仿蚯蚓柔性蠕动机器人

本文提出了一种由四个单元组成 ,每个单元由三根形状记忆合金 (SMA)元件和三个薄片弹簧连接的柔性蠕动机器人。利用 SMA的形状记忆效应和薄片弹簧的弹性的综合效应 ,实现与蚯蚓相似的灵活运动 ,并完成了初步试验。理论和实验表明 ,该机器人对管道的适应性强 ,可靠性好 ,结构原理新颖 ,制作方便 ,具有其他机器人无法比拟的优点。

仿蚯蚓蠕动微机器人及控制系统

在研究蚯蚓运动机理的基础上，提出一种适用于微小软管移动的仿蚯蚓蠕动式微机器人．该机器人分为三个柔性单元体，每个柔性单元体主要由一对绝缘板、两板之间相连的三根形状记忆合金（ＳＭＡ）元件、充入空气将ＳＭＡ等加以封闭的橡胶囊组成．在ＳＭＡ的形状记忆效应和橡胶气囊的综合作用下，柔性单元体可实现蚯蚓各节相类似的运动，从而实现微机器人蠕动式前进．研制了该机器人的控制系统，并进行了简单的试验．理论和试验表明，该机器人既能满足柔软性、安全性要求，且结构原理新颖，又具有其他微机器人无法比拟的优势．

仿蚯蚓机器人蠕动装置的研究

仿照蚯蚓在孔内蠕动的过程 ,研制了一种在孔内行走的机器人驱动装置 .该装置主要由形状记忆合金 (SMA)胀紧环 ,SMA螺旋弹簧和偏压弹簧等组成 .它可以在孔内象蚯蚓一样实现径向胀紧、纵向收缩、纵向伸长等动作 .SMA元件的动作可以靠通、断电来实现 ,SMA胀紧环通电时与孔壁贴紧 ,断电时松开 ;SMA螺旋弹簧通电时收缩 ,断电时由偏压弹簧使其伸开 .其动作过程由计算机控制和协调 .该驱动装置结构简单 ,体积小、重量轻、柔韧性好、控制方便 .该装置在电火花弯孔加工中得到了实际应用 .本文介绍了该装置的组成、工作原理、设计要点和控制方式 .

微机器人结肠镜样机及离体肠道试验研究

为了对结肠进行微创无创检查,依据仿生学原理,使用微细加工技术,开发了一种基于电磁蠕动的仿蚯蚓微机器人结肠镜样机,进行了离体肠道试验。微机器人结肠镜使用电磁直线驱动器,运动单元之间由万向节连接,机器人整体柔软灵活。头部通过形状记忆合金控制行走方向和成像方向。在试验中,对机器人的运动效率、运动能力进行了深入的分析,测量了运动速度、牵引力。设计并制造出样机,进行了猪结肠离体实验,结果表明机器人结肠镜运动可靠、控制方便,该研究对机器人结肠镜进入临床应用具有一定的参考价值。