集成式微操作器的研制

微操作器是微操作机器人的关键部件，本文基于压电扫描器的工作原理，研制出 压电陶瓷管驱动的三自由度微操作器，通过对四分压电陶瓷管的变形进行静力学分析，建立 了微操作器微位移量与驱动电压的关系模型．研制出微位移检测电路，实现了微操作器机构 、驱动、检测的集成化，设计了微位移闭环控制实验系统，对微操作器进行了静态、动态测 试，得到了微操作器的主要性能指标.实验表明，所研制的微操作器能够满足微纳米定位精 度的微操作需要．     

Modeling for integrated micromanipulator

~~Modeling for integrated micromanipulator@荣伟彬$Robot Research Institute,Harbin Institute of Technology!Harbin 150001,China @曲东升$Robot Research Institute,Harbin Institute of Technology!Harbin 150001,China @孙立宁$Robot Research Institute,Harbin Institute of Technology!Harbin 150001,China @楼朝飞$Robot Research Institute,Harbin Institute of Technology!Harbin 150001,China @蔡鹤皋$Robot Research Institute,Harbin Institute of Technology!Harbin 150001,China~~Spon…     

集成式微操作器控制系统的研制

微操作器是微操作机器人的核心部件，本文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器，在此基础上，研制了微位移控制系统，包括双极性压电陶瓷驱动电流，微位移检测系统和微位移控制器，采用仿人智能P1控制方法，对微操作器进行了动静态测试，得到微操作器的性能指标，通过高精度位置闭环控制，补偿了压电陶瓷本身所具有的迟滞，蠕变、非线性等不足，提高了控制精度，达到了较好的控制效果。实验表明，该控制系统能够保证微操作器实现纳米级微动定位，满足微操作的要求。     

新型二维压电驱动微动工作台的设计分析

研究开发了一种新型压电驱动二自由度纳米级微定位工作台。文章采用静力学理论对微动工作台的运动副进行了建模分析，推导出直角平行板柔性铰链的刚度计算表达式。采用有限元分析方法，对柔性铰链和微动工作台的静、动态力学特性数值分析，并对微动工作台的模态频率进行了实验测试。理论分析、有限元计算和实验结果的一致性说明理论分析的正确性和数值分析的可靠性。     

压电陶瓷致动器自适应逆控制方法的研究

压电陶瓷器件在精密定位和微位移控制中得到了广泛的应用，但是它也存在着迟滞，蠕变和位移非线性等不足，该文将自适应逆控制思想应用于对压电陶瓷致动器的控制，通过对其机电变换特性的分析，用自适应法建立压电陶瓷的迟滞蠕变模型和逆模型，并且在此基础上建立实验系统，对压电陶瓷致动器进行自适应逆控制法的研究，实验数据分析结果表明，该控制方法有良好的学习功能，系统的输出线性误差从28．1％减少到1．56％。     

六自由度压电驱动并联微动机构设计与分析

采用理论分析、有限元分析与仿真方法相结合的方法,设计并分析了一套新型的压电陶瓷驱动的六自由度并联微动机器人机构,充分发挥压电陶瓷和并联机构的优点,实现了并联机器人机构、驱动、检测-体化设计。经过实际检测证明,所采取的方案是合理可行的。     

压电陶瓷驱动并联微动机器人位姿测量与误差补偿

设计了一套针对六自由度微动并联机器人的位姿测量机构,并在压电陶瓷的开环与闭环控制状态下进行了位姿测量。实验证明,通过对压电陶瓷的闭环控制可消除压电陶瓷的迟滞与蠕变,系统定位误差明显减小,使用微位移循环修正法深入进行误差分析,确定初始误差,在此基础上,提出了误差补偿的方法,并验证了其可行性．     

压电陶瓷微位移系统的模糊PID控制方法

针对压电陶瓷器件在精密定位控制中存在的迟滞、蠕变和位移非线性等不足,将模糊控制和PID控制相结合,根据各自的特点设计了模糊推理自校正PID控制器．该控制器通过模糊推理来实现控制器参数的实时优化,且算法实现简单．在此基础上建立实验系统,实验证明了该控制器适于压电陶瓷微位移系统。     

工业机器人圆周铺料路径规划研究

针对工业机器人圆周铺料作业需求,研究了现有的避障路径规划方法。分析了末端操作手在凹形障碍物中的自由运动空间,改进了A*算法的估价函数,设计了关于姿态角的估计路径耗费,并将估价函数引入RRT算法中,同时提出了基于RRT思想的A*算法。最后,通过仿真实验验证了改进后算法的可行性,并对比了各算法的执行效率。     

金属Cu表面三维齿状微图形的复制加工--约束刻蚀剂层技术(CELT)的应用

主要介绍了一种Cu的CELT加工的化学刻蚀体系和捕捉体系，并通过控制刻蚀时间、刻蚀电流、刻蚀剂浓度、捕捉剂浓度等实验参数和优化电化学模板的制作工艺，以规整的齿状结构为模板，在Cu的表面实现了三维微结构的复制加工，得到了与齿状结构模板互补的三维微结构，用SEM和AFM对实验结果进行了表征，表征结果证明约束刻蚀剂层技术在金属三维加工方面的可行性和潜在优势。金属Cu由于具有优良的导热导电性能以及很好的延展性，在微系统(也称微机电系统)中应用广泛，因此对Cu的刻蚀加工对微系统技术的发展具有重要的意义。约束刻蚀剂层技术(Confined Etch-ant Layer Technique简称CELT)作为一种新型的微加工技术，能够加工复制出复杂三维结构，到目前为止，该技术已成功应用于Si、GaAs等材料微结构的复制加工。