随着MEMS技术发展,对高精密微操作机器人的需要越来越大.采用微小型机器人作为微操作机器人的基本构成单元,来构建面向MEMS精密作业的微小型机器人系统,通过增减微小型机器人的数量来控制微操作机器人的规模及功能,针对不同的任务,快速开发新的精密作业系统,并具有体积小,可在狭窄的空间内进行操作的优点.该课题来源于863项目——基于MEMS的为小型移动机器人系统及其示范应用的研究.该项目研制面向MEMS精密作业的微小型机器人样机,以微小轴孔零件的装配作为示范应用,从而带动微小型机器人用于MEMS精密作业的通用关键技术的研究.实验中的微小型机器人本体由移动定位单元和微操作单元及微夹持器三部分组成,尺寸在立方分米范围内,移动定位单元采用宏/微结合的驱动方式,宏动为轮式驱动,实现快速大范围定位,微动由压电陶瓷驱动,采用尺蠖蠕动原理,可实现纳米级分辨率.在该课题中,将蓝牙无线通信技术应用到机器人与上位机的数据通信,解脱了机器人的数据线缆的束缚,使机器人具有更广泛的工作空间.设计了一种基于进程间通信的上位机控制程序,用于视觉处理的图像处理进程,用于机器人控制决策的控制进程,两进程间彼此既相互独立,又能协调工作,实现对机器人的控制.基于微小型机器人的本体设计,对机器人的宏动特性进行了分析,依据分析结果,进一步对机器人的路径规划进行了研究.将机器人路径规划问题划分为机器人的静态避障和动态避障问题,分别应用最短切线法和切线法作为静态避障、动态避障策略.以微小型机器人实物为实验对象,进行了单个机器人的静态避障及多机器人动态避障实验,以达到对蓝牙通信应用、多进程控制程序、路径规划等内容的验证目的.该文通过对机器人上端控制部分的研究,对机器人微操作提供了可以借鉴的理论与实践经验,推进了微操作机器人的系统研究,必将在微观领域得到更加广阔的应用.