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为模拟机器人在人体环境中的3D运动及微操作,提出了毫米级潜艇形机器人在低雷诺数液体中保持水平姿态实现3D运动及执行微操作的方法.首先,设计并加工了潜艇形机器人以及4线圈磁驱动系统,通过COMSOL软件对磁场系统进行了有限元仿真.然后,对机器人在低雷诺数液体环境中的受力情况进行了分析,建立了机器人运动模型并研究了其多种运动模式.机器人在低雷诺数液体中可以保持水平姿态沿设定路线运动,包括垂直上升、对角上升、直角运动、螺旋上升等3D运动,最大运动速度为1.2 mm/s.通过设计的无线能量传输系统将电能引入到小尺度空间,机器人可通过无线电能驱动其前端的夹持器执行夹取、搬运、释放等微操作. 相似文献
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对光诱导介电泳(ODEP)这项微纳米操控技术进行了研究,指出现有ODEP操作存在操作界面与观察界面分离,导致操作者在这两个界面中的动作往往不同步,从而影响了ODEP操作的直观性和效率。针对这一问题,提出了一种触控式光诱导介电泳方法,并设计了包括结构光投影模块、视频监控模块、运动控制模块的一体化触控操作界面,操作者在同一个触控操作界面下不仅可对样本进行观察,而且可以以触控方式直接对观察的样本进行ODEP操作。该操作方式提高了ODEP操作的直观性和效率,为ODEP微纳操作提供了一种新的操作方式。 相似文献
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具有三维力反馈的原子力显微镜纳米操作系统 总被引:5,自引:1,他引:5
在基于原子力显微镜的纳米操作过程中,由于缺乏实时反馈信息,造成纳米操作效率低下且灵活性差,同时探针因受力过大而损坏。为此,本文通过对探针受力-悬臂变形进行建模,并根据实时检测到的悬臂变形信号、新的参数获取与校准方法,从而获取探针所受的实时三维纳米力。将此三力经比例放大后送人力/触觉设备进行感知,操作者就可以实时调节施加在探针上力的大小及探针的运动轨迹,使得操作的效率及灵活性明显提高,且可以避免探针因受力过大而造成损坏。纳米刻画和多壁碳纳米管的操作实验验证了系统的有效性。 相似文献
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基于SPM的超媒体人机接口 总被引:1,自引:0,他引:1
当利用扫描隧道显微镜(SPM)作为一种纳米操作工具时,由于其缺乏实时的传感器信息反馈,而大大阻碍了它的广泛应用.利用超媒体人机交互接口可以解决这个问题.在纳米操作过程中,超媒体接口不但可以为操作者提供可实时更新的仿真操作场景,还可以通过力反馈手柄让操作者实时地感受到探针受到的三维纳米操作力.除此之外,操作者还可以通过该手柄直接控制探针的三维运动.最后在聚碳酸酯上进行了超媒体人机接口的纳米刻画实验.实验结果验证了该系统的有效性和效率. 相似文献
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