导读:本文包含了宏微机器人系统论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:微机,机器人,鞭毛,磁力,模型,动力学,线圈。
宏微机器人系统论文文献综述
莫文艺,朱小翠,李胜彬,黄馨馨[1]（2018）在《潜心技术创新，勇做时代弄潮儿》一文中研究指出人物杨宜民 二级教授，博士生导师，兼任中国人工智能学会理事，中国自动化学会机器人竞赛委员会副主任，中国人工智能学会智能机器人分会常务理事，中国自动化学会机器人专业委员会委员，《机器人》和《控制理论与应用》EI索引杂志编委，广东省第八届政协委员。(本文来源于《广东科技报》期刊2018-11-09）
原福松,王勇,张耀鹏,孙玉春,王党校[2]（2017）在《口腔临床微机器人牙体预备系统及其应用探讨》一文中研究指出本研究的主要目的是证实一种全新的口腔临床自动化牙体预备技术的可行性和精确性。利用自主研发的自动化牙体预备机器人及叁维运动规划软件,控制超短脉冲激光束完成整个牙体预备过程。在临床上收集了15个新鲜拔除的完整第一磨牙分别固定在仿头模内,运用自主研发的CAD软件设计预备体的叁维数据,控制激光束完成15个第一磨牙的自动化牙体预备,并记录每个牙体预备时间,最后用Geomagic Studio和Imageware软件对预备结果进行精度评价。与设计的预备体的叁维数据相比,15个预备体的整个误差为0.05–0.17mm,合面预备深度误差约为0.097mm,聚合度误差约为1.0°,平均预备时间约为17分钟。结果证实了自动化牙体预备技术是可行的,精度满足临床牙体预备要求。同时,对于该系统与口腔CAD/CAM系统结合,实现临床冠修复的全自动化流程及微机器人个性化种植技术进行了初步的探索。(本文来源于《第十五次全国口腔医学计算机应用学术研讨会会议手册》期刊2017-06-29）
翟文贺[3]（2017）在《多重推进式鞭毛泳动磁微机器人系统研究》一文中研究指出微机器人在生物医学工程和微纳制造如靶向药物传递、显微外科手术和微纳操作等领域发挥着越来越重要的作用,具有巨大的发展潜力。鞭毛微机器人相对于螺旋结构的微机器人,具有结构简单和柔顺性好的优点。但目前现有的鞭毛磁微机器人驱动方式单一,通常只能通过单种推进方式驱动,因而环境适应性差。由于生物医学和微纳制造等领域中微机器人的工作环境复杂多变,因此研究具有较强环境适应性的多重推进式微机器人具有重要意义。本文提出一种多重推进式鞭毛泳动磁微机器人,能够分别在磁梯度场、旋转磁场和摆动磁场下驱动前进。分别建立磁微机器人在液体环境中叁种磁推进方式下的动力学模型,并在建立适用多重推进式线圈磁驱动系统的基础上,提出微机器人的控制策略,开展多重推进式鞭毛泳动磁微机器人的实验研究。首先,提出一种多重推进式鞭毛泳动磁微机器人的结构。根据液体环境中流体阻力理论,结合磁场特性,分别建立鞭毛泳动磁微机器人在磁梯度场、旋转磁场和摆动磁场下的动力学模型。在此基础上,分析鞭毛外形尺寸、弹性模量、鞭毛倾斜角度等参数对微机器人的运动速度以及能量转化效率的影响规律。并通过仿真获取鞭毛在不同磁场驱动下的变形规律。其次,依据多重推进式鞭毛泳动磁微机器人的特征,构建适于此类磁微机器人的驱动模块。基于亥姆霍兹线圈驱动系统,增加有效的转换模块,使传统的亥姆霍兹线圈亦能产生梯度磁场,以满足磁微机器人多重推进需求。分析比较各种磁场的产生方式,并利用多物理场仿真COMSOL软件,仿真获得磁场的分布特性。依据仿真结果,编制对应的控制程序,用以分别产生磁梯度场、旋转磁场和摆动磁场,并通过实验测试磁场的真实情况。最后,开展多重推进式鞭毛泳动磁微机器人的实验研究。基于之前建立的驱动系统,制作多种参数的多重推进式磁微机器人,并开展不同尺寸参数下的微机器人在各种磁场驱动下的实验研究。通过实验获得的关于微机器人的相关性能结果,并将其与理论计算结果相比较。实验结果表明,多重推进式鞭毛泳动磁微机器人在旋转磁场或摆动磁场的驱动下,更适用于在粘性较高的甘油等液体中运动,而在磁梯度场的驱动下,更适用于在粘性比较低的液体中运动。在粘性多变的复杂液体环境中,本文提出的多重推进式鞭毛泳动磁微机器人适应能力更强。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
李旻,刘丹,刘修泉[4]（2016）在《微机器人胶囊能量无线传输系统的优化设计》一文中研究指出微机器人胶囊能量无线传输系统的传输性能受到谐振频率、耦合系数、线圈匝数、线圈半径、补偿电容、线圈互感等诸多因素影响.为实现系统性能的全局最优,必须在满足微机器人胶囊最低能耗要求的前提下提高系统传输效率,同时兼顾系统稳定性、温升安全性、可靠性、体积参数等因素.文中基于微机器人胶囊能量无线传输系统初级线圈串联补偿-次级线圈串联谐振补偿模型,建立了系统的能效模型,以初、次级线圈匝数与线圈半径、谐振频率等参数作为优化变量,构建了优化问题的目标函数,对微机器人胶囊能量无线传输系统进行综合优化设计.针对该多变量非线性约束优化问题,采用了改进的遗传算法进行优化计算.实验结果表明,所提出的优化设计方法正确有效,所设计的的微机器人胶囊能量无线传输系统样机的能效达86.6 mW,传输效率达8.01%.(本文来源于《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊2016年11期）
徐慧超[5]（2016）在《螺旋推进泳动磁微机器人系统设计与实验研究》一文中研究指出随着微纳米技术的进步和人们对微创医疗、微制造系统等方面日益增长的需求,微机器人技术得到了快速发展。螺旋结构磁微机器人在微尺度范围内相对于梯度场驱动磁微机器人和摆动前进磁微机器人具有驱动力大和易于控制的特点,是微尺度机器人的一种重要结构形式。当前国内外研究者对于螺旋磁微机器人的研究主要集中在毫米甚至厘米尺度中,而对于亚毫米尺寸范围内的螺旋磁微机器人的研究较少。不同的尺度范围内,各参数变化对其运动性能的影响规律存在差异,因此在亚毫米尺度下对微机器人的研究具有重要研究意义。本文以螺旋推进泳动磁微机器人为研究对象,建立微机器人在液体中泳动的动力学模型,设计亥姆霍兹线圈驱动微机器人运动,并在此基础上提出运动控制策略。构建螺旋推进泳动磁微机器人系统,进行实验分析和验证。首先,建立螺旋推进泳动磁微机器人的动力学模型。在低雷诺数环境的前提下,基于阻力理论得出了螺旋磁微机器人泳动的动力学模型。在该模型的基础上研究螺旋半径、长度、螺距等参数对机器人运动速度和效率的影响规律,得出微机器人性能最佳时的参数取值。分析磁场能够产生的最大力矩,引入失步频率,得到螺旋磁微机器人所能达到的最大速度与结构参数之间的关系曲线。进一步提出两端分布的双螺旋磁微机器人结构,并对其进行分析。其次,设计螺旋推进泳动磁微机器人磁驱动模块。分析亥姆霍兹线圈的工作原理,并利用COMSOL软件进行仿真,得出线圈的磁场分布特性。基于仿真结果,设计满足实验要求的叁对亥姆霍兹线圈。利用线圈磁场在空间中的旋转控制微机器人沿任意方向运动。对设计的亥姆霍兹线圈所产生的磁场进行实验检测。最后,进行螺旋推进泳动磁微机器人的实验研究。在磁驱动模块的基础上构建螺旋磁微机器人实验系统,并加工制作多种尺寸的单螺旋磁微机器人。在不同外界环境和不同微机器人几何参数条件下进行机器人运动性能实验。利用实验得到各参数对运动性能的影响规律,并对理论分析结果进行验证。通过实验比较双螺旋和单螺旋磁微机器人的运动性能,并验证双螺旋磁微机器人的螺旋可迭加性。进行螺旋磁微机器人运动控制实验,验证微机器人运动的可重复性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
刘丹[6]（2016）在《微机器人胶囊无线能量传输系统的优化设计与实验研究》一文中研究指出微机器人胶囊电磁耦合无线能量传输是医学诊疗领域的一个研究热点,众多学者在该领域做了大量的研究工作,为该领域的研究工作奠定了坚实的基础。本论文在课题组已有的研究基础上继续探讨微机器人胶囊无线供能系统特性,建立了系统综合优化模型,引入智能优化算法进行优化,并对电能处理电路进行改进与优化。本文在以下几个方面开展了研究工作:一、分析了微机器人无线供能系统的组成与基本原理,设计了体外能量发射端电路,对电能处理电路进行了模拟实验研究,搭建了全桥逆变电路与整流滤波电路实验平台,实验验证设计方案的可行性。实验研究了工作频率、输入电压等与电路转换效率的关系,建立了反映阻抗与反映电抗模型,研究了反映电抗与频率、负载的关系。二、建立了任意姿态下系统互感模型,实验研究了系统工作频率、线圈间距、电源电压、中心偏移量、偏转角等参数对系统输出功率及传输效率的影响。叁、将智能优化算法引入微机器人胶囊无线能量传输系统的研究。建立了关于发射线圈及接收线圈线圈匝数与半径、谐振频率等基础设计参数的效率模型、功率模型以及系统的综合能效优化模型,综合考虑了系统工作频率、线圈参数、系统能耗、电磁安全、温升安全等约束条件。用遗传算法对所建立的模型进行求解,并对所得结果进行了实验验证。四、分析了微机器人胶囊无线供能系统频率失谐问题,得出高频产生的寄生电容、分布电容等因素是导致频率失谐的主因。提出了一种新型动态电容补偿的解决方法,反向补偿电容的变化,使得系统继续在原有频率下保持谐振,初步解决了频率失谐问题。在原有接收端整流处理电路的基础上,研制了一种新型叁维整流处理电路,使得电能转换性能在原有基础上有较大提升。并提出了多维线圈整流合成电路,初步解决了多维整流电路的合成问题。五、对无线供能系统进行了综合供能实验验证,将优化参数后的系统、重新设计改进的整流电路等综合在一起进行实验验证。当改变接收线圈位姿时,无线供能系统也能够为负载提供持续稳定的电能,且纹波系数小,输出电压维持在预定的值,达到了预期目标。结果证明系统优化方案是可行性的、正确的。(本文来源于《华南理工大学》期刊2016-04-22）
郑亮[7]（2016）在《一种基于仿生多纤毛的磁力驱动微机器人系统设计和研究》一文中研究指出微机器人凭借自由无约束的运动以及自身微小的尺寸能够自由穿梭于狭窄且封闭的工作环境中,并进行革新性的功能应用,如人体内的靶向送药、微创/无创手术,以及人体外部的样本采集、运输、分离和检测,甚至是微型零部件的叁维装配等应用。微机器人的应用前景十分广泛且潜能巨大,但传统的驱动与控制方法难以实现微机器人的驱动与控制。基于磁力的驱动与控制方式提供了一种易实现、可控性好且基本无伤害的无线远程的驱动和控制方法。基于磁力驱动的微机器人(磁力微机器人)正吸引越来越多的研究目光。由于各物理效应随着机器人尺度缩减而受到的影响,微机器人需要有特殊的运动设计。依照驱动方式的区别,当前液体中的磁力微机器人驱动方式主要可以分为依靠梯度磁场的直接驱动方式和依靠匀强磁场的间接驱动方式。在当前的驱动磁场系统的能力限制下,依靠匀强磁场间接驱动的磁力微机器人凭借合理的设计展现出优秀的运动性能。依靠匀强磁场驱动方式又可进一步分为基于转动匀强磁场的驱动方式和基于摆动匀强磁场的驱动方式,前者展现了优秀的运动学性能,但微机器人的制造难度大;而后者制造方便,可实现大批量生产,且驱动磁场的产生依赖更少的线圈,减少了能量损耗,但目前其运动性能表现欠佳。针对此现象,本文提出基于摆动磁场驱动的新型磁力微机器人设计,模仿自然界中真核细胞生物体侧的纤毛运动,依靠人造的侧边多纤毛驱动其运动。本研究旨在研制一种实现简单,成本低廉,易于实现大规模批量成产的,且运动特性较好的基于摆动磁场控制的新型磁力微机器人。并针对控制其运动的磁力控制系统的设计和搭建做出了详细的研究工作。本文主要研究为基于摆动匀强磁场驱动的新型多纤毛磁力微机器人及其系统设计和搭建,可以分为以下几部分内容:首先阐述磁力微机器人的研究现状,确定本课题的研究目的和研究内容;然后介绍,磁力控制原理以及相关知识,包括磁力随尺寸缩减的变化,磁性材料,磁力特性,以及磁场产生与控制硬件等;接着,分析了微观尺度下的液体环境及磁力微机器人的运动方式,并针对两种不同的驱动方式结合磁场产生的硬件条件进行了驱动性分析,并提出了依靠摆动磁场驱动的多纤毛磁力微机器人的方案,并完成了相应的设计和制造工作;再次,对于控制磁力微机器人的磁力驱动系统进行了设计、仿真和搭建工作,并进行了系统可行性实验验证,针对验证实验中出现的问题进行了优化设计:驱动电源硬件改进以及驱动信号的优化;最后,依靠优化后的磁力控制系统对多纤毛磁力微机器人进行了运动实验,并对结果进行了分析和讨论。通过研究实验结果和数据,得出本文提出的依靠匀强磁场驱动的侧边多纤毛的磁力微机器人方案有效,对比于同样依靠摆动匀强磁场的“磁力精子”机器人,其运动速度有所提高,并进一步发现了影响磁力微机器人的运动表现的因素。(本文来源于《苏州大学》期刊2016-04-01）
刘丹,李旻,刘修泉[8]（2016）在《动态电容补偿在微机器人胶囊无线供能系统中的应用》一文中研究指出微机器人胶囊采用电磁耦合无线能量传输时,为获得较高传输效率及功率,需使发射端和接收端在同一频率下达到理想谐振耦合状态。由于高频下线圈的分布电容、寄生电容以及等效电容的波动等因素影响,系统容易偏离原有的理想谐振状态,严重影响系统传输性能。分析了系统频率失谐的原因,提出一种动态电容补偿方法,通过反向补偿变化的电容值,使得系统重新恢复谐振状态,从而改善了系统的传输性能。实验结果表明该动态电容补偿方法是有效的。(本文来源于《机械与电子》期刊2016年02期）
王馨,魏树峰,陈昌友,徐建省,张玉霞[9]（2016）在《用于磁性微机器人的外磁场调控系统设计与研制》一文中研究指出随着微机器人的发展,磁性微机器人凭借其能源供给的优势得到广泛应用。由于研究对象不断向微细化发展,本文结合显微镜环境设计了一种用于磁性微机器人的外磁场调控系统。本系统主要由上位机、磁场控制模块和图像显示模块叁部分构成。磁性微机器人是通过线圈装置产生的外磁场来控制的,本文设计的线圈装置能够在线圈中心40mm×30mm的平面区域产生0~1m T的沿水平方向的静磁场和频率为0~50Hz、幅值0~1m T的旋转磁场,能够实现对磁性微机器人直线运动和旋转运动的控制。本文使用BX53显微镜对磁性微机器人的运动进行放大,实现其运动的实时显示和追踪。本文还编写了一套控制软件来实现上述控制功能和实时显示功能。(本文来源于《电工电能新技术》期刊2016年02期）
刘路[10]（2015）在《气/液界面磁驱动微机器人系统设计与实验研究》一文中研究指出微米尺寸机器人在微纳制造、生命科学实验、生物医疗等领域具有巨大应用潜力和前景。在微纳制造中,对于微纳米尺寸的器件,毛细力相对于自身重力通常占据主导地位,在一定条件下,可以稳定漂浮在气/液界面上。相对于固体表面环境,气/液界面具有低阻力特征,为微纳器件操作提供了另一种选择。相应地,探索适于气/液界面作业的微米尺寸机器人具有重要意义。本文设计一种气/液界面磁驱动微机器人系统,建立气/液界面微机器人的静力学和动力学模型,进行磁驱动系统结构设计,分析电磁线圈产生的磁场和磁场力,并开展微机器人系统相关运动实验研究。首先,建立典型微球体和微圆柱体构件在气/液界面的静力学模型,计算作用在气/液界面微构件的作用力。通过对Young-Laplace方程的求解,分别研究微球体和微圆柱体受力随浸入液体深度的变化情况,分析接触角、微构件形状对作用力的影响。采取表面疏水处理,增大接触角,进一步增强微机器人承载能力,并进行实验验证。最后在微机器人加工方法比较的基础上,采用激光切割制作微机器人本体。其次,根据气/液界面磁驱动微机器人的特点,比较不同的磁场产生方式,建立气/液界面磁驱动微机器人系统的磁场模型,进行磁场力和磁力矩的理论计算及仿真分析。针对磁驱动微机器人系统特点,建立气/液界面磁驱动微机器人动力学方程,并确定其控制方案。分析线圈参数对磁场和磁场梯度的影响,根据微机器人的运动需求,完成线圈的空间布置,并分析工作区域内的磁场和磁场梯度。进行实验分别验证磁场与电流之间的关系以及不同位置处磁场变化情况。最后,建立气/液界面磁驱动微机器人系统,包括硬件模块和软件模块,开展微机器人在气/液界面上的运动实验,包括电流波形和幅值、机器人形状和尺寸以及液体介质对运动影响的实验研究,进行不同轨迹的微机器人运动实验,并计算运动的轨迹偏差和重复定位精度。实验表明微机器人在去离子水中运动时最大速度可达470μm/s,重复性精度为30.2μm。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-07-01）
宏微机器人系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本研究的主要目的是证实一种全新的口腔临床自动化牙体预备技术的可行性和精确性。利用自主研发的自动化牙体预备机器人及叁维运动规划软件,控制超短脉冲激光束完成整个牙体预备过程。在临床上收集了15个新鲜拔除的完整第一磨牙分别固定在仿头模内,运用自主研发的CAD软件设计预备体的叁维数据,控制激光束完成15个第一磨牙的自动化牙体预备,并记录每个牙体预备时间,最后用Geomagic Studio和Imageware软件对预备结果进行精度评价。与设计的预备体的叁维数据相比,15个预备体的整个误差为0.05–0.17mm,合面预备深度误差约为0.097mm,聚合度误差约为1.0°,平均预备时间约为17分钟。结果证实了自动化牙体预备技术是可行的,精度满足临床牙体预备要求。同时,对于该系统与口腔CAD/CAM系统结合,实现临床冠修复的全自动化流程及微机器人个性化种植技术进行了初步的探索。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
宏微机器人系统论文参考文献
[1].莫文艺,朱小翠,李胜彬,黄馨馨.潜心技术创新，勇做时代弄潮儿[N].广东科技报.2018
[2].原福松,王勇,张耀鹏,孙玉春,王党校.口腔临床微机器人牙体预备系统及其应用探讨[C].第十五次全国口腔医学计算机应用学术研讨会会议手册.2017
[3].翟文贺.多重推进式鞭毛泳动磁微机器人系统研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[4].李旻,刘丹,刘修泉.微机器人胶囊能量无线传输系统的优化设计[J].华南理工大学学报(自然科学版).2016
[5].徐慧超.螺旋推进泳动磁微机器人系统设计与实验研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[6].刘丹.微机器人胶囊无线能量传输系统的优化设计与实验研究[D].华南理工大学.2016
[7].郑亮.一种基于仿生多纤毛的磁力驱动微机器人系统设计和研究[D].苏州大学.2016
[8].刘丹,李旻,刘修泉.动态电容补偿在微机器人胶囊无线供能系统中的应用[J].机械与电子.2016
[9].王馨,魏树峰,陈昌友,徐建省,张玉霞.用于磁性微机器人的外磁场调控系统设计与研制[J].电工电能新技术.2016
[10].刘路.气/液界面磁驱动微机器人系统设计与实验研究[D].哈尔滨工业大学.2015
论文知识图
