集成式压电驱动微操作手的位置控制研究

微操作手是微操作机器人的核心部件 ,文章介绍了作者研制的压电陶瓷管驱动三自由度集成式微操作手 ,在此基础上 ,研究了微操作手的位置闭环控制 ,提出了模糊 -比例积分控制方法 ,并通过实验获得了较好的控制效果。通过对微操作手进行动静态测试得到微操作手的性能指标 :操作手末端 X、Y轴的最大输出位移为± 8.5μm,重复定位精度为 2 8nm ,位移分辨率为 10 nm ,动态阶跃响应时间为 5 m s;Z轴最大输出位移为 6 .2μm ,重复定位精度为 17nm,位移分辨率为 4 nm ,动态阶跃响应时间为 5 m s。该微操作手能够实现纳米级微动定位 ,满足微操作要求     

基于压电陶瓷驱动的微操作手研究现状

微操作手是微操作机器人的重要组成部分 ,首先介绍了国内外研制的几种典型微操作手。在此基础上 ,对于微操作手的关键技术 ,从机构、驱动、传感、检测几个方面进行了论述 ,在机构上 ,介绍了微位移定位机构的特点 ;在驱动方式上 ,论述了压电陶瓷的驱动方法 ;在微位移检测上 ,介绍了几种纳米微位移检测手段。最后 ,阐述了微操作手的发展趋势 :微型化、集成化、智能化 ,达到纳米级或更高的定位精度     

组合式微夹持器控制系统的研制

将微直线电机宏动机构与双晶片压电悬梁微动机构结合,研制高精度、大范围的组合式微夹持器．针对宏微结合的结构形式,设计组合式微夹持器宏微控制系统。采用仿人智能PI控制方法,提高了控制精度。测试实验表明,闭环控制系统取得较好效果．     

3-PRS微操作器的运动学性质分析

分析了3-PRS微操作器的运动特性，给出了微操作运动的位置公式，并以微位移矩阵条件数及工作空间体积值为度量指标分析了微操作器操作性能与结构参数间的关系。分析表明，条件数取决于操作针长度Le及动平台半径ra之比，且当二者的比值小于5时微操作器具有较好的操作灵巧性；工作空间体积值主要受操作针长度Le动静平台半径ra、rb的影响，且在Le及rb取定值时随ra的减小而增大；支链杆长L对工作空间体积值影响不大。相关的分析结果可应用于3-PRS微操作器的运动学设计。     

微操作成像系统中体视显微镜的参数标定

体视显微镜具有工作空间大、实时性高以及不损坏样品表面等优点,己用于微观对象三维立体信息的测量。建立了体视显微镜的成像模型,研究了体视显微镜参数的标定问题。模型包含的方程数目小于参数的数目,需要增加约束条件。结合体视显微镜子光路系统的对称性和微小的差异性,提出了含近似相等条件的体视显微镜参数标定问题的解决方法,试验分析了参数的鲁棒性、相关性和重复性,利用成像模型重构了样板在纵向运动过程中的一组表面。     

从平面显微图像中提取三维位置反馈信息方法的研究

针对微操作机器人的结构特点和工作环境,提出了一种基于边缘孔径细光束照明原理的纵向定位新方法.即使用两束对称的不同颜色轴外光照明,可以直接从显微图像中得到离焦量和离焦方向.这种方法具有操作简单、计算量小等特点,定位精度达到1μm.本文给出这种方法的理论推导和实验结果.     

新闻动态

我国研制成功纳米微操作机器人原子力显微镜 中国人也有可能直接操作原子了——这不是梦想，一台能够在纳米尺度上操作的机器人系统样机由中国科学院沈阳自动化所研制成功，并于近日通过了由国家“863”自动化领域智能机器人专家组的验收。     

涡旋相位编码的径向矢量光束的紧聚焦特性

为了研究涡旋相位编码的径向矢量高斯光束经过高数值孔径物镜之后的聚焦特性,采用RICHARDS和WOLF提出的矢量积分理论和数值模拟方法,对聚焦场的特征进行了理论分析和模拟实验验证,取得聚焦场分布随涡旋相位物理参量之间的数据关系。结果表明,当单个涡旋相位编码于径向矢量高斯光束时,在聚焦场能够获得2维的径向和纵向分量;当双涡旋相位对称地编码于径向高斯矢量光束时,聚焦场会出现两个光学暗点,此光学暗点处的折射率低于周围环境的折射率。这一结果对提高光学微操控的灵活性,以及对双微粒的捕获与操控是有帮助的。     

电视显微立体成像系统中的闪烁问题及解决方法探讨

电视显微立体成像系统是微操作系统的立体视觉传感器。系统的不足是观看到的图像存在着闪烁现象,容易使眼睛疲劳,影响立体效果。本文分析了闪烁产生的根源,探讨了几种改进的方法,并提出了切实可行的解决方案。     

微操作并联机器人几何误差建模的参数误差转换法及误差敏感性分析

提出微操作并联机器人几何误差建模的参数误差转化法,建立正交结构6-PSS微操作并联机器人的几何误差模型,通过构造几何误差模型的Lagrange条件极值方程,对误差进行敏感性分析,最后讨论了各类参数误差在终端几何误差模型中的关联性。研究表明：所提出的方法简单明了,行之有效。