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“红色文化节” ——主题征文 题目:从甲午战争到中国梦 专业:轻化工程 姓名:某某某 学号:1111111 联系电话: 从甲午之战到中国梦 今年是甲午年,也是中日甲午战争120周年。永远让中国人难以忘怀的1894.8.1这个耻辱日——丰臣秀吉率领的日…
第2 8卷 Vo. 8 12 第 3期 四川教育学 院学报 J OURNAL O I HUAN CO L E OF ED FSC L EG UCA I T ON 21 0 2年 3月 Ma. 0 2 r2 1 连 续 型 幂 律 分 布 的参 数 估…
接密集的三维硅片结构,也可由微型机器人帮助加工??在未来社会里,微机器人的应用将十分广泛,微机器人技术也将无所不在。
微机器人技术是多学科交叉的结晶。微机器人作为人们探索微观世界的技术装备,在微机械零件装配、MEMS的组装和封装、生物工程、微外科手术、光纤耦合作业、超精密加工及测量等方面具有广阔的应用前景和研究价值。微机器人的研究方向包括纳米级微驱动机器人、微操作机器人和微小型机器人。纳米微驱动机器人是指机器人的运动位移在几微米和几百微米的范围内;微操作机器人是指对微小物体的整体或部分进行精度在微米或亚微米级的操作和处理;微小型机器人体积小、耗能低,能进入一般机械系统无法进入的狭窄作业空间,方便地进行精细操作。
1.1 微型机器人出现的基础——微机电系统(MEMS)和微驱动器
微型机器人出现是和微机电系统的发展是分不开的,可以说,微型机器人就是可编程通用的微型机电系统工程。微机电系统的20世纪80年代后期随着大规模和超大规模集成电路的迅速发展,微电子技术与机械、光学等领域的成功结合而诞生的,是微电子技术的拓宽和延伸,它将电子技术遭到精密机械加工技术相融全,实现了微电子与机械融为一体的系统。
和微机电系统一样,微型机器人的发展是和微驱动器的发展也分不开的,轰动世界的突破性的成就是1987年美国加州大学伯克利分校首先研制出了转子直径为60~120um的微型静电动机,随后MIT也研制出了100um的静电动机。
正是微机电系统和微驱动器的出现和发展为微型机器人的出现作了铺垫,使得微型机器人应运而生。 20世纪80年代后,随着微机电系统和微驱动器的出现和发展, 随后由微驱动器、控制系统、执行器和传感器组合而成的世界上第一台微型机器人便应运而生了。
2.1.1 微型管道机器人的发展
微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重要发展基础。日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作微小工作。这种机器人
可以由管道外面的电磁线圈驱动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。 国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器有层叠型和双压电薄膜两种类型。
2.1.2 微型医疗机器人的发展
近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州的约翰2霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置,吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未来可移动单一细胞或捕捉细菌,

接密集的三维硅片结构,也可由微型机器人帮助加工??在未来社会里,微机器人的应用将十分广泛,微机器人技术也将无所不在。 微机器人技术是多学科交叉的结晶。微机器人作为人们探索微观世界的技术装备,在微机械零件装配、MEMS的组装和封装、生物工程、微外科手术…
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