微型全方位移动机器人的研制
基于麦克纳姆轮的全向移动自主机器人
基于麦克纳姆轮的全向移动自主机器人设计了一种基于麦克纳姆轮的全向移动自主机器人,以2016年全国大学生机器人大赛为背景,研究了基于麦克纳姆轮的四轮式全方位移动机器人,并设计了基于ROS机器人系统的全方位移动机器人控制系统,并围绕移动机器人定位和轨迹跟踪算法进行了深入研究。
测试结果表明,麦克纳姆轮更加适应SLAM 导航系统,在测试结果中机器人可以自主建图导航,实现了全向移动自主机器人的功能。
标签:麦克纳姆轮;全向移动;机器人自主全方位移动机器人作为一类典型的移动机器人系统,具有平面内完全的3个自由度,可以实现任意时刻任意方向的自由运动[2],因此全方位移动机器人非常适合工作在空间狭小、对机动性能要求高的复杂环境。
目前,全方位移动机器人主要采用全向轮来实现全方位移动,一般常用的全向轮有麦克纳姆轮、Grabowiecki轮、球形轮等。
随着技术的不断发展,这些全向轮已被广泛应用于军事和工业的许多方面1 全向机器人机械设计机器人底盘机械的设计采用四轮驱动麦克纳姆轮的方式,但在平面内运动时会出现如何保证四点都着地的问题。
如果四轮中有驱动轮与地面接触不好,容易出现打滑、空转的现象,影响控制精度。
虽然可以在机器人组装后进行手动调整,但效果难以保证。
而且由于机器人设计时考虑到室外应用的要求,机器人底盘的结构必须在较差的地面上仍然保证与地面的良好接触,简单平面组装的方法显然不能满足要求。
在本研究初期,采用大疆创新研发的麦克纳姆轮底盘,其使用了独立弹性悬挂法,用避震器将轮组与上部车板连接,这样不仅增强了底盘运行的稳定性,减少底盘运动时引起的车体振动,而且使底盘具有一定的越野性能,能够越过较低的障碍物,攀爬30度左右的斜坡。
但是由于此种底盘在通过地面障碍时,麦克纳姆轮与地面的角度不会保持90度,造成麦克纳姆轮受力不均匀导致底盘行驶性能降低以及麦克纳姆轮磨损严重,而且此底盘需要大量的CNC加工金属件,成本高,固自主研发机械底盘,即四轮纵臂独立悬挂底盘。
便携式微型计算机研发与生产方案(一)
便携式微型计算机研发与生产方案一、实施背景随着科技的飞速发展,计算机技术已经深入到各个领域。
然而,传统的计算机设备往往体积大、重量重,不利于随身携带和使用。
因此,研发一种体积小、重量轻、功能强大的便携式微型计算机势在必行。
此方案旨在从产业结构改革的角度出发,提出一个全面的研发与生产计划。
二、工作原理便携式微型计算机将采用先进的集成电路技术,将中央处理器、内存、存储和其他组件集成到一个微型电路板上。
该电路板可由高质量的微型电池供电,以实现长久的续航能力。
此外,该计算机将采用折叠式键盘和触控屏幕,以便在使用和携带时更加方便。
三、实施计划步骤1.研发阶段:进行硬件和软件的设计与开发,包括中央处理器、内存、存储、电源和输入输出设备的研发。
在此阶段,将进行多次测试和修改以确保设备的稳定性和性能。
2.样品制造阶段:在完成硬件设计后,将制造第一批样品以进行实地测试。
在此阶段,我们将邀请客户和潜在用户参与测试,以收集反馈并进行必要的改进。
3.生产准备阶段:在完成实地测试并收集到足够的反馈后,我们将进入生产准备阶段。
在此阶段,我们将准备生产工具、采购材料并建立生产线。
4.批量生产阶段:在完成生产准备后,我们将开始批量生产。
在此阶段,我们将持续监控产品质量,并收集用户反馈以进行必要的改进。
四、适用范围便携式微型计算机适用于以下领域:1.商务:由于其小巧轻便的特性,便携式微型计算机适合商务人士在旅途中使用,便于随时随地处理工作事务。
2.教育:学生和教师可以利用便携式微型计算机进行学习和教学,无需携带沉重的电脑设备。
3.科研:科研人员可以利用便携式微型计算机进行野外研究和数据分析,提高工作效率。
4.娱乐:由于其强大的处理能力和长时间的续航能力,便携式微型计算机可以满足音乐播放、电影播放等娱乐需求。
五、创新要点1.高度集成:通过先进的集成电路技术,我们将所有的主要组件集成到一个微型电路板上,大大降低了设备的体积和重量。
2.长续航能力:采用高效的电源管理和节能技术,使得便携式微型计算机具有长时间的使用寿命。
微小移动机器人研究现状及关键技术_章亚男
Ξ 本研究为国家 863 计划资助项目 (863251229805216) 。
12
机电一体化 Mechatronics 2000 年第 4 期
基础技术 (前五年) 开发四个集成系统 (后五年) 。 的两个 。
在政府 、企业和大学的大力倡导下 ,微小型移
另外 ,其他一些工业先进国家也在微小型移
动机器人样机如雨后春笋 ,大量涌现 。如日本丰 动机器人的研究开发上取得了不少成果 。意大利
如果把基于牺牲层工艺的 MEMS 归入微型技 术 ,那么基于精密加工的微机械可以归入微小技术 范畴。而微小机器人一般指采用 (或部分采用) 牺 牲层技术或传统的精密加工技术而达到零件高集成 度或高密集度的具有操作或移动功能的小机器人 。
微小机器人与传统的大型机器人相比具有以 下特点 :
能够进入窄小的空间 中 进 行 检 测、维 护 等 作业 ;
在微小移动机器人上配备传感器后可以检测 被检表面的缺陷 ,并存储 、传递检测到的信号 。作 为机器人的感觉器官 ,传感器必须具备拾取信息 、 传递信息的功能 ,同时还必须满足尺寸小 、分辨率 高 、稳定性和可靠性好 、时间响应快等特点 。
视频探测器 (CCD 摄像头) 是符合上述特点的 传感器之一 ,并具有信息直观 、可以实现计算机辅 助检测等特性 。高级的图像系统由图像获取 、照 明 、图像接收显示 、图像处理等四部分组成 。图像 获取和照明部分随机器人移动 ,因此其外形尺寸 及重量必须适合搭载在机器人上 。图像接收和显 示部分主要提供由检测人员直接观测的手段 ,要 求图像清晰 ,因此 CCD 摄像头必须具有相对较大 的视场角或在摄像头前安装光学系统以扩大视场 角 ,并保证相对良好的像质 ,同时提供一定照度的 照明 。
作为微小型移动机器人重要组成部分的微驱 动器形成了以下几种主要形式 :电动机 (包括静电 型 、超 声 波 型 、电 磁 型 ) 、气 压 、形 状 记 忆 合 金 (SMA) 、电磁铁 、压电元件 、热膨胀等 ,表 2 为不同 类型驱动器的性能比较 。
微型机器人的设计与应用
微型机器人的设计与应用近年来,微型机器人进入了人类的视野,在科技创新领域得到了广泛的应用和推广。
微型机器人是一种小型化的机器人,其体积和重量十分微小,可以执行各种任务和动作。
微型机器人的设计和应用,具有重要的意义和价值。
一、微型机器人的设计微型机器人的设计需要同步兼顾机械学、电子学、计算机学和材料学等方面的知识。
微型机器人的结构一般分为传感器、动力系统、执行器和控制系统四大部分。
1. 传感器:微型机器人需要配备各种传感器,以便感知周围环境,获取位置信息、姿态信息和环境信息等。
如机械臂可以使用红外传感器、超声波传感器、摄像头等,进行识别操作。
2. 动力系统:微型机器人需要配备适当的动力系统,以保证其运动和执行任务的能力。
可以使用微型电动机,燃料电池或者电池。
3. 执行器:微型机器人需要配备不同类型的执行器,以便可以完成各种任务。
如手臂遥控铲子等。
4. 控制系统:微型机器人需要配置合适的控制系统,控制其运动、姿态和高度等。
可以使用微型处理器、信号减弱器等,进行精细控制。
二、微型机器人的应用微型机器人的应用十分广泛,包括医疗、工业、探测和作战等领域。
以下是几个典型的应用领域。
1. 医疗领域:微型机器人可以在人体内进行手术操作,避免了传统手术中的切割、疼痛和创伤等。
如微型机器人可以用于神经外科、心外科和小部位手术等领域。
2. 工业领域:微型机器人可以在狭小空间内执行特殊机械操作。
如微型机器人可以用于汽车、飞机等复杂机器的维修。
3. 探测领域:微型机器人可以应用于各种环境探测,如化学污染物、地震监测、火灾探测、防疫等。
如微型机器人可以在受污染的环境下完成精确探测,找到污染源。
4. 军事领域:微型机器人可以进行隐蔽侦察、地雷拆除和训练等。
如微型机器人可以用于敌后侦察和情报获取等任务中。
三、微型机器人的发展趋势微型机器人在目前不断发展,未来也会有更多的应用和推广。
以下是几项未来发展趋势。
1. 更小更强的机器人:未来的微型机器人将变得更小、更敏捷、更强大。
机器人的制作方法
机器人的制作方法要制作一个机器人,首先需要明确机器人的功能和用途。
然后,根据这些需求,选择合适的材料和零部件进行制作。
下面,我将介绍一下制作机器人的基本步骤和方法。
首先,确定机器人的功能和用途。
机器人可以用于各种不同的场合,比如家庭助手、工业生产、科学研究等。
不同的功能和用途需要不同的设计和制作方法,所以首先要确定机器人的具体需求。
其次,选择合适的材料和零部件。
机器人的制作需要用到各种材料和零部件,比如金属、塑料、电子元件等。
根据机器人的功能和用途,选择合适的材料和零部件非常重要,这将直接影响到机器人的性能和稳定性。
然后,进行机器人的结构设计。
机器人的结构设计包括机械结构和电子结构两部分。
机械结构包括机器人的外形和各个零部件之间的连接方式,而电子结构则包括机器人的控制系统和传感器系统等。
结构设计需要考虑到机器人的稳定性、灵活性和可操作性,所以需要进行充分的设计和计划。
接下来,进行机器人的组装和调试。
根据结构设计,将各个零部件组装在一起,并进行调试和测试。
这个过程需要非常仔细和耐心,因为机器人的每个零部件都需要精确的安装和调整,才能确保机器人的正常运行。
最后,进行机器人的程序编写和控制。
根据机器人的功能和用途,编写相应的程序,并将程序加载到机器人的控制系统中。
然后,进行控制系统的调试和测试,确保机器人能够按照预期的方式进行工作。
总之,制作机器人是一个复杂而又有趣的过程。
通过以上的步骤和方法,我们可以按照需求制作出各种不同功能的机器人,这些机器人可以在各个领域发挥重要作用。
希望这些方法对你有所帮助,也期待看到更多有趣的机器人问世。
微型机器人发展史
微型机器人发展史随着科技的快速发展,微型机器人作为一种新兴的智能设备,已经逐渐成为我们生活中的一部分。
微型机器人具有小巧灵活、功能多样的特点,可广泛应用于医疗、教育、军事等领域。
本文将为您介绍微型机器人的发展历程,探讨其在不同领域的应用现状和未来发展趋势。
一、起源与初期发展微型机器人的起源可追溯到上世纪60年代,当时科学家们开始探索微型机械的概念和原理。
随着微电子技术的发展,微型机器人的研究逐渐成为一个重要的领域。
上世纪80年代,第一代微型机器人问世,虽然体型较大,但已经具备一定的智能和操作能力,为后来的发展奠定了基础。
二、微型机器人的应用领域1. 医疗领域微型机器人在医疗领域具有广阔的应用前景。
例如,微型机器人可用于微创手术,通过微型手术机器人的灵活操作,医生能够进行更加精准的手术,减少手术创伤,提高手术成功率。
此外,微型机器人还可以用于药物输送、疾病检测等方面,成为医疗技术的重要辅助手段。
2. 教育领域微型机器人在教育领域也有着广泛的应用。
它能够通过与学生互动,培养他们的动手能力和创造力,提高他们对科学和技术的兴趣。
同时,微型机器人还可用作教学工具,用于模拟实验或展示科学原理,使教学更加生动有趣。
3. 军事领域微型机器人在军事领域的应用也逐渐增多。
微型机器人可以作为侦察工具,用于侦查和探测敌方地区,提供实时情报。
此外,微型机器人还可以用于地雷排除、无人机遥控等方面,提高军事作战的便利性和安全性。
三、微型机器人的发展挑战与前景展望尽管微型机器人在各个领域都取得了一定的应用进展,但仍然存在一些挑战需要克服。
首先,微型机器人的能源供应问题是一个关键的难题。
由于微型机器人体积小,传统的电池无法提供足够的能量供应,因此开发高效的微型机器人能源系统仍然是一个亟待解决的问题。
其次,微型机器人的智能控制技术需要不断改进。
由于空间有限,微型机器人的智能控制系统必须更加精细和稳定,以适应不同环境的应对需求。
此外,微型机器人的安全性问题也是人们关注的焦点。
生物体内微机器人的研究进展
生物体内微机器人的研究进展自从诺贝尔生理学和医学奖在2016年颁给三位科学家Catherine Drennan、Emmanuel Charpentier和Jennifer Doudna,以表彰他们对CRISPR基因编辑技术的发现和应用,使得基因编辑技术成为了生命科学领域的研究热点。
基本上,CRISPR的本质是一种允许将特定的RNA在细胞中引导CRISPR-Cas蛋白质切割和编辑基因序列的程序。
而这只是在生命科学领域中正在进行的技术进步之一。
最近,研究人员已经开始着手开发微型机器人,这些机器人可以在人体内执行各种任务,例如递送药物和其他生物分子、癌细胞检测和修复器官等。
微型机器人的用途由于微型机器人尺寸小,因此可以轻松穿越生物组织。
这使得它们成为治疗人类疾病的潜在工具。
它们可以直接通过血管进入人体内,然后按需交付药物或修复组织缺陷。
此外,微型机器人还可以通过检测身体内的问题区域来更好地了解和诊断疾病。
例如,二氧化碳等生物分子的测量可以提供对肺,肝脏和其他重要生物器官的详细了解。
同样,能够跟踪和检测身体内癌细胞的微型机器人可帮助更有效地治疗癌症。
总之,微型机器人正在成为医学界发展生物医学和治疗方案的关键。
已实现的微型机器人的应用洛桑联邦理工大学和芝加哥大学的研究人员开发的“纳米螺”。
这微型机器人利用螺旋结构以一种类似于细菌的方式移动。
在实验中,这些机器人能够在室温下以0.2微米/秒的速度模拟人体血管中的移动。
这项技术有望用于检测和诊断某些疾病。
杜克大学研究人员开发了一种蜜蜂形状的机器人,其目的是递送药物到病患器官中。
实验结果表明,这些机器人可递送化合物到小鼠器官中,并有效地治疗某些疾病。
此外,研究人员还研究了模拟胆囊和输尿管等人体器官的机器人。
有研究人员开发了一种纳米羊毛球一样的仿生机器人,使其在体内工作。
这些羊毛球大小的机器人模仿了白血细胞,具有类似滚动的移动方式。
它们还可以被用来悬浮在血液中,在体内器官之间进行递送。
微型移动机器人集群系统研究进展
的一个发展方 向[ 利用微机 电系统( MS 技术 , ME )
而研制 出的微 型移 动机 器人 ( coMo i o o, Mi bl R b t r e
收 稿 日期 :0 70—0 2 0~61
人的应用开辟 了更为广 阔的前景 , 如微尺度空间中 的环境探测 、 危险物清除、 机械和生物学中微小物体
关键 词 :微 型移动机 器人 ;集群智 能 ;自主性 ; 机 电 系统 微 中图分 类号 : 4 TP 2 2 文献标 识码 : A
Th a e o h ti e St t ft e Ar n Swar Sy t m sems o i r o l b t fM c o M bi Ro o s e
co mo i o o s s s e tc l , a ay e h u r n i su sa d i dc ts t e p o p cie r— r bl r b t y t ma ial e y n lz s t e c r e tman is e n n ia e h r s e tv e
Ab t c :To fcl a e a t ma i o ea in i ar w n n tu t r d e vr n e t , a t n - sr t a a it t u o tc p r t n n ro a d u sr cu e n i m n s u o o i o o mo smir bl o o s hg l e n e ,h we e ,i r cie u c omo i r b ti ih y d ma d d e o v r n p a tc ,mi it rz to fr b tdm e — na u iain o o o i n so i isd v lp n fid vd a itlie c fe c o o. Th sl i t nla sU oe po o in l t e eo me to n iiu l n el n eo a h r b t m g i i t i e d St m lyc — m ao o e ain a p o c e o i p o eg o a wa m n el e c famu t r b ts s e p r to p r a h st m r v lb ls r it lg n eo li o o y tm. I h s e t f i — n t e ap cso
微型机器人技术的创新与应用
微型机器人技术的创新与应用随着科技的不断发展,微型机器人技术已经成为了研究人员们极具前途和挑战的研究方向。
微型机器人是指一种尺寸非常小,可以在微观尺度下进行操作和运动的机器人。
与传统机器人相比,微型机器人具有更高的移动精度和更灵活的机器人操作,能够在非常狭小的空间中完成许多现有机器人难以完成的操作。
微型机器人的创新技术微型机器人技术的创新主要有以下几个方面:1.微纳加工技术:微纳加工技术是制造微型器件和微型机器人的核心技术之一。
微纳加工技术可以生产出高精度的微型结构,如微型筛子,微型开关等。
2.微型能量技术:微型机器人的能源问题一直是制约其应用的一大难题。
目前,基于微型发电、太阳能和压电等技术的微型能源装置正在不断发展。
3.微传感技术:微传感器是微型机器人最核心的组成部分之一。
通过微型传感器能够获取环境信息,并将这些信息传递到控制系统或其他设备中,实现微型机器人的高精度操控和定位。
4.机器视觉技术:机器视觉技术可以让微型机器人“看到”周围环境,从而更好地控制其行动。
利用机器视觉技术,我们能够给微型机器人提供更为丰富和精准的控制信息。
微型机器人的应用领域微型机器人技术具有广泛的应用前景,尤其在以下三个领域中表现尤为突出:1.医疗领域:微型机器人可以在人体内部进行操作和治疗。
基于微型机器人技术,可以研发出可进行微创手术的机器人,比如可以进行内镜手术的微型机器人。
此外,还可以利用微型机器人进行药物释放、细胞治疗等新型治疗方式的研究和开发。
2.环境监测领域:微型机器人可以在环境中进行监测和检测。
利用微型机器人可以在难以进入的环境中进行监测,如在核事故场所、煤矿井下等环境中进行监控和数据采集。
3.军事领域:在军事领域,微型机器人可以充当侦察和监测的角色。
例如,利用微型机器人可以进行情报采集、监控敌方动态等。
未来展望微型机器人技术目前仍处于发展初期,未来还有很多的创新和发展空间。
预计在未来,微型机器人将会更加智能、性能更加卓越,且可以在更广泛的领域中应用。
简易机器人制作方法
简易机器人制作方法
制作一个简易机器人的方法有多种,以下为一种简单的方法:
材料:
1. 一个空的饮料瓶
2. 两个小型电动振动马达
3. 两个小型齿轮
4. 一些线材
5. 一个电池盒
6. 一个开关
7. 一些纸板、胶带和胶水
步骤:
1. 首先将两个电动振动马达固定在饮料瓶的底部,以使它们平衡地旋转。
2. 使用胶带将齿轮固定在振动马达的轴上,并确保两个齿轮彼此咬合。
3. 在饮料瓶的一侧剪一个小口,将电池盒通过该口固定在饮料瓶上,并将电池连接到振动马达。
4. 在饮料瓶的另一侧剪一个小口,将开关通过该口固定在饮料瓶上,并将开关连接到电池和振动马达。
5. 制作机器人的身体部分,可以使用纸板制作一个简单的身体框架,然后用纸板制作头部和四肢,并使用胶水将它们固定在身体框架上。
6. 将头部部分固定在饮料瓶的顶部,并确保头部可以自由旋转。
7. 使用胶水将身体框架固定在饮料瓶的底部,以使机器人稳定地站立。
8. 根据需要,您可以为机器人设计和添加其他功能,例如眼睛、嘴巴等。
请注意,这只是一个简易机器人的基本制作方法,您可以根据自己的想法和兴趣进一步改进和定制机器人的功能和外观。
智能移动机器人的设计、制作与应用
智能移动机器人的设计、制作与应用
随着人工智能技术的不断发展,智能移动机器人已成为科技领域的一项重要研究和应用领域。
本文将介绍智能移动机器人的设计、制作与应用方面的内容。
在设计方面,本文将重点介绍机器人的结构设计、控制系统设计和传感器系统设计。
在结构设计方面,将介绍机器人的外形设计和材料选择;在控制系统设计方面,将介绍机器人的控制器、控制算法以及通信模块的设计;在传感器系统设计方面,将介绍机器人的视觉、声音、触觉等传感器的设计。
在制作方面,本文将重点介绍机器人的制作流程、制作工艺以及关键技术。
在制作流程方面,将介绍机器人的机械结构制作、电路设计制作、软件编程等制作流程;在制作工艺方面,将介绍机器人的加工、焊接、装配等工艺;在关键技术方面,将介绍机器人的运动控制技术、传感器数据处理技术等关键技术。
在应用方面,本文将介绍智能移动机器人在工业自动化、医疗卫生、教育和娱乐等方面的应用。
在工业自动化方面,智能移动机器人能够完成工厂生产线的自动化任务;在医疗卫生方面,智能移动机器人能够进行病房巡视、患者监测等工作;在教育和娱乐方面,智能移动机器人能够作为教育教学工具和娱乐产品。
总之,本文将全面介绍智能移动机器人的设计、制作与应用方面的内容,为读者提供一份全面了解智能移动机器人的指南。
- 1 -。
微小型移动机器人专利技术
1.3 微小型履带式移动机器人
由于轮式移动机器人在穿越障碍时存在结构性 的缺陷,因此轮式机器人受地形环境影响很大,所 以在劳动条件较差或地形条件较为复杂且需要速度 较快的机器人时,履带式移动机器人就成为首选。 这种机器人地形适应能力很强,动载荷小,设计紧 凑,具有较强的越障能力,可以穿越楼梯和较大的 障碍物,因此在大型船体、球罐、立罐、大型管道 等工件的焊接、除锈、喷漆、检测等工作中应用广 泛。但是履带式移动机器人的缺点是重量大,能耗 大。
IPC分类体系是目前最主要的专利分类体系,涵 盖了所有的专利技术。但是其对于机器人技术,尤 其是微小型移动机器人技术分类较宽,难以准确进 行定性分类。
而ECLA分类体系则是在IPC分类基础上的较为 具体准确的分类体系,其涵盖了欧洲主要发达国家 的专利技术。所以这里,主要依据IPC分类体系、 ECLA分类体系对涉及微小型移动机器人的专利技术 进行分类和检索。
按作业空间来分,可分为:陆地移动机器人、 水下机器人、无人飞机和空间机器人。
按整体尺寸来分,可分为:英寸级机器人、 厘米级机器人、毫米级机器人和微米级机器人等 类型。
在本文中将着重对按移动方式和按功能 用途分类的微小型移动机器人进行介绍。
(二)微小型移动机器人在专 利分类体系下的分类和原则
目前通行的专利分类体系有IPC(International Patent Classification)国际专利分类,ECLA( European Classification)欧洲专利分类,F-term 日本专利分类,UCLA美国专利分类。
CN1476962
上海交通大学于2003年申请的中 国专利记载了一种毫米级全方位 微型移动机器人,使其实现微型 轮式移动机器人在运行过程中, 特别适合在微小尺寸限制的条件 下实现无回转半径的高精度全方 位移动。 该毫米级全方位移动微型机器人,包括:复合驱动轮、传动 齿轮、中心齿轮和转向微驱动器,连接方式为:三个复合驱 动轮以转向微驱动器为中心,均匀分布在其周围,复合驱动 轮固定于传动齿轮,通过传动齿轮、中心齿轮与转向微驱动 器相连,转向微驱动器位于中心,与中心齿轮轴相连。复合 驱动轮又包括:主动轮、被动轮、传动齿轮轴、马达输出轴 和直线移动驱动器。
微纳米机器人制造方法
微纳米机器人制造方法引言:微纳米机器人是一种具有微米或纳米级尺寸的机器人,能够在微观尺度下执行各种任务。
制造微纳米机器人的方法涉及多个学科领域,包括纳米科学、材料科学、机械工程和生物学等。
本文将介绍一些常见的微纳米机器人制造方法。
一、自组装方法:自组装是制造微纳米机器人的一种常用方法。
通过设计具有特定形状和功能的纳米颗粒,利用其自身的相互作用力,在特定的条件下实现自组装。
这种方法可以高效地制造大量的微纳米机器人,并且具有较低的成本。
自组装方法的关键是设计合适的纳米颗粒结构和相互作用力的控制。
二、纳米压印方法:纳米压印是一种通过压印技术将纳米尺度的结构复制到材料表面的方法。
在纳米压印过程中,首先制备一个具有所需结构的模具,然后将模具与材料表面接触,并施加一定的压力。
通过这种方法可以制造出具有纳米级结构的微纳米机器人。
纳米压印方法具有高精度和高效率的特点。
三、DNA纳米技术:DNA纳米技术是一种利用DNA分子自身的特性制造微纳米机器人的方法。
通过设计合成具有特定序列的DNA分子,可以通过DNA 纳米技术将这些分子组装成所需的结构。
DNA分子之间的互补配对能够提供稳定的结合力,使得微纳米机器人具有较好的结构稳定性和可控性。
DNA纳米技术在制造微纳米机器人方面具有广阔的应用前景。
四、光刻技术:光刻技术是一种通过光照和化学反应将图案转移到材料表面的方法。
在微纳米机器人的制造中,可以利用光刻技术将所需的结构图案转移到光敏材料上,然后通过化学处理将图案转化为实际的微纳米机器人结构。
光刻技术具有高分辨率和高重复性的特点,适用于制造微纳米尺度的结构。
五、纳米粒子装配技术:纳米粒子装配技术是一种利用纳米粒子自身的性质进行装配的方法。
通过调控纳米粒子的大小、形状和表面性质,可以实现纳米粒子之间的自组装和有序排列。
利用纳米粒子装配技术可以制造出具有复杂结构和功能的微纳米机器人。
纳米粒子装配技术在制造微纳米机器人方面有着广泛的应用。
微型机器人的研究与应用
微型机器人的研究与应用微型机器人是一种功能完备、体积小巧、操作灵活、跨学科交叉的新型机器人。
它由机电系统、传感系统、控制系统和信息处理系统等组成,因此承载着智能制造、智慧医疗、军事侦察、生物探测等多个领域的希望。
本文将从微型机器人的功能、应用和发展前景三个方面探讨其最新技术和新的应用场景。
一、微型机器人的功能微型机器人因其体积小、重量轻,可以通过模仿昆虫、节肢动物等生物的动作原理,实现在狭小空间内的自由移动、驰骋,具有一系列独特的功能。
首先,由于微型机器人的小巧体型和中央处理器的分布,能够实现“智慧组装”。
这种方式将大规模的微机电元件组装(例如小电机、微型电子传感器、灵活连接片等)成一个完整的微型机器人,能够大幅降低在生产过程中的成本和能源消耗。
例如,在多哥国的某些乡村中,由美国“技术城市博物馆”展出的一种微型装置称之为“单泊托盘”,它是由一个小电机、一个电量感应传感器和两个滑翔枪管组成的可重复利用的无人驾驶供货车,将这些零件和传感器共同组装在一个轻便的异形实体中,能够使其在天空与地面之间的流畅转换中保持平衡。
其次,微型机器人有着非常灵活的“运动学方式”,可以在多种复杂的环境中执行任务,为难以生存、探查的场景提供了可能。
以针对公共交通安保的“警用飞行车”为例,其采用了四体旋翼架构,能够快速适应各种环境下的飞行挑战;而通过对人体手部姿态检测进行实时分析的手部跟踪式微型机器人,更是实现了理想中的人机交互,并在医疗、辅助生活和安全防护等领域发挥了重要作用。
最后,微型机器人还具备些微缩型化的“多功能支持”,能够通过各种便携电源为包括无线通信模块、灯光模块和图像识别模块等在内的繁多模块提供支持,包括作为远程控制手柄、机器人拍摄器、无人值守监控器等功能,提升了任务完成的效率。
二、微型机器人的应用微型机器人由于其独特的功能,可以应用到实现自主化的生产过程中,实现物流运输,自动检测化学毒剂、风险管控、生物探测等多个领域,包括智能制造、智慧医疗、智慧农业、公共安全、科学考古和太空探索等多领域。
机器人的制作方法步骤
机器人的制作方法步骤机器人的制作方法可以分为以下几个步骤,通过这些步骤,你可以制作出一个简单的机器人模型,让它动起来。
第一步,确定机器人的功能和设计。
在制作机器人之前,首先要确定机器人的功能和设计。
你可以考虑机器人的用途,比如是用来做家务助手,还是用来进行娱乐互动等。
同时,你还需要设计机器人的外形,包括大小、形状、颜色等方面的设计。
第二步,选择合适的材料和零部件。
根据机器人的功能和设计,选择合适的材料和零部件。
比如,如果你要制作一个可以移动的机器人,你就需要选择轮子、电机等零部件。
此外,你还需要选择适合的外壳材料,比如塑料、金属等。
第三步,组装机器人的框架。
根据设计图纸,组装机器人的框架。
这包括安装电机、传感器等零部件,同时搭建机器人的外形。
在这一步,需要确保零部件的安装位置和连接方式是准确的,这对机器人后续的功能实现至关重要。
第四步,安装控制系统。
安装机器人的控制系统,这包括主控板、传感器、电路等。
控制系统是机器人的大脑,它可以接收指令,控制机器人的动作和行为。
在这一步,需要确保控制系统的连接正确,同时进行简单的程序编写。
第五步,调试和测试。
完成机器人的组装后,进行调试和测试。
这包括检查各个零部件的工作状态,测试机器人的基本功能,比如移动、感应等。
如果发现问题,及时进行调整和修正,确保机器人的正常运行。
第六步,优化和改进。
根据测试结果,对机器人进行优化和改进。
比如增加新的功能模块,改进机器人的外形设计,提高机器人的性能等。
通过不断的优化和改进,使机器人更加完善。
通过以上步骤,你可以制作出一个简单的机器人模型。
当然,如果你想制作更复杂的机器人,还需要更多的知识和技能。
希望这些步骤对你有所帮助,祝你制作机器人顺利!。
科技四年级学习简单的机器人制作与控制
科技四年级学习简单的机器人制作与控制科技是现代社会发展的重要推动力之一。
机器人作为科技领域的重要组成部分,正逐渐走进人们的生活。
那么,在科技四年级学习中,学生可以开始接触简单的机器人制作与控制。
通过这个过程,他们可以培养创造力、动手能力和解决问题的能力。
在本文中,我们将介绍一些适合四年级学生学习的简单机器人项目,并提供制作与控制的基本方法。
第一节:材料准备在制作机器人之前,我们需要准备一些基础材料。
这些材料包括:小型电动马达、电源线、面包板、电池盒、开关、导线、轮子、纸板等等。
通过这些材料的组合和运用,我们可以制作出简单的机器人。
第二节:机器人搭建首先,我们需要将电动马达插入面包板中,并固定好。
接着,我们将电源线连接到电池盒,并将电池盒和开关固定在机器人体上。
然后,我们将轮子安装在电动马达的两侧。
最后,我们可以使用纸板等材料,为机器人制作一个简单的外壳,让它更像一个真正的机器人。
经过这些步骤,一个简单的机器人的基本结构就完成了。
第三节:机器人控制为了控制机器人的运动,我们可以使用编程控制。
对于四年级学生来说,Scratch是一个很好的编程工具。
Scratch是一种基于图形化编程的工具,非常适合初学者学习编程。
通过将编程块拖拽到编程界面上,并设置不同的参数,我们可以实现对机器人的简单控制。
第四节:编写控制程序在使用Scratch编写控制程序之前,我们需要了解一些基本的编程概念,比如循环、条件、传感器等。
通过将这些概念应用到机器人的控制中,我们可以实现一些有趣的功能。
例如,我们可以编写一个程序让机器人按照指定的路径移动,或者根据遇到的障碍物进行相应的反应。
第五节:学习进阶一旦掌握了基本的机器人制作和控制,学生们可以开始尝试更复杂的项目。
例如,他们可以通过添加传感器,使机器人能够感知环境并做出相应的反应。
此外,他们还可以学习如何使用不同的编程工具来编写更高级的控制程序。
这些进阶的学习将进一步培养学生的创造力和解决问题的能力。
微型机器人制作方法
如何制作微型机器人
微型机器人制作是一个创新而有趣的科技活动。
下面是一些步骤可以帮助你制作自己的微型机器人。
步骤1. 准备硬件和材料
首先,需要一些基础的电子元件和工具,如电池、电机、细金属线等。
可以在电子元件店购买这些物品。
另外,需要一些废旧的玩具和塑料材料作为机器人外壳。
步骤2. 组装机器人电路
使用万用表等工具,在获得的电子元件上连接正确的电线。
然后将电线连接到电池和电机上,组成机器人的基本电路。
步骤3. 制作机器人外壳
使用废旧的玩具和塑料材料,按照个人创意设计机器人的形状和尺寸。
最终可以制作出一个简单而有趣的机器人外壳。
步骤4. 安装电路到外壳中
将组装好的电路安装进机器人的外壳内部。
需要注意电路与外壳之间的安全和合适的固定方式。
步骤5. 测试机器人的功能
连接电池和电机,测试机器人的功能和动作是否符合预期。
需要不断调整细节,确保机器人的运动和外观都准确无误。
通过以上步骤,您可以制作出一个自己的微型机器人。
让我们用科技创造更多有趣的体验吧!。
简易机器人制作
简易机器人制作在科技飞速发展的今天,机器人不再是遥不可及的高科技产物,我们普通人也可以尝试制作简易机器人,感受科技的魅力。
接下来,就让我带你走进简易机器人制作的奇妙世界。
首先,我们需要明确制作简易机器人的目标和用途。
是想要一个能自动巡逻的小卫士,还是一个能陪你玩耍的小伙伴?明确目标后,就可以开始准备材料啦。
常见的材料有:小型电机、电池盒、电线、开关、各种板材(如木板、塑料板)、螺丝螺母、传感器(如光敏传感器、声音传感器等)、轮子,还有一些简单的电子元件,如电阻、电容等。
工具方面,需要准备电钻、螺丝刀、剪刀、焊接工具等。
有了材料和工具,接下来就是设计机器人的结构了。
这就像是给机器人搭建一个“身体”。
如果要制作一个能行走的机器人,可以考虑用木板搭建一个长方形的底座,然后在底座两侧安装轮子,通过电机驱动轮子转动。
如果想要机器人更稳定,可以增加支撑脚或者调整轮子的位置。
结构设计好后,就轮到电路部分了。
这可是机器人的“大脑”和“神经系统”。
将电池盒与电机通过电线连接,中间加上开关,这样就能控制电机的启动和停止。
如果使用了传感器,还需要根据传感器的类型和说明书,将其正确地连接到电路中。
比如光敏传感器,可以根据光线的强弱来控制电机的转速,从而实现机器人在不同光照条件下的行动变化。
在组装过程中,一定要注意各个部件的安装位置和固定方式。
螺丝要拧紧,电线连接要牢固,避免在运行过程中出现松动或短路的情况。
而且,要合理布局电路和部件,让机器人看起来整洁美观,同时也便于后期的维护和调整。
当机器人的硬件部分组装完成后,就可以进行编程了。
对于简易机器人,我们可以使用一些简单的编程工具和语言,比如 Arduino 开发板和其对应的编程语言。
通过编写程序,我们可以告诉机器人什么时候前进、后退、转弯,以及如何响应传感器的信号。
编程完成后,将程序上传到机器人的控制板中,然后就可以进行测试啦。
在测试过程中,要仔细观察机器人的运行情况,看看是否按照我们的预期行动。
微型机器人
微型机器人的发展与展望摘要:微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。
本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。
关键词:微型机器人; 关键技术;应用**前言机器人技术是一门快速发展的高新技术,在许多领域得到了日益广泛的应用,并对人类社会产生着日益重大的影响。
微型机器人(Micro-Robotics)是指集成了微型作业工具、各种微小型传感器,具有通用编程能力的小型移动机构。
微型机器人是利用IC(集成电路)微细加工技术,将驱动器和传动装置、传感器、控制器、电源等集成在一起的功能完备的MEMS系统。
MEMS技术可将机器人系统的尺寸缩小到几毫米甚至几百微米,这种微型化的趋势经逐渐成为机器人发展领域的一个重要方向。
微型机器人的研究方向可以归纳为三个方面:微操作机器人技术,微定位机器人技术和微型机器人技术。
微型机器人结构尺寸微小,器件精密,可进行微细操作,具有小惯性、快速响应、高谐振频率、高附加值等特点。
然而,微型机器人并不是简单意义上普通机器人的微小化,微型机器人一般集成有传感、控制、执行和能量单元,是机械、电子、材料、控制、计算机和生物医学等多学科技术的交叉融合。
微型机器人的研究,是一个新颖又具有重大实际意义和挑战性的课题。
该技术有利于实现真正意义上的微小系统,充分展示了微小系统的巨大魅力;而且建立微型机器人需要更为微小的驱动器、执行器、传感器、处理器等,由此展开的对微型机器人本体加工和微部件的研制,将有利于实现更高意义上的微系统集成,推动MEM S技术继续前进。
1 微型机器人的发展概况近年来,采用MEMS技术的微型卫星、微型飞行器和能进入狭窄空间的微型机器人展示了诱人的应用前景和军民两用的战略意义。
机器人智能制造研发项目计划书
机器人智能制造研发项目计划书一、项目背景随着科技的飞速发展,制造业正面临着前所未有的变革。
传统的制造模式已经难以满足市场对产品多样化、高品质和快速交付的需求。
机器人智能制造作为一种创新的生产方式,能够有效地提高生产效率、降低成本、提升产品质量,并增强企业的竞争力。
因此,开展机器人智能制造研发项目具有重要的战略意义和现实价值。
二、项目目标1、开发一套具有高度自主性和智能化的机器人制造系统,能够实现多品种、小批量产品的高效生产。
2、提高生产过程的精度和稳定性,确保产品质量符合严格的行业标准。
3、降低生产成本,通过优化生产流程和资源配置,提高生产效率,减少人力投入和原材料浪费。
4、增强企业在智能制造领域的技术实力和创新能力,为未来的发展奠定坚实的基础。
三、项目团队项目负责人:_____核心成员:_____、_____、_____、_____团队成员具备丰富的机械工程、电气工程、计算机科学、自动化控制等领域的专业知识和实践经验,能够确保项目的顺利进行。
四、项目内容1、机器人本体设计与制造研究和设计适合不同生产场景的机器人结构,包括机械臂、移动平台等。
选用高性能的材料和先进的制造工艺,确保机器人的强度、精度和可靠性。
2、智能控制系统开发开发基于人工智能和机器学习的控制算法,使机器人能够自主感知环境、规划路径和执行任务。
实现机器人与生产设备、传感器等的无缝集成,构建高效的智能制造系统。
3、视觉识别与检测技术研究基于机器视觉的产品检测和质量控制方法,能够快速准确地识别缺陷和瑕疵。
利用视觉技术实现对原材料、零部件的自动识别和分类,提高生产的自动化水平。
4、生产流程优化与仿真对现有生产流程进行深入分析,找出瓶颈和问题点,进行优化改进。
利用仿真技术对新的生产流程和布局进行模拟验证,确保方案的可行性和有效性。
5、数据采集与分析建立全面的数据采集系统,实时获取生产过程中的各类数据,如设备状态、生产进度、质量参数等。
运用数据分析技术挖掘数据中的潜在价值,为生产决策提供科学依据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
路的微型化!微型系统整体可靠性!微传感器及电磁型超微马达的研制成功 为微型机器人系
统的研究奠定了坚实的基础
微型机器人的主要结构与宏观机器人基本相同 主要包含机械本体!传感器!执行器!信息
处理和控制电路等几个主要部分 在实际应用技术中 基于微电子的技术已能满足微型机器人
的设计需要 微型机器人设计和制作的主要困难体现在其机械本体机构和驱动器的微型化!智
能控制策略在微型机器人上的实现
本文主要论述了微型机器人的设计和制作 它是微型机器人系统的关键部件之一 其性能
的优劣直接影响微型机器人系统的总体品质 核心是直径
电磁型超微马达的设计 创新
的设计使该马达能产生足够的牵引力驱动微机器人的同时 具有灵活的可控性
本文第一部分论述了微型机器人驱动器) ) 微型马达的设计和制作 第二部分分析了微
2
≤
İ
2×
÷2
Ινφορμ ατιον Στοραγ ε Ρ εσεαρχη Χεντερ Σηανγ ηαι ϑιαοτονγ Υ νιϖερσιτψ Σηανγ ηαι
Αβστραχτ × ×√
√ ∏∏
∏ ×
∏
√
≅
≅
×
∏
√ ∏∏
∏
¸
∏
×
∏∏
Κ εψωορδσ
作者简介
李振波 张琛
2
2 男 博士研究生 研究领域 智能控制和微电子机械系统的研究 2 男 研究领域 微型马达 微电子机械系统的研究
出力矩 该马达的设计创新还在于其控制上可以在不同的阶段采用同步电机和步进电机两种控制方
式 微型机器人的控制器通过超细直径的柔性导线与机械结构相连 创新的结构设计使得机器人的转
弯半径非常小 将导线连接的影响降至极小 通过算法可以控制该机器人前进!后退!灵活转弯 本文
详细论述了该微机器人的设计!制作!结构部件和性能
的基本特性设计了机器人的本体结构如图 所示
个微马达共同驱动微型机器人 其中两个主驱动微马达步调一致 每个微马达输出轴直
接与两个直径为
的主动轮相连 提供直线移动所需驱动力 因为该马达的调速范围比
很大 可以在 ∗
内通过采用不同的控制方法灵活调速 并且输出足够大的力矩 可
以满足微型机器人低速和高速移动的要求 为使微型机器人转弯灵活 减小其转弯半径 在机
第 卷第 期
李振波等 微型全方位移动机器人的研制
加工的马达体积可以在一个立方毫米以下!甚至更小 但其工作寿命太短 不符合实际应用的 要求 传统的加工技术可使马达寿命更长 却无法使其尺寸减小到毫米级 而采用 ∞ ≥ 技术 和传统技术相结合的工艺可使微马达既具有毫米级的尺寸又有足够长的工作寿命 同时具有
构中设计一专用微马达提供转弯力矩 该微马达通过减速齿轮与上述两主驱动微马达相连 见
图 转弯微马达的两边有与主动轮初始方向相垂直的两个直径为
的被动轮 当机器人
转 度时 保证其稳态前进
微马达的定子为多层绕组 经过微细加工技术转子来完成 转子为高磁性能的材料均匀的
写上 个磁极 这种微小磁极的写入装置是自行研制的 轴!轴承!外壳经过精密制造技术完
∏ ∏
√
表明 随着气隙厚度的增加 多极永磁转子在马达气隙中的磁通密度会不断地衰减 因此 在设
计中要根据超微马达具体的性能指标综合考虑定子绕组的层数! 每层厚度及磁通密度之间的 关系
2 3 微型马达的参数设计 确定设计目标后 超微马达的简化数学模型如下
μν
Τ Ε Ε Β ιΙΛϕρΓ ιϕ
机器人
年月
Π热 Ι Ρ
型机器人的控制性能 第三部分是微机器人的制作 第四部分是实验与结论
2 微型马达
2 1 微型马达的类型 微型马达是微型机器人的核心部件 在微型机器人系统中 评价微马达的指标主要有 体
积大小和性能优劣 决定体积大小的主要因素是设计思想和加工技术 全部采用 ∞ ≥ 技术
Ξ 基金项目 国家 计划重点资助项目 2 2 收稿日期
图 微型移动机器人示意图
器人快速移动时 将微马达看作是同步马达控制 而需要微型机器人定位时 则采用步进电极
的控制方法 定位精度取决于步进角的精度 控制电路如图 所示
微处理器产生输出信号经过脉冲分配
器来控制微马达的转动 控制信号经过功
率放大后送入微马达驱动机器人移动 微
型机器人的控制中设计一个计数器来标识
动器 记忆合金马达有响应慢的严重不足 气动马达所需的空气供给管的刚性抑制微型机器人
的灵活控制 电磁型马达利用通电导体在磁场中受力而获得驱动力 具有输出力矩大 运行寿
命长 转换效率高 转速可调范围大 转向可逆等优点 是微型机器人驱动器的首选器件之一
因此 本设计采用
电磁型微马达作为微型机器人的驱动器
2 2 微型马达的总体结构及磁路设计 为了便于应用微细加工技术和增大马
同时 定子绕阻的电阻值也随着增加 马达的热耗就增大 同时随着层数 μ 的增加 气隙增加
磁通密度将随之减小 要获得小的热耗 可以通过减小定子线圈的匝数!层数 或增加线圈的高
度 随之而来的是马达的输出力矩将减小 因此如何解决目标函数的相互制约和限制 合理选
择马达的参数 设计出符合实际具体应用的高性能超微马达
如微型工厂!生物医学 内具有美好的应用前景
机器人
参考文献
张琛 直径只有
的电磁型微马达 机器人技术与应用
张琛 电磁型微马达的发展趋势和我们的对策 微特电机
×
ƒ∏ ∏
ĸ
∞
×
ƒ
∏
3
ƒ
≥∏
∏
∏
26 ≤∏
年月
ƒ∏ ∏ ∞∞∞ ≥
∏
≥
Δ Ε ς Ε ΛΟΠΜ Ε ΝΤ ΟΦ Μ ΙΧΡ ΟΡ ΟΒΟΤ Ω ΙΤΗ Α Μ Μ Ε ΛΕ ΧΤΡ ΟΜ ΑΓ ΝΕ ΤΙΧ Μ ΙΧΡ ΟΜ ΟΤΟΡ
范围内调节 可平稳
的前进!后退和灵活的转弯 转弯半径可忽略不计
本文论述了 毫米电磁型微马达的设计!加工及其在微型机器人驱动器上的应用 该马达
具有结构独特!输出力矩大!转速可调!转向可变!控制简单!能量转换效率高等特点 实验证明
应用该马达的微型机器人具有体积微小!速度可调!控制简单!运动灵活的特点 在许多领域
ห้องสมุดไป่ตู้
关键词 微型机器人 微型马达 全方位
中图分类号 × °
文献标识码
1 引言
微型机器人是当今机器人技术的一个重要发展方向 在许多领域 如生物医学!工业检测
及国防军工等 内具有美好的应用前景 但目前除了少数的简单实际应用外 微型机器人大多
处于实验研究阶段 近年来 微电子机械系统及其相关技术的飞速发展 如信息处理和控制电
马达单相绕组的阻值 Θ为铜的导电系数 λι 为单相绕组中的单匝线圈的长度 Σ 为绕组中导线
的截面积 β 为绕组中导线的的宽度 η 为绕组中导线的的高度 Ε 为微马达中由单相绕组产生
的反电动势 Ν 为微马达的转速
从上面的公式中可以看出 马达的输出力矩 Τ 和热耗 Π热 是一对相互矛盾的设计目标 要
获得大的输出力矩 可以增加定子线圈的层数 μ 或增加线圈的匝数 ν 但在增加这两个参数的
针对上述超微马达设计中的主要问题 采用遗传算法来获得微型机器人系统的超微马达
最优参数 经过测试 该马达的主要特征和工作性能如表 所示
转子直径
表 1 电磁型 2μ μ 超微马达的特征和性能
外形尺寸 最高转速 输出力矩
重量
调速范围
3 微型机器人的设计和制作
微型机器人必须具备的基本性能是灵活!稳定的移动性能 通过结合 毫米电磁型微马达
达输出力矩 电磁型超微马达在结构设计
上采用双定子单转子多层结构 参见图
磁路设计采用轴向磁通 定子绕组设计
成平面型!无槽式!多层集中绕组 定转子 上下分布 以增大定转子的间隙面积 提高
转换效率 转子采用高磁性能的多极永久
磁钢 其作用是在马达的间隙中产生足够
大的磁通密度 以提高马达的驱动力矩
气隙磁通是马达设计中的一个重要参
获得驱动力 它没有绕组和磁性元件 具有结构简单!重量轻!单位体积获得的力矩大!响应速 度快和没有电磁噪声等优点 但其转换效率低!转速范围小 ∗ Ù 目前体积尚只能做 到厘米级 静电型马达是利用电场和电荷之间作用力的一种马达 由于任何细小微粒!薄片都 有静电存在 利用这一原理可以制成很小的马达 但其输出力矩很小 应用于微型机器人的驱
数 加大气隙磁通密度在超微马达设计中 显得尤为重要 根据超微马达的结构特点
图 电磁型超微马达的结构
超微马达的气隙应包含两大部分 一部分为通常所指的定转子之间的气隙 另一部分为定子绕
组所占据的空间 为了提高输出力矩和减少功耗 超微马达的定子绕组往往设计成多层 并且
每层均设计的很厚 这导致超微马达绕组所占据的空间高度往往大于定转子之间的气隙 研究
成
第 卷第 期
李振波等 微型全方位移动机器人的研制
微型机器人的本体! 车轮是有复合材料经 精密加工制成 为增大主动轮与工作台面之间 的摩擦 为主动轮安装上锥形圆盘状/ 轮胎0 微 型机器人的能量供给则是通过一束直径 微 米的黄金导线来传递的 使微型机器人机械本 体和控制单元之间/ 无刚性连接0 对机器人控 制的影响减到最小
μν
Ρ Ε Ε ΘλιÙΣ ϕι
Σ βη
Ε
Ε Ε μ ν Β ι ΠΝ ρΛϕ
ιϕ
其中 Τ 为微马达单相绕组的输出力矩 μ 为微马达的定子层数 ν 为微马达的绕组匝数
Ι 为额定电流 Βι 为第 ι 层的磁通密度 Λϕ 为单个绕组中单匝线圈在磁场中的平均有效长度 ρ 为绕组相对于定子中心的平均半径 Γ 为折中系数 Π热 为微马达内部单相绕组的热耗 Ρ 为微
第 卷第 期 年月