用于胃肠道微型机器人的组合螺线管式无线能量发射系统研究

为保障胃肠道微型机器人在体内稳定、可靠工作,以扩大无线能量传输系统的工作范围、提高接收能量及其稳定性为目标,研究了新型组合螺线管式无线能量发射系统。通过有限元仿真分析,确定发射线圈的最佳结构及结构参数。基于最小传输能量要求及所提出的发射线圈性能评估指标,优化确定发射线圈的匝数。研制的发射线圈尺寸为50 cm×50 cm×42 cm,较传统的亥姆霍兹线圈在轴线方向上扩大了17 cm,可以更完整的覆盖人体胃肠道区域。实验结果表明,采用边长为12 mm的三维正交能量接收线圈,在发射线圈内任意位置及姿态下,负载接收能量超过660 mW。在发射线圈非边缘区域,接收能量的位置稳定度超过了80%,能够较好的满足为胃肠道微型机器人供能的实用要求。     

国际上微型飞行器的研究进展与关键问题

介绍了微型飞行器的概念与功能特点,综述目前国际上微型飞行器的研究发展状况,描述了一些典型的微型飞行器的性能、布局和设计特点,分析了微型飞行器发展的关键技术和主要难点,并对其未来发展趋势作了展望。     

新型肠道机器人动力学建模和参数优化研究

针对人体肠道粘液为非牛顿流体的特点,推导了非牛顿流体的变形雷诺方程,建立了肠道机器人在人体肠道中运动的数学模型。采用有限差分法分析了肠道机器人螺旋槽参数对机器人动压粘液膜承载量、轴向摩擦牵引力和周向摩擦阻力的影响,从而获得了一组相对最优的机器人螺旋槽参数,使得肠道机器人可获得较大的动压粘液膜承载量和轴向摩擦牵引力,同时减小了其周向摩擦阻力。     

微型管道机器人钹形压电复合驱动器的结构设计及优化

提出一种基于惯性驱动的微型管道机器人钹形压电复合驱动器,为解决由提高抗疲劳破坏而采用较厚金属膜片所带来的性能影响问题,对钹形压电复合片的金属片进行了有限元分析并提出径向刻槽的结构优化,使其环向应力得以释放,从而大大提高了机器人驱动器的变形特性及能量转化率,使机器人的运行速度提高56%,具有较高的速度特性及负载能力。     

ICPF驱动的柔性微型机器龟腿的动力学分析

一种新型仿龟的柔性微型机器人,具有四条腿并能在水下爬行和游动,其中龟腿由一种智能薄膜ICPF(Ionic Conducting Ploymer Fil m)驱动。ICPF具有被低电压驱动、柔性和快速响应的特点。为了提高机器龟的可靠性和灵活性,我们运用伪刚体动力学法(PRBDM)建立了机器龟腿的动力学模型,此模型是基于静力学和运动学并考虑了动态影响因素建立起来的。然后,分析了机器龟腿的角位移幅度系数的变化规律。最后通过实验测量了机器龟腿末端的位移,其变化规律与理论上推导出的结果相近,因此验证了龟腿的动力学模型可以比较精确地反映龟腿的摆动角度位移,可以分析龟腿的频率特性。     

一种新型内窥镜机器人的特性参数研究

提出了一种新型可进入人体内腔和血管的内窥镜机器人，研究了各特性参数对该机器人轴向牵引力和动压粘液膜承载量的影响，从而为该机器人在内腔和血管中快速地悬浮式运行创造条件。     

基于光学导航定位的钹形压电微型管道机器人

为了提高管道机器人的装载能力、运行速度并使机器人具有感知其自身位移的能力，研制了一种基于钹形压电驱动器和光学导航技术的微型管道机器人.设计了基于Φ8 mm钹形压电驱动器的管道机器人装载机构,建立了该装载机构的动力学模型，并分别用有限元法分析和实验验证了该动力学模型.采用基于快速图像获取和图像处理技术的光学导航芯片，设计了机器人自身位移检测单元.实验结果表明，该机器人装载机构负载可达自身重量的4倍，最大速度达41.7 mm/s，自身位移检测单元能检测机器人在管道内的直线和旋转运动位移，检测精度为3‰.     

微电机研究的最新动态与应用展望

针对厘米对毫米级微电机，综述近年来国内外在微电机方面的研究进展，展示微电机的应用领域和潜在的市场前景，指出发展微电机尚待解决的主要问题。     

一种单构件双运动机理微小型机器人移动机构

传统微小型机器人的移动机构难以同时满足对高移动速度和高分辨力的需求,而宏微双重移动机构通 常存在结构复杂的缺点．针对这一问题,提出一种单构件双运动机理移动机构．该机构具有双重运动机理,即非谐 振条件下的粘滑运动机理和谐振条件下的碰撞运动机理,分别用于实现较高的运动分辨力和较高的运动速度．实验 结果表明,原理样机在前进与后退方向的运动分辨力分别可以达到0.896 mm 和0.456 mm,在10V 电压驱动下运动 速度可达172 mm/s．该机构结构简单,易于微小型化与批量制造,同时具有较高的运动速度与运动分辨力,可以提 高微小型机器人的运动性能．     

微机器人的研究现状与发展趋势

微机器人学包括微型机器人和微动机器人,微/纳米技术的迅速发展促进了微机器人技术的发展.微机器人在一些不便于人直接操作的狭窄环境(如管道)和微细作业技术中有广泛的应用,文中主要分析了微机器人特别是并联微动机器人的国内外研究现状,提出了目前微动机器人研究的不足及发展趋势.