基于智能复合微结构的亚手掌尺度压电双驱扑翼微飞行器的研究

该文设计、制作和研究了一种亚手掌尺度的双驱扑翼微飞行器。飞行器主要采用多层平面材料的智能复合微结构(SCM)加工工艺进行加工。装配得到的样机整机质量为244 mg,翼展61 mm。对样机的压电驱动器性能进行了测试。测试结果表明,压电驱动器空载共振频率约为1100 Hz,负载共振频率约为28 Hz;对样机进行了升力测试,得到样机的升力为0.689 mN。

软体机器人制造工艺研究进展

综述了软体机器人的制造工艺研究进展及目前主要的应用领域。其中详细介绍了3D打印技术、转印技术、形状沉积工艺、智能复合微结构法及微注塑成型等几种软体机器人制造工艺,探讨了各制造工艺的特点及所面临的挑战,并阐述了软体机器人的应用领域,如工业生产、野外勘探、娱乐电子设备及生物医疗等领域,尤其在生物医疗领域软体机器人具有广阔的发展空间。同时,也提出了软体机器人未来可能的发展前景及发展趋势,为软体机器人领域的进一步研究提供了可参考的理论依据。

可用于微创手术的毫米级微小并联机器人的设计、制造及实现

压电驱动的并联机构具有精度高、刚度大及动态特性好的优点,可实现结构小型化,在微创手术操作领域具有广阔应用前景。提出了一种可用于微创手术的毫米级压电驱动并联机器人。所设计微小机器人由两片压电双晶片驱动,通过设计仿蜻蜓扑翼四杆放大机构将致动器的微小驱动位移转化为末端基臂杆的大范围转动,引入平行四杆机构提高机器人的运动刚度和稳定性。建立了机器人速度雅可比矩阵,通过分析灵巧度和全域性能等运动传递指标对机器人杆件尺寸进行优化。提出基于智能复合微结构的激光微加工和多层复合层压工艺,实现了微小机器人从复杂三维空间多杆件结构到多层材料平面加工、层压、释放及装配的一体化制造。微小机器人整体尺寸为21 mm×26 mm×5.6 mm,质量为3.05 g(包含压电双晶片)。搭建实验平台开环测试了微小机器人在重复跟踪水平直线、竖直直线、圆及正弦轨迹下的运动性能。在55 V电压激励下,实测机器人在开环重复跟踪水平和竖直直线的运动行程、相对误差、准确度均方根误差和重复度均方根误差分别为2.12 mm,0.93%,19.7μm±0.5μm,8.5μm±0.4μm和2.01 mm,0.52%,10.5μm±0.4μm,4.9μm±0.2μm。实验证实了所设计微小并联机器人具有良好的轨迹跟踪精度和重复定位精度。