本文關(guān)鍵詞：四自由度并聯(lián)兩指微操作系統(tǒng)動力學(xué)建模仿真與實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近幾十年來,隨著醫(yī)療領(lǐng)域及生物工程領(lǐng)域的不斷發(fā)展壯大,微操作技術(shù)越來越受到各方的重視。微操作是指借助電子顯微鏡等儀器設(shè)備實現(xiàn)對1mm以下的物體進(jìn)行精細(xì)的操作和處理,例如,醫(yī)療及生物工程領(lǐng)域的科學(xué)家需要對生物體細(xì)胞作許多微操作,像移動、夾持、切片、穿刺等等,而運用微操作手可方便地實現(xiàn)上述操作,因此微操作手在這些領(lǐng)域中均具有良好的前景和重要的應(yīng)用價值。本項研究基于直線超聲電機(jī)的一系列優(yōu)點,比如運動范圍大,響應(yīng)快,結(jié)構(gòu)緊湊等,以其作為驅(qū)動元件,設(shè)計和改良了一款四自由度的微操作系統(tǒng),位移分辨率為96μm,最大輸出位移為2mm,可用于細(xì)胞及其他微小器件的夾取和移動操作。本項研究對于我國生物工程領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及微納科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展具有積極的推進(jìn)作用。本文詳細(xì)介紹了一種以直線超聲電機(jī)為驅(qū)動元件的四自由度并聯(lián)兩指微操作系統(tǒng),首先介紹了其結(jié)構(gòu),闡述了其運動機(jī)理;通過ADAMS軟件,建立了微操作手的動力學(xué)分析模型,進(jìn)行了動力學(xué)仿真,分析得到了該微操作手的一系列運動參數(shù)及性能;最后通過實驗的方法,對微操作手的性質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的研究,證明其可用性與實用性,同時對微操作手在使用過程中出現(xiàn)的機(jī)械漂移現(xiàn)象加以研究,對其產(chǎn)生原因及如何降低其對抓取和移動的影響作了描述。
【關(guān)鍵詞】：微操作手 并聯(lián)結(jié)構(gòu) 動力學(xué)仿真 直線超聲電機(jī) 機(jī)械漂移
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 引言12-13
• 1.2 國內(nèi)外微操作手的發(fā)展歷史及進(jìn)展13-20
• 1.2.1 國外微操作手的發(fā)展歷史及研究進(jìn)展13-17
• 1.2.2 國內(nèi)微操作手的發(fā)展歷史及研究進(jìn)展17-20
• 1.3 直線超聲電機(jī)的研究和發(fā)展20-22
• 1.4 選擇直線超聲電機(jī)作為驅(qū)動器的原因22-24
• 1.5 本課題的研究意義目標(biāo)及主要內(nèi)容24-26
• 1.5.1 課題研究意義24
• 1.5.2 課題的研究的目標(biāo)及主要內(nèi)容24-26
• 第二章 微操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動機(jī)理分析26-36
• 2.1 引言26-27
• 2.2 微操作手的結(jié)構(gòu)介紹及方案比較27-32
• 2.2.1 微操作手的結(jié)構(gòu)形式27-28
• 2.2.2 柔性鉸鏈28-30
• 2.2.3 V型直線超聲電機(jī)30
• 2.2.4 探針臂30-31
• 2.2.5 探針31
• 2.2.6 微操作手部分的總體構(gòu)造31-32
• 2.3 二自由度平臺32-33
• 2.4 微操作系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)部分整體構(gòu)造33-34
• 2.5 微操作手的運動學(xué)分析34-35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 第三章 基于ADAMS的微操作手動力學(xué)建模與仿真36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 ADAMS軟件簡介36-37
• 3.3 微操作手的動力學(xué)建模37-49
• 3.3.1 三維建模37-38
• 3.3.2 導(dǎo)入ADAMS軟件38-39
• 3.3.3 材料及運動副的定義39-40
• 3.3.4 柔性鉸鏈的柔性化40-43
• 3.3.5 STEP驅(qū)動函數(shù)的定義43
• 3.3.6 仿真分析43-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 微操作系統(tǒng)的實驗研究50-62
• 4.1 引言50
• 4.2 實驗裝置及設(shè)備50-54
• 4.2.1 微操作手原型機(jī)50-51
• 4.2.2 控制箱51-52
• 4.2.3 光柵尺52-53
• 4.2.4 可升降載物臺53-54
• 4.2.5 顯微鏡系統(tǒng)54
• 4.3 實驗研究54-60
• 4.3.1 微操作手部分電機(jī)最大輸出位移測試54-55
• 4.3.2 微操作手的最大工作位移及平面軌跡測試55-57
• 4.3.3 微操作手運動步距測試57
• 4.3.4 微小物體抓取實驗57-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 第五章 微操作手的機(jī)械漂移現(xiàn)象的研究62-69
• 5.1 引言62
• 5.2 漂移現(xiàn)象62-64
• 5.3 漂移現(xiàn)象的實驗研究64-66
• 5.3.1 機(jī)械漂移的時間64-65
• 5.3.2 位移軌跡上機(jī)械漂移的分段研究65-66
• 5.4 產(chǎn)生機(jī)械漂移的原因猜想66-67
• 5.5 減小機(jī)械漂移影響的方法67-68
• 5.6 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 本文的主要工作69-70
• 6.2 進(jìn)一步研究展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王峗;姚志遠(yuǎn);耿冉冉;;直線超聲電機(jī)驅(qū)動的并聯(lián)微操作手的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J];機(jī)器人;2015年05期

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本文編號：432992