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国家高技术研究发展计划(2003AA404190): 作品数：23 被引量：182H指数：8; 相关作者：孙立宁陈海初李满天王振华张静更多>>; 相关机构：哈尔滨工业大学哈尔滨理工大学浙江大学更多>>; 发文基金：国家高技术研究发展计划哈尔滨市培养学科后备带头人基金国家重点基础研究发展计划更多>>; 相关领域：自动化与计算机技术矿业工程机械工程电子电信更多>>

基于惯性-摩擦驱动的球基微驱动器逆转现象分析被引量：9: 2005年; 在压电陶瓷等效电学模型的基础上,结合外加驱动信号波形分析了基于惯性-摩擦驱动的球基微驱动器在工作过程中金属球产生逆转现象的原因,建立了金属球的转速及位移模型,采用快速放电回路和加速压电陶瓷放电的方法减小金属球的逆转位移及振动;利用压电陶瓷管作为微驱动元件,设计了基于惯性-摩擦驱动的球基微驱动器,并采用不同频率的三角波信号对所设计微驱动器进行试验测试.结果表明:驱动信号频率越高,微驱动器的振动现象越明显;当驱动信号频率接近、等于或大于微驱动元件(压电陶瓷管)的固有放电周期时,金属球出现无规律运动,导致微驱动器失效;根据1 H z低频信号时的试验结果与计算所得结果基本吻合,证明了所建立的逆转理论模型的合理性.; 孙立宁陈海初李满天齐毓霖; 关键词：微驱动器逆转

基于红外传感器的仿生机器鱼自主避障控制被引量：21: 2005年; 提出了一种集成多个红外传感器、具有避障能力的仿生机器鱼的设计及实现;根据避障任务的要求,设计了仿生机器鱼的8种基本运动,给出了一种智能控制方法用于仿生机器鱼的避障控制,实验结果表明了这种方法的有效性。; 桑海泉王硕谭民张志刚; 关键词：仿生机器鱼红外传感器避障规则库

基于微小型移动机器人的微操作系统被引量：10: 2007年; 提出一种新颖的基于宏／微双重驱动微小型移动机器人的微操作系统。机器人在宏运动状态下为典型的轮式机器人,在微运动状态下为尺蠖运动机器人。将集成微夹持器的微操作器安装在机器人移动定位平台上用于实现微操作任务。为了自动导航机器人完成微操作任务,设计外部智能视觉系统。视觉系统分为全局视觉与显微视觉两个子部分,机器人在全局视觉的导航控制下以宏运动状态实现大范围的粗定位,并使机器人微夹持器末端准确地进入显微镜视场。在显微视觉的导航控制下以微运动状态实现小范围、高精度的精定位,并完成微操作任务。试验表明,提出的基于微小型移动机器人的微操作系统能够成功地实现微小零件的夹取与装配。; 宋宇郭伟孙立宁; 关键词：微小型移动机器人微操作视觉伺服控制

用于精密微装配的全方位微小机器人被引量：4: 2007年; 研制出了一种90 mm×60 mm×85 mm,可用于精密微装配作业的全方位微小型机器人,机器人集成了移动定位单元与精密微操作单元,移动定位单元由微型电机驱动的快速宏运动单元与压电陶瓷驱动的精密微运动单元两部分组成,最大宏运动速度为50 mm/s,开环定位精度1 mm,微运动最大速度200μm/s,开环定位精度1μm,分辨率为50 nm;微操作单元由压电陶瓷驱动的球基微驱动器与微夹持器两部分组成,微驱动器转动分辨率为0.000 1°,定位精度为0.000 5°,微驱动器金属球可以实现空间复杂的扫描运动,同时带动微夹持器末端实现精密定位,微夹持器采用压电陶瓷驱动的两级杠杆放大机构,末端最大张合位移为280μm,最大微夹持力为0.1 N.开发了基于视觉反馈的微装配作业控制系统,并在视觉的引导下,实现了机器人对微型齿轮、微型轴/孔等元件的夹取、搬运等微作业任务,并顺利完成了Φ180μm微型轴与Φ200μm微型孔之间的精密装配实验研究.; 张蕊华陈海初; 关键词：微小型机器人微操作微驱动器微装配

压电陶瓷驱动球基微驱动器的动力学研究被引量：3: 2007年; 研制出了尺寸为30 mm×30 mm×50 mm的压电陶瓷驱动的球基微驱动器样机,并对该微驱动器进行动力学分析以及微型轴孔装配的实验研究。建立了微驱动器金属球空间坐标关系,分析了球基微驱动器的动力学特征,并建立了其动力学模型。采用龙格-库塔法计算出了微驱动器的动力学参数,并利用MATLAB的SIMULINK模块搭建了微驱动器的仿真模型,并对其进行了动力学仿真分析。研制出了球基微驱动器样机,并在此基础上,集成微夹持器形成微操作器,对微驱动器性能进行了实验测试,并开展了Φ180μm微型轴与Φ200μm微型孔之间的精密微装配实验研究。最后,分析了微驱动器金属球质量、驱动信号频率、以及金属球与微驱动单元摩擦块接触表面摩擦系数对其性能的影响。实验结果表明:该球基微驱动器的转动分辨率为0.000 1°,转动定位精度为0.000 5°,微驱动器最大工作频率为1 200 Hz。实验结果验证了逆转振动模型的正确性,由该微驱动器所集成的微操作器,完全可以满足对微小元器件的微米级操作与装配等精密作业的要求。; 陈海初; 关键词：动力学压电陶瓷微操作

一种球形移动机器人的运动性能分析被引量：25: 2005年; 球形移动机器人的特殊结构使之非常适合在缺少人为干预的恶劣环境(如外星球、野外等)中应用,在此类的环境中,机器人的运动性能是决定机器人能否顺利完成预定任务的关键.介绍了BHQ-1G型球形移动机器人的结构,采用几何法和拉格朗日方程建立了该球形移动机器人的模型,并对它的直线运动、爬坡能力、越障、转弯半径等运动性能进行了具体的分析,证明了该设计的可行性并确定了影响该机器人运动性能的参数.该分析结果可用于BHQ-1G机器人的优化设计和样机研制.; 战强贾川马晓辉陈明; 关键词：球形移动机器人运动性能越障转弯半径

车底检查机器人导航控制研究被引量：1: 2005年; 针对采用履带式行驶机构的车底检查机器人,提出了一种基于模糊控制的航向纠偏算法,算法在实时嵌入式多任务控制系统中得到了具体实现,解决了机器人在行走过程中偏离航向以及误差累积的问题。通过试验验证了该算法的有效性,保障了航向纠偏的实时性。文中给出了模糊控制器的详细设计过程,并且给出了在不同行驶速度时,应用航向纠偏算法的机器人与无航向纠偏算法的机器人之间的航向数据对比曲线。; 邹丹王田苗陈殿生; 关键词：移动机器人导航模糊控制嵌入式系统车底

压电陶瓷驱动三自由度精密移动定位微小机器人被引量：6: 2005年; 使用压电陶瓷堆材料作为微驱动元件,设计了一种三自由度基于尺蠖蠕动原理工作的精密移动定位微小型机器人。采用显微镜作为测量元件,通过测量机器人移动时像素点位置的方法,完成了对该机器人沿X、Y方向的直线移动定位以及绕Z轴的θ角转动定位的试验测试,测试结果证明了设计的合理性与实用性。; 陈海初李满天王振华孙立宁王建国; 关键词：微小机器人压电陶瓷

无线微小型机器人及其驱动控制被引量：8: 2006年; 研制了一种面向微操作的微小型机器人,并开发了其无缆化控制系统。该机器人机械本体由基于宏／微复合驱动的移动定位平台和3自由度球基微操作器构成。机器人总体尺寸不超过90 mm×70 mm×60 mm。机器人的宏动部分采用轮式驱动,选用轴直径为3 mm的微型电动机,运动速度可达100 mm／s,定位精度0．5 mm,运动分辨率0．1mm。微动部分基于尺蠖蠕动原理通过压电陶瓷和电磁体配合,速度可达200μm／s,定位精度50μm,运动分辨率2 μm。球基微操作器基于黏滑原理利用3根四分压电陶瓷管驱动,可实现旋转和俯仰运动,运动分辨率可达0．001。。所有驱动电路均集成到机器人本体内,采用锂聚合物电池供电,通过蓝牙模块和上位机的图像处理系统通信。嵌入式控制软件将机器人的运动全部分解为简单运动,控制算法采用多线程方式,保证了驱动控制的实时性,并且具有很强的抗干扰能力。; 秦磊李满天孙立宁; 关键词：复合驱动微小型机器人蓝牙通信

全方位精密微小型移动机器人的运动分析被引量：4: 2006年; 采用压电陶瓷作为微驱动元件,设计了一种尺寸为50 mm×50 mm×10 mm,基于尺蠖蠕动原理工作的新型全方位精密微小型移动机器人,以其作为负载平台,用于精密操作过程中对微小元件的搬运、操作、精密定位等.在介绍尺蠖蠕动工作原理的基础上,对机器人的运动特性进行了分析,建立了机器人全方位运动模型.对机器人进行了分辨率、定位精度以及全方位运动等的实验研究,实验结果表明,该机器人负载能力约为750 g,最大工作频率可达40 Hz,运动速度可达208μm/s,运动分辨率可达50 nm,开环直线定位偏离率约为5%;在采用了逐次逼近法进行误差补偿和显微视觉实现闭环控制后,定位精度可达100 nm,可以作为一种通用的高精密移动定位平台,在机器人上集成多种精密微操作器件后,可完成多种微作业任务.; 陈海初孙立宁王宣银; 关键词：微小型机器人压电陶瓷运动学

国家高技术研究发展计划(2003AA404190)

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