微操作机器人真空微夹研究

介绍了适用于亚毫米级微小目标装配的微操作机器人真空微夹工作原理、结构，进行了系统力学分析，并简要叙述了其控制系统组成及其体系结构。该真空微夹已经成功应用于该所研制的靶装配微操作机械手。     

基于微小型移动机器人的微操作系统

提出一种新颖的基于宏/微双重驱动微小型移动机器人的微操作系统.机器人在宏运动状态下为典型的轮式机器人,在微运动状态下为尺蠖运动机器人.将集成微夹持器的微操作器安装在机器人移动定位平台上用于实现微操作任务.为了自动导航机器人完成微操作任务,设计外部智能视觉系统.视觉系统分为全局视觉与显微视觉两个子部分,机器人在全局视觉的导航控制下以宏运动状态实现大范围的粗定位,并使机器人微夹持器末端准确地进入显微镜视场.在显微视觉的导航控制下以微运动状态实现小范围、高精度的精定位,并完成微操作任务.试验表明,提出的基于微小型移动机器人的微操作系统能够成功地实现微小零件的夹取与装配.     

面向光学精密装配的微操作机器人

为完成复杂的光学精密装配任务,开发一种多传感器混合控制的宏/微结合微操作机器人系统.在分析光学装配原理的基础上,阐述机器人系统的组成.研制由交流伺服电动机驱动的6自由度并联机构和由压电陶瓷驱动的5自由度柔性铰链机构,分别实现光学器件的粗定位及精定位,由压电陶瓷驱动的二级杠杆放大机构实现光学器件的可靠夹持.建立包括位姿检测、显微视觉、激光损耗检测及力检测的多传感器控制系统,根据传感器采集的位姿信息、视觉信息、损耗信息及力信息协调控制宏/微定位工作台精确调整光学器件的位置和姿态,实现装配自动化.试验表明,开发的面向光学精密装配的微操作机器人能够成功地完成光学器件的精确装配.     

毫米级全方位微机器人结构设计与控制对运动精度的影响研究

运动精度是微操作机器人的一个重要参数。针对一种用于微装配操作的毫米级全方位微机器人,分析了影响其运动精度的两个重要方面,即结构设计与控制。分析了结构设计方面的优点和不足,主要涉及传动系统、轮子的安装等。控制方面涉及路径规划和驱动器电磁微马达等。针对微机器人直线运动的非线性问题,提出了对工作区域进行分区的路径规划控制方法。针对电磁微马达的结构特点,提出了矢量合成、力矩自平衡等特殊的控制方法和思想,将微机器人步进运动精度提高了3倍。应用微机器人进行的微装配实验证明了以上方法的有效性。     

并联微操作机器人技术及应用进展

微/纳米并联微操作机器人技术是综合微/纳米技术和并联机器人技术迅速发展而形成的新研究方向,涉及精密机械、机器人、计算机、自动控制、精密测量等多学科领域,广泛应用于生物医学领域中的细胞与基因操作、精细外科手术、微电子装配、微细加工、光纤对接等领域。通过对当前国内外并联微操作机器人的研究状况、产品化应用以及实际应用等方面的发展态势进行详细地回顾,总结微/纳米级并联微操作机器人这一研究方向在工作空间、运动解耦性、承载能力、理论分析、柔性铰链设计、实时标定与测量、新材料、驱动等方面存在的问题,并提出改进意见,以期对该领域未来的创新设计以及发展研究产生一定的推动作用。     

用于生物工程的微操作机器人系统的若干问题

本文简单介绍了用于生物工程的微操作机器人系统的物理结构,讨论了目前微操作机器人系统亟待解决的一些关键问题,总结了对构筑微操作机器人系统有指导意义的设计原则及相关理论。     

微操作机器人控制系统研究

控制系统是微操作机器人重要组成部分.根据人在控制系统中的作用,可将控制系统分为手动式、遥控式和主动式3种.介绍了3类控制系统的基本结构和功能,并对它们的优缺点进行了分析.最后,设计了一种面向MEMS系统装配的微操作机器人的遥控式控制系统,该控制系统以人为最高控制器,由两级计算机构成.     

生物工程中的微操作机器人系统

对微操作在生物工程的作用作了简要叙述,着重介绍了当前国内外微操作机器人系统的发展状况。在广泛调研的基础上提出了比较理想并切实可行的面向生物工程的微操作机器人系统的物理结构。     

纳米操纵机器人及其自动化设计

在纳米技术和纳米材料领域,纳米操纵机器人已经成为一种用于分析和制作原型纳米器件的使能技术.这类纳米操纵机器人拾放操作灵活,可将单个纳米器件集成到现有的微器件中来提高微器件的总体性能和灵敏度.如今这种被称作微纳米集成装配的自动化装置不再局限于实验室使用,还需要应用于工业领域.本文综述了纳米微操作机器人的产生、集成装配和自动化等方面的基础技术,同时探讨了不同种类原子力显微镜超级探针的装配方案.     

微装配技术的发展现状及关键技术

微机械电子技术的快速发展及其系统结构的日趋复杂,促进了微机电系统中微装配技术的日益蓬勃发展.因此对微装配和微操作的研究日益引起国内外研究人员的重视.详细地综述了近年来微装配技术的国内外发展现状以及其发展过程中面临的一些关键技术,包括微装配机理、显微视觉技术、微夹持器、微驱动技术等,最后对微装配的发展进行了展望.     

制造设备与系统的微型化技术

微型工厂是小型产品制造系统的一个创新概念.本文介绍了微型工厂概念提出的背景和科学意义,阐述了目前微型工厂微型制造系统的研究发展概况,探讨了制造设备与系统微型化技术的关键问题,并且提出了一些需要开展的研究方向.     

无线微型机器人肠道内窥镜系统中图像采集与无线传输子系统的设计

采用微型CMOS图像传感器和ISM频段超高频微型射频收发器设计一种短距离微型图像采集和无线传输系统,具有集成度高、体积小和功耗低的特点;在此基础上分析了它适用于无线微型机器人肠道内窥镜系统图像传输的可行性,最后对设计出的图像采集和无线传输系统进行了实验,获得了较为清晰的图像.     

微制造信息系统综述

信息技术在微制造业的应用给传统的微制造业带来了新的气象,该文详细阐述了微制造业信息系统的概念,功能和重要性,随后介绍了国内外微制造信息系统的发展状况及存在的一些问题,最后针对微制造信息系统的发展前景进行了展望.     

一种用于微器件装配的系统设计与研制

首先概述了国内外微装配系统的研究现状,在分析微装配系统的特点和功能需求基础上,提出一种基于计算机视觉伺服控制的微装配系统设计方案,详细描述了系统中精密三维微定位工作台、SMA微夹持作业工具以及视觉伺服控制系统等关键技术的解决方案,并以直径为几百微米级的典型微轴孔的装配为目标开展各项关键技术的试验研究.     

微制造平台的精密隔振系统研究

提出了微制造平台的精密隔振系统的设计思路和系统结构,通过对具有良好隔振性能的啄木鸟头部独特生物构造和隔振机理的研究,利用仿生学原理建立了微制造平台的精密隔振系统的整体结构模型,采用主动隔振和被动隔振相结合技术.为了消除线圈发热引起的热变形因素的影响,专门设计了超磁致伸缩致动器的恒温冷却系统.针对微制造平台所处激励环境的复杂性和系统内部存在的非线性,采用了带有两个修正因子二维模糊振动主动控制系统.最终,建立一套可实现微制造的精密隔振系统.     

仿生微扑翼机构的设计与机电耦合特性研究

根据昆虫扑翼飞行的原理，设计了一种基于昆虫胸腔式结构的静电驱动微扑翼机构。根据驱动机构的物理模型建立了机电耦合系统的非线性动力学模型，应用数值方法研究了系统在常值电压激励下的动态响应；在相空间中分析了系统的非线性动态特性，研究了阻尼和初值对系统动态特性的影响；讨论了系统在正弦激励电压信号下的响应。研究结论对微扑翼驱动机构的设计、制作和应用提供了一定的理论依据，对于其他静电驱动的微机电系统亦有一定的参考价值。     

微型运载系统构成原理的研究

概述国际上微系统研究的现状,探讨微型运载系统的基本组成及其研究内容,指出微型运载系统的研究方法和关键技术,最后阐明深入研究的实际意义。     

一种新型卧式微电火花机床的设计与实验研究

针对微电极制作的效率问题,提出了一种快速在线微电极加工成形的方法,设计了一种新型卧式微电火花机床。该机床由金刚石砂轮超精密在线电极磨削、线电极电火花在线电极磨削共同完成微米级电极的高效精密制作,该机床组成部分还包括基于CCD的在线光学尺寸检测与测量系统、精密运动与进给系统、纳秒级独立式脉冲放电电源与放电状态检测反馈系统组成。在该机床上进行了微电极制作、微小孔加工以及微电火花铣削等实验,加工出直径为15μm微细轴和直径为50μm微小孔。     

基于LabVIEW的在线低压微小泄漏检测系统设计

文中介绍了直压式气密性检测的原理,针对汽车滤清器气密性检测,设计了在线低压微小泄漏检测系统.该检测系统基于LabVIEW虚拟仪器技术,采用直压式压力检测法,利用高精度压力传感器、数据采集卡以及精密气路等组成测试装置,实现了对一定容积滤清器的在线低压微小泄漏检测,并且介绍了该检测系统的工作原理、软硬件设计和系统性能.     

大行程高精度驱动系统的研究

首先对大行程高精度驱动系统结构研究进展进行介绍和评述,其次针对目前大行程高精度宏微两级定位系统结构复杂,体积大,驱动控制困难等问题,提出研究具有宏微双重运动功能的单一驱动结构将是大行程高精度驱动定位系统的发展方向;指出将超声电机与压电微驱动器结合成为单一驱动器将是大行程高精度驱动系统的一个发展方向;最后对单级超声电机宏微驱动系统建模方法、位置控制策略的研究进展进行了综述,指出了单级宏微驱动的超声电机研究的主要难点。