一种新型仿生微型机器人的无缆测控系统

设计了一套基于磁场和射频信号的测控系统,用于实现仿趋磁细菌微型机器人的无缆操控及其运行参 数的检测．测控系统包括微型机器人的位姿检测子系统和微型机器人控制子系统．检测子系统中,磁传感器阵列实 时检测磁场信号,经过数据处理后获得微型机器人的状态信息,并与视频跟踪结果进行对照;控制子系统中,通过 射频发射的PWM 信号控制微型机器人的运动速度,同时通过导向磁场控制微型机器人的运动姿态．利用本系统, 实验研究了微型机器人的90± 转向运动,结果表明该系统能够有效控制微型机器人的运动.     

利用细菌能量驱动微型机器人研究与尝试

利用细菌能量和控制细菌的运动不仅是科学家的梦想,还存在着很多的应用,利用细菌能最驱动的微米级及纳米级的微型机器人可能在现代生物学、化学研究及医学研究、治疗领域有着重要的应用前景。能源供给问题和行为控制问题是微纳机器人研究的重要方向。本文介绍了鞭毛型及滑动型细菌驱动的原理及目前研究进展;重点对细菌驱动机器人的控制方法进行了综述。     

磁驱动微型机器人的智能控制发展现状

低强度磁场无线驱动的微型机器人可以在狭小空间中运动并完成复杂作业任务,如靶向给药、微操作及环境检测等。本文旨在总结磁驱动微型机器人的智能控制发展现状,主要包括智能控制方法在以下方面的应用：从刚性结构到柔性结构的磁驱动微型机器人,从单一运动模态到多种运动模态的磁驱动微型机器人,从开环控制到闭环控制的磁驱动微型机器人,从单个个体到单个群体再到多个个体的磁驱动微型机器人。最后,展望了磁驱动微型机器人的未来发展方向,包括更大空间的磁驱动装置,更多运动模态的微型机器人,软体结构的医疗微型机器人,微型机器人自主导航和多个磁驱动微型机器人的控制。     

超磁致伸缩薄膜驱动仿生游动微型机器人

研制了以超磁致伸缩薄膜为驱动器的仿生游动微型机器人,其作业原理是以超磁致伸缩薄膜驱动器为尾鳍,通过改变时变振荡磁场的驱动频率,在超磁致伸缩薄膜的磁机耦合作用下,将时变振荡磁场能转换成驱动器的振动机械能,振动的超磁致伸缩薄膜驱动器再与液体耦合,便产生了机器人的推力．由于超磁致伸缩薄膜为非接触式驱动,因此机器人不需要电缆驱动．基于仿生游动原理,提出一种计算推力的数学模型,以建立的超磁致伸缩薄膜受迫振动模型的前三阶谐振频率模态为尾鳍的摆动,对振动薄膜产生的推力进行了计算．实验验证了理论分析的正确性,表明仿生游动微型机器人的方案切实可行．     

微型仿生四足机器人的研究

介绍了一种微型仿生四足机器人,对其机械结构和运动方式进行了理论分析和软件仿真,并制作了机器人样机,其长度41 mm,宽度49 mm,高度29 mm.利用两套平面连杆机构的有效组合,模拟了足式运动的抬腿、前跨、后拉等动作,通过可旋转式的机身实现机器人的转向,以微型电机配合微型齿轮减速器作为机器人驱动源.     

微型仿尺蠖软体机器人的设计与实验

根据尺蠖的运动规律设计了一种微型仿尺蠖软体机器人.利用形状记忆合金(SMA)弹簧模仿尺蠖肌肉对机器人实现驱动,通过周期性电流驱动机器人实现连续爬行运动.为了验证设计的微型仿尺蠖软体机器人的可行性,制作了机器人样机,通过运动实验测试机器人在鼠标垫、木板、纸板上的最大爬行速度,以及爬行速度与驱动电流的频率和占空比之间的关系...     

细菌大小的微型机器人面世

目前,瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员首次制成了与细菌大小相当的微型机器人,旨在帮助更多的病患恢复健康。     

多态细菌趋药性优化

在细菌群趋药性规则与细菌趋药性算法的基础上,提出一种新的函数优化算法——多态细菌趋药性算法。该算法克服了细菌趋药性算法收敛较慢、易陷入局部最优的不足,利用菌群之间的交互信息来修正其觅食过程。对不同函数优化结果表明该算法性能优于遗传算法、粒子群算法、细菌趋药性算法,是一种具有进一步研究价值的集群函数优化方法。     

令人瞩目的微型机器人

微型机械精益求精 科学家们预测,人类进入21世纪后,世界上将会活跃着大量的微型机器人。微型技术前程远大,机器人组件将进一步缩小,出现在现代人面前的将不再是小型机件,而是微型乃至于毫微型机件。     

六足微型仿生机器人及其控制系统的研究

介绍了一种微型六足仿生机器人的结构与控制系统，分析了这种微型六足仿生机器人的移动原理，阐述了如何通过计算机来控制微型六足仿生机器人的运动，该机器人基于仿生学原理，结构独特，简单，新颖，能方便地实现前进和后退，其样相外形尺寸为：长30mm,宽40mm,高20mm，重6．3克，并对该样机进行了实验，实验结果表明该机器人具有较好的机动性。     

新型三自由度微机器人及其控制系统

本文提出一种新型三自由度微机器人的机械结构及其控制系统。微机器人的机构具有三轴共体、体积小和内藏传感器等特点，其控制器的鲁棒性强。计算机仿真和实验结果表明，该微机器人的动态性能好、重复精度高。该微机器人可以单独使用，也可安装在一般工业机器人的终端执行器上，从而构成高精度装配机器人和能进行各种微操作的高精度机器人。     

趋磁性细菌多目标优化算法

提出趋磁性细菌多目标优化算法(MTBMO).该算法以趋磁性细菌优化算法(MBOA)中磁小体(MTSs)的生成机制为基础,设计适用于多目标优化的新型MTSs磁矩调节机制,确保群体的收敛性;同时采用基于混沌变异的替换方法取代MBOA中的磁小体替换机制来增强群体的多样性.通过标准函数测试和与现有多目标优化算法的比较表明,MTBMO对于求解多目标优化问题(MOPs)是可行且有效的.     

主动可控内窥镜胶囊机器人研究

为了实现对人体胃肠道的无创诊疗,设计了一种尺蠖式内窥镜胶囊机器人。机器人采用直流电机作为动力源,通过双轴复用减速器和丝杆螺母机构把旋转运动转化为两个串行的直线运动,分别驱动机器人的径向和轴向伸缩,并按照一定的时序配合实现尺蠖运动。此外,还讨论了机器人的结构、运动原理以及运动的可行性。为了检验机器人运动的可行性,做了一系列测试驱动器驱动能力的实验。实验结果表明,驱动器可以提供平稳可靠的轴向和径向力,满足机器人在胃肠道运动的需求。     

磁性微型机器人的自动化操控研究综述

微型机器人是指尺度在毫米及其以下(几百纳米到几毫米)的一类机器人,是机器人研究领域的一个重要分支.低强度电磁场无线操控的微型机器人,可以在狭小的空间运动,完成复杂的作业任务,在微操作、靶向药物输送和体内传感标记等生物医学研究中有着广泛的应用前景.经历几十年的发展,研究人员在机器人的结构设计、微纳制作和伺服控制方面贡献了许多重要理论和实践成果.本文旨在介绍自动化方法在磁性微型机器人中的应用,主要包含运动建模、闭环控制和路径规划方面的研究内容,并讨论磁性软体微型机器人在建模与运动控制方面存在的挑战.最后,提出磁性微型机器人在控制与规划方面的研究方向.     

胶囊内窥镜机器人的外磁场驱动方法

研究了利用外部磁场驱动胶囊内窥镜机器人的方法. 我们将梯度线圈和匀场线圈进行组合，通过调整线圈加载电流以及线圈绕可平移病床的旋转来合成空间上梯度均匀、低场强区域可动态调整的驱动磁场，作用于机器人内置的永磁体,从而获得期望的驱动力和辅助转矩.仿真表明组合线圈构成的磁场环境对于驱动相当有利. 我们提出的驱动方法具有良好的可控性和安全性，为进一步研究梯度磁场驱动适于体内各种腔管的微机器人奠定了基础.     

一个新型的模糊控制器

本文提出一种新型的模糊控制器，它以串级的三维模糊调节器为基础，同时引入了反馈模糊调节器作为并联校正。我们用这种算法，针对几个典型的工业用金属热处理炉的温度控制模型做了仿真实验，得到了很好的控制效果，在阶跃响应中，上升时间短，无超调，稳态精度优于普通二维模糊控制系统。文中给出了这种控制方法的结构和有关的算法。     

新型电子材料—沸石分子筛

介绍了沸石分子筛在化学传感器，纳米组装复合材料，光电材料和器件设计等方面的研究工作，以及超大晶体和超大孔径沸石分子筛合成的进展，这类新电子材料的新效应，新原理和新器件的设计研究将对理论和实践产生重大而深远的影响。     

微型仿生肠道内窥镜机器人的设计与实验

根据当前胃肠道内窥镜自主运动机器人的研究方向,设计了一种微型的肠道内窥镜机器人系统。机器人采用仿尺蠖式的运动步态,通过直流无刷电机驱动驻留-伸缩-驻留式的结构实现主动运动。整体采用模块化设计,主要包括驻留机构、伸缩机构、电路控制系统以及无线供能模块。对机器人结构模型进行了理论探讨,介绍了电路控制系统的设计,以及无线供能模块的构成。最终的机器人样机直径约为14 mm,整体长度约为61 mm。机器人在PVC柔性管道和猪小肠离体爬行实验中运行稳定可靠,能够实现前进、退后和停留等步态。实验结果表明该微型仿生肠道内窥镜机器人在肠道内可以实现主动运动。     

一种新型的船舶能量管理系统设计研究

随着综合电力系统技术及全电力船舶的发展,船舶能量管理系统的应用逐渐成为未来船舶发展的必然趋势。本文针对一类新型船舶能量管理系统研制过程中主要技术问题进行研究。能量管理系统信息网络采用硬线直连、双冗余现场总线和双冗余以太网混合的网络构架,以保证控制的可靠性;软件系统基于松散耦合的分层架构构建,利用动态耦合组件技术实现软件接口,建立船舶能量管理系统公用信息模型,利用实时数据缓存技术来构建能量管理实时数据库。基于这些关键技术研发的能量管理系统保证了全电力船舶网络化监控的实时性、有效性和可靠性。