仿医蛭微机器人中SMA的布局及与偏置弹簧匹配的研究

为使仿医蛭管内微机器人在管内爬行时不产生振动,在研究其致动机理和振动特性的基础上,提出了该机器人弹性是中SMA的最佳布局方式及收缩部件中SMA与偏置弹簧倔强系数之间的最佳匹配关系,为此类微机器人的设计奠定了基础。     

压电微机器人平面致动机理和谐振频率分析

对一种平面、管道复合型压电微机器人的平面致动机理和谐振频率进行了分析 ,为该机器人提高爬行速度、　选择控制电压的谐振频率提供了依据。     

SMA 微型机器人的结构设计与分析

使用所研制的推挽式直线位移型和转动关节型ＳＭＡ驱动器代替传统的伺服驱动系统，研制了一台三自由度（两个旋转自由度和一个直线自由度）且带末端夹持器的微型平面关节机器人。本文将介绍微型机器人的结构设计，分析其机构运动及主要特性指标，并进行结构的强度校核验算，再对微型机器人进行运动学和动力学分析。     

微驱动器的研究与发展

微电子机械系统(Micro Electro Mechanical Systems,简称MEMS)是在微电子技术的基础上兴起的一门应用技术,微驱动器是MEMS的重要组成部分.首先阐述了几种新型驱动原理:机械化学驱动、渗透驱动、生物能源驱动、仿生驱动、光致伸缩驱动,接下来介绍了常用驱动技术压电驱动、静电驱动、磁致伸缩驱动和气动驱动的当前研究成果.总结了常用微驱动器的驱动方式及特征.提出了目前研究中存在的主要问题,在此基础上简要分析了微驱动器的发展前景.     

SMA微夹钳的研究

SMA(形状记忆合金)是本世纪六十年代出现的一种功能材料,具有广阔的应用前景。目前,SMA主要用作工程材料,如管接头、工程弹簧等。本文试图利用SMA的形状记忆特性,制作微小的功能夹持器,用于微机械零部件的装配中;并从马氏体热弹性变形出发,对这种SMA微夹钳的设计原理、动力学特性、变位量的可控性及其与温度的关系进行了深入的研究。在文章最后,讨论了SMA微夹钳工作过程中的能量转化关系。     

S型MEMS平面微弹簧的制备和表征研究

微弹簧是一种重要的微电子机械系统(MEMS)器件，它可以为微传感器和微执行器提供弹性驱动力。我们采用UVLIGA技术制备出S型镍平面微弹簧，并使用ANSYS对微弹簧的力学性能进行了模拟。为测试微弹簧的力学性能，研制了1台微弹簧力学性能测试装备。测试结果表明，微弹簧可以满足设计需要。另外，通过比较得出：ANSYS对微弹簧力学性能的模拟结果是较为准确的，可以作为进一步优化微弹簧设计的基础，以满足MEMS的需要。     

微小型仿生变体驱动机器人的研究

为了满足各种极限环境下的检测和作业要求,需要研制一类环境适应性强,负载能力大的机器人。本文运用变体仿生学的原理,结合机械手D－H法,研制成功微小型仿生变体驱动机器人。实验证明,机器人控制灵活,具有较大的负载能力和很强的环境适应能力,有望完成在各种特殊微小领域的在线检测和作业。     

管道微机器人自润滑轮式驱动器行进速度试验研究

介绍一种管道微机器人自润滑轮式驱动器的传动原理和结构。对这种新型微机器人驱动器的行进速度进行试验研究。结果表明,新型微机器人驱动器可以实现微机器人在管道中不同速度的移动行进。     

带弹性足的压电管道微机器人致动机理和运动特性的研究

建立了带弹性足的压电管道微机器人的数学模型,并用此数学模型计算了该微机器人的谐振频率,所得结果与试验结果一致,这表明所建立的数学模型是正确的。此外,还研究了压电微机器人的结构参数对机器人性能的影响。     

一种新型仿蜗牛微机器人的研究

介绍一种采用直线电机为驱动器的新型仿蜗牛蠕动的微机器人的运动原理和驱动机构。该微型机器人由两个阶梯型平板机体和一个直线驱动器组成，运动原理与蜗牛的爬行原理相似，实验表明，微型机器人的前进速度随着直线驱动器速度、粘液粘度的增大而增大；微型机器人可以在很少粘液，也可以完全浸没在粘液中正常而有效地工作。     

一种基于SMA的微小型蠕动机器人

介绍了一种SMA驱动的微型轮式蠕动机器人的结构和控制系统。它采用轮式移动结构，打破近年来微小型机器人多采用腿式结构的传统。重点分析了并联式SMA驱动器和轮式移动机构的设计。微型机器人采用并联式SMA驱动器仿生蠕动输出力和位移，刚／弹耦合机构显著增大了微型机器人的前进步距，车轮逆向锁定机构控制了运动方向，确保了车轮滚动前进，实现了较高速度的运动。     

狭窄空间内微小摄像头位姿调整并联机构的研究

提出了一种新型的并联机构———三自由度 3 CSR并联机构 ,建立了其模型 ,讨论了运动学位姿正反解的求解方法和摄像头的运动空间 ,制作了用形状记忆合金弹簧驱动的并联机构样机 ,实验证明这种并联机构能在狭窄空间内灵活地调整摄像头的位姿     

微流体实验技术研究

微流体实验技术的研究是微流体器件发展的迫切需要，它不仅可以提供测量微流体器件性能必备的工具，而且对于探索微观尺度流体的传输机制具有极为重要的意义。文章对微流体实验技术的难点进行了概括，并对几种主要的微流体实验技术进行了讨论，指出流动显示技术由于对流动本身的干扰非常小，而且在一些研究人员的努力下精度得到不断提高，已经成为一种最有潜力的微流体实验技术。     

形状记忆合金在驱动器上的应用研究

随着新技术的快速发展,形状记忆合金作为一种重要的智能材料在制造、医疗和航空航天等领域有着越来越广泛的应用。形状记忆合金易于实现驱动器微型化和自动化,有着传统驱动器不可比拟的性能优点。本文总结基于智能材料的驱动器,探讨NiTi形状记忆合金驱动器的制造和驱动触发等问题以及新的研究方向。     

基于形状记忆合金弹簧阵列的人工肌肉设计与研究

针对形状记忆合金（SMA）丝、SMA弹簧驱动力和输出位移小的缺陷,提出了基于SMA弹簧阵列的人工肌肉设计方法。利用仿生学原理,设计了SMA弹簧阵列的空间串并联结构,推导了人工肌肉驱动力计算公式,对其输出模拟量用组合学方法进行了分析。利用UG和ADAMS建立了人工肌肉的多体动力学模型,同时,在Simulink上建立了人工肌肉的激活控制模型,在这些基础上,模拟仿生手臂弯曲伸展运动的工作过程,分析该人工肌肉的驱动和控制特性。仿真结果表明,SMA弹簧阵列结构能显著增大SMA驱动器输出位移和驱动力,并简化模拟量输出的控制。     

Fabrication and AE characteristics of TINI/A16061 shape memory alloy composite

TiNi/A16061 shape memory alloy (SMA) composite was fabricated by hot press method to investigate the microstructure and mechanical properties. Interface bonding between TiNi reinforcement and A1 matrix was observed by using SEM and EDS. Pre-strain was imposed to generate compressive residual stress inside composite. A tensile test for specimen, which underwent pre-strain, was performed at high temperature to evaluate the variation of strength and the effect of pre-strain. It was shown that interfacial reactions occurred at the bonding between matrix and fiber, creating two inter-metallic layers. And yield stress increased with the amount of pre-strain. Acoustic Emission technique was also used to nondestructively clarify the microscopic damage behavior at high temperature and the effect of pre-strain of TiNi/A16061 SMA composite.     

微型机电系统的建模与仿真研究

概述了开展微型机电系统 (MEMS)建模与仿真研究的意义和必要性。提出了MEMS建模与仿真技术的特点 :( 1)多物理场耦合 ;( 2 )材料特性的变化 ;( 3 )依赖快速有效的算法 ;( 4 )原子尺度仿真。分别从器件级仿真、过程仿真和系统级仿真三个层次说明了MEMS仿真的方法。最后结合MEMS建模与仿真技术的发展现状 ,指出了该领域今后的发展趋势。     

四足机器人单腿系统及其跳跃柔顺控制的研究

为了解决四足机器人运动过程中的着地冲击力问题,设计了 一种基于力的阻抗控制的柔顺控制方法.以四足机器人单腿系统的结构为基础,对其进行运动学分析,进一步求解其速度雅克比矩阵和力雅克比矩阵.将单腿系统简化为"质量-弹簧-阻尼"模型,分析研究单腿系统的跳跃运动特性并规划质心运动轨迹.基于阻抗控制的思想,设计了基于力阻抗控制方...     

微自由活塞发动机HCCI着火界限研究

开展微燃烧室里均质压缩燃烧(Homogeneous charge compression ignition,HCCI)可视化试验,进行定性分析,并以试验为基础建立三维数值模拟计算模型;基于丙烷燃烧化学反应动力学机理,提出自由活塞运动与燃烧过程耦合的计算方式,通过编写STAR-CD软件中的动网格子程序,对微燃烧室里均质气体压缩燃烧过程进行了数值模拟研究;分析了各种参数对微HCCI着火特性的影响,得出在理想模型下的压缩着火界限,即当量纲一参数压缩比不小于55时,均质气体总能压缩着火;并揭示泄漏对均质压缩燃烧过程的影响,得出在不同泄漏间隙尺寸下着火界限的变化情况,为微自由活塞发动机的设计提供一定的理论依据。     

形状记忆合金丝驱动仿生波动鳍推进器设计与实验研究

研究了一种形状记忆合金（SMA）丝驱动的仿生波动鳍推进器。在分析墨鱼鳍肌肉结构和运动机制的基础上,建立了鳍波动运动学模型,研制了基于SMA丝驱动柔性鳍单元的仿生波动鳍推进器,并进行了试验研究。结果表明,仿生推进器能实现与墨鱼鳍相似的柔性运动,波幅和推进力随SMA丝的驱动脉冲宽度的增加而增大,鳍波动推进力呈周期性变化,瞬时推力在驱动脉冲宽度80 ms时达到最大值180mN。