机器人在采用矩形和梯形圆柱螺旋时的轴向摩擦牵引力和最小粘液膜厚度。通过对比两种螺纹下微型机器人的运动特性参数，得到了微型机器人的优化结构参数。     

不同螺纹下无损伤微型机器人的驱动研究

研究了一种利用螺旋旋转产生牵引力的无损伤微型机器人的驱动机构。详细分析计算了微型机器人在采用矩形、梯形和三角形圆柱螺旋时所产生的轴向摩擦牵引力和动压粘液膜承载量。通过对比三种螺纹下微型机器人的运动特性参数,得出微型机器人采用矩形螺纹最为合理。     

A new medical microrobot for minimal invasive surgery

A new medical microrobot to drive endoscopes into endocoeles is presented. The structure of the microrobot is very simple; it consists of a right spirally grooved micromotor, a left spirally grooved cylinder and a flexible coupling. When the micromotor rotates, a hydrodynamic mucus film is formed because highly viscous mucus exists in endocoeles. The mucus film can prevent direct contact between the microrobot and the endocoele, and the injury to organic tissues may be avoided. The locomotion speed and the hydrodynamic mucus film thickness formed when the microrobot drives endoscopes into endocoeles have been calculated according to hydrodynamic lubrication theory. The results indicate that the microrobot can be suspended to drive endoscopes quickly into endocoeles. This has been confirmed by experiments.     

一种新型的微型机器人

提出了一种新型的微型机器人的驱动机构。此种微型机器人能够在充满液体的弯曲的微型管道内运行。当它在充满液体的微型管道内运行时 ,在它的周围会自动形成一层液体动压润滑膜 ,此润滑膜能避免它与管道壁发生直接接触。详细分析计算和试验研究了此种微型机器人在具有不同半径、不同粘度液体的管道内运行时的速度和形成的液体动压润滑膜厚度。结果表明 ,此种微型机器人能以较快速度在管内悬浮运行。此种微型机器人特别适用于进入人体内腔和血管     

微沟槽表面的滑动轴承性能分析

分析了微沟槽表面滑动轴承的润滑性能 ,计算结果表明 ,微沟槽表面轴承的压力分布与光滑表面轴承有着显著不同。轴承表面油槽中的油在油润滑时能防止轴承表面的胶合失效 ,而且这种轴承衬表面层的应力分布与光滑表面轴承也有显著不同。     

Steering control algorithm for efficient drive of a mobile robot with steerable omni-directional wheels

Omnidirectional mobile robots are capable of arbitrary motion in an arbitrary direction without changing the direction of wheels because they can perform 3-DOF motions on a plane. This paper presents a novel mobile robot design with steerable omnidirectional wheels. This robot can operate in either omnidirectional or differential drive modes, depending on the drive conditions. In the omnidirectional mode, the robot has 3 DOF in motion and 1 DOF in steering, which can function as a continuously variable transmission (CVT). The CVT function can be used to enhance the efficiency of the robot operation by increasing the range of the velocity ratio of the robot velocity to wheel velocity. The structure and kinematics of this robot are presented in detail. In the proposed steering control algorithm, the steering angle is controlled such that the motors may operate in the region of high velocity and low torque, thus operating with maximum efficiency. Various tests demonstrate that the motion control of the proposed robot works satisfactorily and the proposed steering control algorithm for CVT can provide a higher efficiency than the algorithm using a fixed steering angle. In addition, it is shown that the differential drive mode can give better efficiency than the omnidirectionaldrive mode.     

面接触形式下牵引油拖动特性的研究

牵引传动是利用牵引油膜在传动接触区产生的剪切力来传递运动和动力的,所以油品本身牵引特性的高低直接影响牵引传动的牵引效率,因而对各种油品特性的研究也较多。在HZS-1型动压滑动轴承试验台上对8号液力传动油面接触形式下的拖动特性进行了实验研究,并运用Matlab软件对实验结果进行了处理,分析比较得出结论。     

面接触润滑条件下表面形貌对动压润滑的影响

利用课题组自主研发的面接触光干涉油膜厚度测量系统,对表面凹槽滑块的流体动压润滑油膜厚度进行了试验测量.试验中以静止的微型凹槽滑块平面和旋转的光学透明圆盘平面构成润滑副,且两润滑平面始终保持平行;在载荷固定的条件下,对油膜厚度—速度曲线进行测量.结果表明凹槽的宽度、深度、方向和位置等因素对油膜厚度有着重要影响.     

地面移动机器人系统的研究现状与关键技术

在总结了地面移动机器人系统的概念、特点、组成结构的基础上,分析了该领域国内外的最新动态及其关键技术,为多运动方式地面移动机器人的进一步设计与开发提供了翔实的信息与参考依据。最后,提出了一种新颖的足轮混合式地面移动机器人系统,根据不同的环境变换轮式运动和足式运动两种运动方式,达到良好的运动灵活性和较高的移动速度的统一。     

基于惯性冲击原理的3DOF微小型机器人系统

提出一种由4组压电陶瓷驱动器驱动的微小型移动机器人系统.基于惯性冲击原理,4组压电陶瓷驱动器在不同形式锯齿波电压的驱动下,能够实现机器人2个平动运动自由度和一个旋转运动自由度.基于DDS波形发生原理,为机器人设计了由C8051F040高速单片处理器、FPGA和功率放大器所构成的机器人驱动控制系统.机器人运动性能测试试验表明,提出的微小型移动机器人统具有亚毫米级的运动速度和亚微米级的运动分辨力,可以作为微操作系统中的移动式精密定位机构.