【摘 要】
:
随着对微小空间内进行精密操作需求的日益增加,微机器人在微创诊疗、微纳制造等领域上的应用前景日益凸显,广泛的需求激励了其快速的发展。尽管先进的微纳加工技术促进了多种
论文部分内容阅读
随着对微小空间内进行精密操作需求的日益增加,微机器人在微创诊疗、微纳制造等领域上的应用前景日益凸显,广泛的需求激励了其快速的发展。尽管先进的微纳加工技术促进了多种构型的微机器人的进展,但受限于材料的加工特性,微机器人的材料构成与制备仍然较为单一,因此研究多模式的制备方案具有重要意义。本文提出一种基于双层膜的磁性微机器人的制备方法,可在双层膜的基础上同时制备柔性鞭毛微机器人和螺旋推进微机器人,分别使用均匀振荡磁场和均匀旋转磁场驱动,并在搭建的磁场驱动系统中进行驱动实验研究。在螺旋形微机器人的制备方案中,提出了由磁性层和无磁性层组成的双层膜结构,通过无磁性层的预应变诱导双层膜发生自卷曲,对双层膜实施相应的切割方案可得到螺旋形结构,并研究了制备方案对螺旋形参数的影响规律。通过探索多模式的预应变方案,可得到多种自卷曲结构,并可在螺旋结构上集成容器结构。通过对双层膜结构的延伸使用,并施加相应的切割方案,制备了由磁性头部和无磁性尾部组成的柔性鞭毛微机器人。根据制备的微机器人的驱动类型,搭建了均匀磁场驱动系统。通过理论计算完成线圈的参数设计,并完成了两轴亥姆霍兹线圈的制作。通过构建线圈的激励模块并在上位机程序中集成旋转磁场和振荡磁场的生成算法,可产生实时可控的激励电流,使得线圈系统能够产生实验所需的驱动磁场。在线圈磁场的检测中,通过使用线性霍尔传感器完成交变磁场的精确测量,验证了驱动磁场能够满足实验要求。在水介质中,对不同参数的螺旋形微机器人在旋转磁场中进行驱动,研究其频率响应特性,并分析螺旋形的参数与游动的关系。为了研究介质粘度对微机器人游动能力的影响,在不同浓度的甘油溶液中执行了驱动实验。由于带容器的螺旋结构具有运载能力,因此探究了磁化特性对游动稳定性的影响,论证了径向磁化对游动稳定性的积极作用。通过施加均匀振荡磁场,对柔性鞭毛微机器人在水中执行驱动实验,并建立其振荡的动力学模型,研究其在水中的振荡特性。本文所研究的微机器人的运动都是基于磁力矩驱动的方式,通过研究其频率响应特性,论证了失步的机制。
其他文献
腿式移动机器人是通过足端支撑点的交替变化实现移动功能的。这样的移动方式使得腿式移动机器人能够很好地适应崎岖地形,并能够攀越一定高度的障碍物。其中四足移动机器人有比双足移动机器人更强的承载能力、更好的平稳性,有比六足等多足移动机器人更大的腿部移动空间、更小的机构冗余性和复杂度。因此,四足移动机器人一直是国际上移动机器人领域的研究热点之一。本文设计了一种基于并联机构的四足移动机器人。四个结构相同的机械
党的十八届五中全会提出把“共享”作为五大发展理念之一,是对经济社会发展理念的创新,也是新形势下推动社会经济发展的基本遵循和重要指南。发展理念是发展实践的理论导向,有什么样的发展理念就有什么样的发展道路、发展范式。共享发展理念与高校思想政治教育结合,既是共享发展理念落实、落细的重要举措,又是实现高校思想政治教育创新的必然要求。因此,我们要正确挖掘并善用共享发展理念,使之与高校思想政治教育紧密结合,开
竞赛图作为有向图中特殊的一类图,自然成为研究与有向图相关问题的重要对象之一.随着局部半完全有向图的概念和全面分类的提出(特别地,无2-圈的局部半完全有向图是局部竞赛图),作为竞赛图的推广图,局部竞赛图成为继竞赛图之后的重点研究对象之一.在竞赛图中已经解决的问题,研究者往往会在局部竞赛图中继续探究.圈和二次邻域问题一直是图论学者们研究的重点,本文将在局部竞赛图中继续研究竞赛图中已经被解决的一些关于圈
目的:本实验以油酸(OA)胶束与鸡蛋清溶菌酶(HEWL)为模拟分子,解析淀粉样蛋白的聚集机制,并比较不同浓度OA胶束以及OAHEWL聚合体对SH-SY5Y细胞和神经干细胞(NSCs)的生物学效应,初步探讨OA胶束对淀粉样蛋白斑块形成的影响,进一步提高对阿尔兹海默症(AD)病理机制的认识。方法:为了保持OA胶束构象,所有样品都在800 rpm、pH 2.3和57℃条件下持续摇动;实验运用原子力显微镜
纤维素作为可再生的生物质能源,热解生成的小分子化合物可用性较强。近几年以来,纤维素热解和脱水反应机理成为理论研究的热点之一。本论文中,我们主要围绕纤维素的老化脱水
近年来,全球机器人行业发展迅速,机器人市场稳步扩展,机器人种类呈现多元化。然而,各大机器人厂商在技术层面存在较大差异,应用的机器人性能测试装置也参差不齐。因此,对机器人性能测试装置进行研究和分析,对机器人行业的发展有着重要意义。本课题基于测试系统的工作原理,从多自由度、位置解分析便捷和工作范围大的角度出发,对并联机构的支链特性和组合方式、主流的测试方法和测试工具特点进行分析,构型出一种新型3SPR
表面等离子体共振(SPR)是一种利用光学倏逝波与金属表面等离子体波(SPW)达到共振,来确定金属层与介质层(分析物)界面的折射率变化的光学现象。由于SPR传感器对环境折射率的变化十分敏感,具有响应速度快、抗电磁干扰能力强、集成性好、体积小等特点,在环境水质监察、疾病防控等方面被广泛应用。光纤型SPR传感器系统其独特的优势在于能够改变光纤探针的几何形状,并且具有制备成本低、可远程检测、可重复使用及回
在超高温环境下,温度压力测量对于航天航空飞行器和发动机的参数健康监测有着重要意义,HTCC基LC温压集成传感器面向高温高压环境设计而成,本课题组前期设计的双LC温压集成传感器可以工作在1100℃,压力范围为70120kPa。但温度与压力信号存在非线性问题,所以只能用查表法解算温度和压力;在高温下读取线圈被氧化,实验不可重复测量。传感器的后端测量系统依赖网络分析仪,阻碍传感器的工程应用。为了改善以上
川西坳陷是我国非常规油气藏主要富集的区域,其致密砂岩气资源量巨大,具有重要的勘探开发价值。川西坳陷经历了十分复杂的构造运动和沉积演化,导致储层非均质性极强,储层微观
当前,面对我国人口红利不断消失、自然资源日渐枯竭、生态环境不断恶化,如何转换经济增长动力、跨越中等收入陷阱、引领我国经济健康发展成为学界和政府关注的焦点。以创新驱动发展的战略性新兴产业成为经济转型的一个突破口,在政府不断地给予政策扶持下,战略性新兴产业带动GDP增长已经超过一个百分点,拉动经济增长的动能强劲。学术界对战略性新兴产业的发展问题已经有了一些研究,主要有两个方面,一是研究财政政策对产业创