一、泳动微机器人主体机构放大性能研究（论文文献综述）
辛晨[1]（2021）在《飞秒激光制备磁驱微机器人及其生物医疗应用研究》文中认为自然界中众多微生物介于纳米与微米尺度之间,为了适应不断变化的生活环境,它们各自进化出独特的运动方式。受微生物运动行为的启发,科研人员对人造微纳机器人产生了浓厚的兴趣并开展了大量的相关研究工作。相比于传统的机器人,微纳机器人展现出体积小、质量轻等优势,有望成为新一代应用于靶向给药、无创手术、细胞移植等生命健康领域的技术工具。飞秒激光双光子聚合是一种可实现任意真三维微结构加工的技术,可以突破光学衍射极限得到亚微米的加工分辨率,因此非常适用于制备形貌可控的微纳机器人。然而,传统的飞秒激光直写技术采用逐一扫描的方式打印微结构,因此带来了加工效率低、无法大批量加工等问题。此外,受限于目前的材料,微纳机器人仍没有丰富可调的形状切换性能以满足更加复杂的应用需求。本论文基于空间光调制技术,提出了调制涡旋光束高效加工微纳机器人的方法,利用无线磁场实现了其精确的运动控制。此外,基于合成的刺激响应变形材料,本文实现了微机器人可逆形状切换,最终将其应用于细胞运输、靶向药物治疗等生物医疗领域,具体内容如下:1.介绍了相位型空间光调制器的工作原理,阐述了涡旋光束的全息相位产生的方法,模拟仿真了其在空间中的传播特性与高数值孔径下的聚焦特性。此外,阐明了磁力矩与梯度力的磁场驱动原理,计算仿真了电磁线圈产生的磁场强度分布,并搭建了适用于磁矩驱动的三维亥姆霍兹线圈驱动系统。2.利用调制的涡旋光束扫描加工出磁驱空心微螺旋机器人,大大提高了加工效率。开发出非对称的锥管微螺旋机器人,展现出更快的泳动速度。得益于空心内腔与功能化表面,利用锥管微螺旋机器人同时实现了纳米粒子与微米神经干细胞的装载、运输与释放。3.配制出pH刺激响应变形的新型光聚合材料,基于非对称的扫描点间距设计,实现了可编程各向异性变形微机器人的制备。在动态磁场的操控下,磁驱微螃蟹通过爪部变形实现了微粒的复合操作。此外,得益于生理环境下形状地可控切换,磁驱微鱼通过嘴部变形完成了药物包封与可控释放,最终在复杂人造网络中实现了局部Hela细胞的精准治疗。4.优化了涡旋光束加工系统,在0.1s内,单次曝光刺激响应水凝胶实现了响应变形锥管机器人的快速制备。利用该锥管机器人实现了微球透镜成像的动态切换。此外,利用磁场引导锥管机器人完成了微粒的主动装载、运输与释放等一系列操作。最终,通过自身的环境适应性变形,锥管微机器人完成了在狭窄网络空间的穿越。基于大批量的锥管机器人,提出了群体协同运动的应用前景。
张驰[2]（2020）在《微小弯管内磁性小球外磁场驱动与控制系统研究》文中进行了进一步梳理随着电工电子技术和控制技术的发展,磁悬浮系统的控制精度和抗干扰能力都得到很大的提升,国内外专家学者将磁悬浮技术应用在各种领域上,例如磁悬浮轴承、磁悬浮列车、磁悬浮电机、磁悬浮天平等。本文以国家自然科学基金项目为依托,基于工业领域微小弯管内部质量检测和医疗领域人体管腔通道疾病诊疗的迫切需求,针对现有外磁场管道驱动技术的不足和缺陷,利用磁悬浮技术实现被控悬浮对象在电磁驱动器轴线方向上的单维度悬浮运动控制,并由此提出了微小弯管内磁性小球外磁场驱动与控制系统研究,在电磁驱动器磁场的控制下,对一个直径Φ12.7 mm的球型永磁体进行测试试验。本文的主要研究成果及结论如下:根据物质电结构学说,分析了球型永磁体磁化中心轴线上的磁感应强度变化规律;根据电动力学,从非均匀磁场作用在磁偶极矩上的力出发,建立了由空心螺线管和球型永磁体组成的磁悬浮球系统的电磁力模型,推导了系统电磁作用力方程。利用ANSYS Maxwell有限元仿真软件,建立了被控悬浮对象和电磁驱动器的物理模型,通过仿真验证了理论计算结果的准确性和可靠性。理论分析和ANSYS Maxwell有限元仿真结果表明,由空心螺线管和球型永磁体组成的磁悬浮球系统的电磁力与励磁电流成正比,电磁力与悬浮间隙之间是强非线性关系,随着间隙增大,电磁力减小,且电磁力与悬浮间隙的关系式比较复杂。为了方便后续研究,利用经验表达式将电磁力方程进行了简化。搭建了一套试验系统软硬件平台,磁性小球悬浮系统采用了一种新型的基于双线性霍尔传感器结构的磁悬浮球系统,有效增大了系统的工作范围。基于简化后的电磁力方程构建了磁性小球悬浮系统的数学模型,根据系统模型的特性,设计了数字PID控制器和单神经元自适应PID控制器,并在MATLAB/Simulink环境中搭建了磁性小球悬浮系统控制模型,通过参数整定和仿真确定合理的控制器参数。将整定得到的控制器参数用于试验,研究磁性小球单维度悬浮控制系统的动静态特性。试验发现,基于双线性霍尔传感器结构的磁性小球PID悬浮控制系统,被控悬浮对象的位置控制精度为±0.02 mm;采用步进式控制方法有效地实现了被控悬浮对象较长距离的单维度悬浮运动控制,且步进式控制方法能够减小被控对象阶跃响应的超调量,步长越小,阶跃响应超调量越小;同时,步进式控制方法提高了被控对象运动过程的平稳性。采用插补算法规划被控磁性小球在微小弯管内悬浮运动轨迹,插补步长设置为0.2 mm。试验时,直线滑台驱动电机转速设置为0.2 r/s,即电磁驱动器水平运动速度为1.0 mm/s,磁性小球单维度悬浮运动步长为0.2 mm,控制磁性小球按照插补规划运动路径进行运动。试验发现,通过磁悬浮技术实现了被控悬浮对象在微小弯管内部的外磁场驱动与控制,磁性小球能够按照预定轨迹实现悬浮进给运动,完成了预期试验目标。
李炫颖[3]（2014）在《基于磁场驱动技术及MEMS的永磁微机器人系统设计》文中研究说明近年以来，伴随着MEMS技术不断取得新的成就，基于MEMS技术发展起来的微机器人是目前的研究热点，该类研究可分为“微动微机器人”和“微型机器人”：后者涉及“宏-微”系统的结合，利用了已发展成熟的宏观机器人的理论与技术，已实现了高度的商业化运作。而前者潜在应用领域包含：介入式医疗中的定点药物投放、体内器官的病灶诊断等；在工业系统中，可用于极限环境中危险的或极微尺度的作业；在军事领域中，可用于精密的侦查与潜入任务、安保巡视等。随着微机器人尺寸的缩小，无缆化理所当然地成为发展趋势，伴之而来的是能量供给与运动控制的难题；对于集群化多微机器人系统，还需考虑通信和差异个体控制策略的设计。针对上述问题，本文提出一种新颖的磁场驱动控制方案：微机器人本体为长方体构型，由NdFeB（钕铁硼）永磁材料经先进的MEMS图形化工艺加工制作；搭建3-D（三维）空间内5只亥姆霍兹线圈的矩形变形线圈架和一运动主平台构成的外磁场运动驱动系统，经交变振荡磁场信号激励，引发机器人在平面发生滑动模式运动。这一成果将大大推进国内无缆磁控微机器人领域的理论研究，其可预见的应用价值颇高。
刘耀东[4]（2010）在《一种新型仿生游动机器人研究》文中认为游动微型机器人由于非接触、无摩擦,能源利用率高的优点,已经成为国内外介入机器人研究的热门课题之一。注意到,鞭毛菌在运动过程中会呈现螺旋状,运动的改变依赖于螺旋的变化。本文基于鞭毛菌运动机理,设计出一种新型游动微型机器人。该机器人以四根刚性螺旋为推进器,在运动过程中,调整螺旋的旋向与电机的转向组合,来实现轴向力和周向力的控制与协同,最终实现机器人的前进、后退和转向。论文首先对鞭毛菌的仿生游动机理进行了分析,在此基础上,设计了流线型机器人外形,提出游动微机器人的推进设计方案,对机器人在流体中的静态平衡及密封等问题进行了综合考虑。建立了机器人的推进力和在流体中受到的阻力分析模型,并进行了理论分析。为了实现机器人的运动控制,设计了机器人嵌入式控制系统和上位机监控系统。嵌入式控制系统以数字比例-积分-微分控制器为基础对电机转速进行控制,嵌入式控制系统和上位机监控系统通过无线通信技术实现数据传输。最后,对机器人在游动过程受到的阻力和机器人产生的推进力进行实验研究。构建了模拟动脉环境实验台,对机器人在流场中的动力学性能及工作效率进行了实验研究,结果表明,机器人驱动方法切实可行。
任思璟[5]（2008）在《微型泳动式管道机器人的研究与设计》文中进行了进一步梳理工业设备中大量的细小管道经过长时间的使用后,会出现各种各样的缺陷,给生产和生活带来安全隐患。由于对细小管道的检修与维护比较困难,所以对管道进行检测和维修的管道机器人的需求日益增加。目前的管道机器人受到能源供给的限制,不能长时间远距离进行工作,因此本文基于鱼类的泳动规律,研究了一种新型无缆管道机器人,通过外部交变磁场驱动机器人体内的永磁体,实现通过尾鳍在交变磁场驱动下产生的受迫振动,来模仿鱼类尾部摆动产生推进力,实现微型机器人的泳动。同时详细分析了该微型机器人的泳动推进原理,阐述了微型泳动机器人波动前进时的运动学模型和动力学模型。本文介绍了机器人控制系统的总体设计方案,包括电磁铁驱动模块、通信模块、电源模块等。搭建了一个基于AVR单片机控制系统,包括硬件电路的设计,软件的编制等。并且我们结合主控电路与实际现场的要求从硬件与软件两个方面设计了电机位置检测电路。通过光电码盘与单片机的计数器功能相结合实现了整个系统的闭环控制,得到了较好的控制效果。最后进行了微型机器人泳动实验的研究,分析了机器人的运动速度和磁场频率的关系。实验结果表明,该机器人具有较好的泳动性能,实现了基于外磁场无缆驱动。
肖楠[6]（2007）在《尾部驱动微管道机器人》文中进行了进一步梳理管内移动微型机器人是微型机器人领域的一个重要的研究方向，其主要指用于发电、化工、制冷等行业中的细小管道检测的刚性管内移动的微型机器人，以及能进入人的肠道的机器人式内窥镜的柔性管内移动的微型机器人。它实质是一种可沿细小管道内部或外部自动行走，携有一种或多种传感器及操作器，在操作人员的遥控操作或计算机的自动控制下，能够进行一系列管道作业的机电一体化系统。本文根据鱼类的仿生学原理，设计了一种新型的尾部驱动管内微机器人。它采用鱼类的泳动式运动，通过外部交变磁场驱动机器人体内的永磁体，永磁体带动机器人的尾鳍摆动。这是一种无缆驱动的微机器人。它结构简单，响应速度较快，结构简单。本文分析了机器人的运动机理，并建立了微机器人的运动模型。为了给机器人提供外部驱动信号，本文使用51单片机设计了移动的外部交变磁场信号发生装置，由一台步进电机带动产生磁场信号的螺线管运动，通过这套装置可以改变外部交变磁场的位置和强度，从而我们可以使用计算机来控制微机器人。最后本文通过两个实验测试了机器人的尾鳍摆动与磁场频率的关系，同时测试了机器人的运动速度和磁场频率的关系。
刘巍[7]（2007）在《超磁致伸缩薄膜的磁机耦合特性及其在泳动机器人中的应用》文中进行了进一步梳理作为一种新型的功能材料，超磁致伸缩薄膜具有强磁致伸缩效应、高机电耦合系数、较高的响应速度、非接触式驱动及良好的结构性能等优点而倍受关注，在微传感器和微驱动器等领域显示出良好的应用前景。超磁致伸缩薄膜的静动态磁机耦合特性及模型是采用超磁致伸缩薄膜设计开发微器件的重要基础。但由于薄膜的磁机耦合关系具有强的非线性和滞回性，使得薄膜的特性建模十分困难。目前所建立的静态磁机耦合模型存在参数过多、计算复杂等问题，而动态磁机耦合模型的研究尚未见报道。以上这些问题严重阻碍了超磁致伸缩薄膜及其器件的发展。本论文以这种新型的功能材料为基础，以该类材料的静动态磁机耦合特性及模型为研究对象，同时应用超磁致伸缩薄膜拟研制一种能在液体微管道内泳动的微型机器人，为超磁致伸缩薄膜的静动态磁机耦合特性及其微传感器和微执行器的研究提供一个新的途径和思路。本论文从薄膜磁致伸缩现象的产生机理出发，分析论述了超磁致伸缩薄膜的磁致伸缩特性。同时，较为系统地分析研究了材料成分、薄膜内应力和热处理等因素对超磁致伸缩薄膜低磁场下磁致伸缩性能的影响规律。在此基础上，采用射频磁控溅射法，研制出了铽镝铁-聚酰亚胺-钐铁和铽镝铁-铜-钐铁两种双层超磁致伸缩薄膜，该薄膜具有较好的表面质量和较小的滞回性。采用赫姆霍茨线圈作为超磁致伸缩薄膜的驱动线圈，并结合激光微位移传感器作为位移量的检测单元，构成一个超磁致伸缩薄膜静动态磁机耦合特性的实验系统。对驱动线圈产生的磁场进行了有限元分析和实验研究，结果表明：驱动线圈产生磁场强度的大小和均匀度都满足了薄膜的驱动要求。针对超磁致伸缩薄膜的磁机耦合特性“力非线性”的特点，从唯象的角度和工程应用的角度分析了超磁致伸缩薄膜低磁场下的巨磁特性、软磁特性和预应力状态下的滞回特性。提出了一个低磁场下超磁致伸缩薄膜非线性耦合模型。该模型包括改进的瑞利模型和“蝴蝶曲线”模型。采用研制出的双层超磁致伸缩薄膜实验数据验证了所提出的模型。结果显示：模型可较好的预测超磁致伸缩薄膜低磁场磁极化回线和磁致伸缩回线，特别是描述应变回线的“蝴蝶曲线”模型，可较精确地预测超磁致伸缩薄膜低磁场下磁致伸缩回线。利用前人研制出的超磁致伸缩薄膜的实验结果同样验证了模型的正确性。针对超磁致伸缩薄膜的几何非线性变形特性，对研制出的聚酰亚胺基片和铜基片超磁致伸缩薄膜悬臂梁进行实验研究，发现其端部偏移量分别达到其厚度的2倍和0.5倍。同时，结合非线性弹性理论，建立了双层超磁致伸缩薄膜的几何非线性变形模型。采用所研制出的双层超磁致伸缩薄膜悬臂梁变形的试验结果验证了模型的合理性。低磁场下超磁致伸缩薄膜非线性耦合模型和几何非线性变形模型为有效地研制准静态超磁致伸缩薄膜微器件提供了重要的理论依据。在交变的磁场中，超磁致伸缩薄膜会展现出更强的非线性特性。根据哈密顿原理，采用分离变量法和摄动法建立了超磁致伸缩薄膜非线性振动模型。将超磁致伸缩薄膜超谐波共振的实验结果与所提出的模型进行了分析比较，结果表明：非线性振动模型可较好地解释双层超磁致伸缩薄膜的主共振和超谐波共振现象。同时，对双层超磁致伸缩薄膜的驱动特性进行系统的研究，发现两种双层超磁致伸缩薄膜具有十阶超谐波共振的特性，给出并分析了直流偏置磁场和交流磁场对超磁致伸缩薄膜共振频率、振动幅值的影响规律。超磁致伸缩薄膜的非线性振动模型和动态特性的实验研究结论可提高动态超磁致伸缩薄膜微器件的设计效率和控制精度。最后，探索性地将超磁致伸缩薄膜应用于微型泳动机器人的设计研究，设计研制出了一个能在液体微管道内游动的微型机器人。当超磁致伸缩薄膜的驱动频率为5阶超谐波共振频率时，微机器人实现了向前游动。根据流体动力学原理，建立了微型泳动机器人的动力学模型。针对液体粘度、机器人本体的质量和刚度、超磁致伸缩薄膜尾鳍的质量和刚度对泳动性能的影响进行了试验研究。采用聚酰亚胺基双层超磁致伸缩薄膜制作的微型机器人在汽油中的最大泳动速度可达2.86mm／s。
蒋玉杰,李景春,俞叶平,张国忠[8]（2006）在《泳动型水下机器人的研究进展探析》文中研究表明概述了泳动型机器人的研究现状,分析和总结了目前泳动型机器人的研究内容和特点.介绍了国内外学者在这方面的研究成果和不足之处,并对泳动型机器人的未来发展趋势做出了预测.
蒋玉杰[9]（2005）在《泳动型机器人的结构规划及其相关问题研究》文中认为作为20世纪人类最伟大的发明之一，机器人技术经历40余年的发展已经取得了长足的进步。随着世界经济的发展和科学技术的进步，机器人技术源源不断地走向人类活动的各个领域，它推进了各个行业的机械化、自动化和智能化的前进步伐。水下机器人的研究是机器人研究领域的一个重要分支。本文以仿人型的泳动机器人为研究对象，利用机器人的运动学和动力学原理，流体动力学原理，机器人技术，计算机仿真技术，人工智能技术，虚拟现实技术等，对泳动型水下机器人进行了以下几个方面的研究工作： 1．论文系统的分析和综述了目前国内外仿人型机器人和泳动型机器人的研究历程及发展状态。探讨了近些年来仿人型机器人的研究进展状况，针对泳动型机器人的两大研究特点，即微型化和仿生化，进行了深入的探讨，并对泳动型机器人的研究现状和热点研究问题进行深入分析。这些工作为泳动型机器人的机构设计和运动学、动力学分析打下了一定的基础。 2．论文研究和了解了国内外一些典型的仿人机器人的结构特点和自由度配置的情况。以人体的基本结构为基础，以人类较常见的两种游泳方式（蛙泳和自由泳）的基本动作为模式，对机器人的动作要求、范围进行了分析，在此基础上对泳动型机器人肢体的各个部位进行了自由度配置设计。 3．在分析和研究了国内外较先进的仿人型机器人的结构、形态和动作特点的基础上，论文完成了对泳动型机器人本体的结构设计。其中包括：机器人的基本外形方案设计，机器人的颈、腰、上肢和下肢关节的运动机构的设计，泳动型机器人各运动关节的驱动机构和减速机构的设计等。 4．论文对泳动型机器人进行了运动学分析。运动学设计是保证机器人有规律、平稳运动的关键技术。本文以VC++6.0环境为工作平台，建立了机器人机构的运动几何模型，推导了泳动型机器人的运动学方程，对机器人机构各个关节点的位置和速度进行了分析和计算，并完成了机器人运动分析的可视化程序设计，为泳动型机器人的实际应用提供了理论依据和基础。 5．论文对泳动型机器人动作设计和轨迹规划问题进行了研究。轨迹规划是是进行机器人运动控制的基础和前提。传统的控制方法往往很难实现机器人的高精度轨迹跟踪控制。本文在对泳动型机器人的肢体动作进行量化分析的基础上，利用遗传规划方法，可以实现在不同轨迹要求的条件下，自动的求解出机器人各驱动关节在运动中所需要的旋转角度，完成了泳动型机器人的轨迹规划任务。本文所采用的研究方法对精确、高速的机器人轨迹跟踪控制具有一定的实际意义。 6．论文对泳动型机器人进行动力学分析和研究。动力学分析是机器人动态设计、运动控制的重要组成部分。本文根据机器人的受力状态，利用拉格朗日方程和流体动力学原理对泳动型机器人进行动力学分析，并利用Pro/ENGINEER软件对机器人进行动力学仿真研究，
王惠颖[10]（2005）在《泳动微型机器人仿生游动机理的研究》文中指出微型机器人是微机电系统（MEMS）的重要研究方向之一,它具有惯性小、谐振频率高、响应时间短、集约高技术成果等特点,应用领域较为广泛。其中外磁场驱动的泳动微型机器人在医疗领域具有潜在的应用前景,并成为国际上的研究热点。 本文以超磁致伸缩薄膜（GMF）为驱动器,研制了一种外磁场驱动的无缆仿生游动微型机器人。首先对磁致伸缩现象及超磁致伸缩材料的性能做了分析,着重研究了超磁致伸缩薄膜的动态特性,建立了磁致伸缩薄膜动态驱动模型,其研究方法是以超磁致伸缩薄膜复合梁的等效形变为基础,将磁致伸缩驱动应力转换为等效驱动力矩,建立磁致伸缩薄膜的强迫振动模型,运用受迫振动理论来研究其动态特性。该模型为薄膜驱动器的设计和优化提供了依据,为研究仿生游动机理奠定了基础。 然后,本文在分析了鱼类形体特点、运动时受力情况和各种推进模式的基础上,确定了微型机器人的结构,研究了微型机器人仿生游动机理,实现途径是以超磁致伸缩薄膜驱动器为尾鳍,在交变磁场驱动下产生的受迫振动,来模仿鱼类尾部摆动,产生推进力,实现微型机器人的游动。建立了微型机器人游动的推力模型和游动速度模型,并针对该模型进行了计算仿真研究。 最后进行了超磁致伸缩薄膜动态性能实验和微型机器人游动实验的研究,分析了误差产生的原因。实验结果表明,该机器人具有较好的游动性能,实现了基于超磁致伸缩薄膜驱动器的微型机器人的外磁场无缆驱动控制方法。
二、泳动微机器人主体机构放大性能研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、泳动微机器人主体机构放大性能研究（论文提纲范文）
（1）飞秒激光制备磁驱微机器人及其生物医疗应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微纳机器人 |
| 1.2.1 微纳机器人的制备方法 |
| 1.2.2 微纳机器人的驱动方式 |
| 1.2.3 微纳机器人的功能应用 |
| 1.3 飞秒激光聚合加工技术 |
| 1.3.1 飞秒激光聚合加工原理与特性 |
| 1.3.2 飞秒激光聚合加工材料 |
| 1.3.3 飞秒激光聚合加工微机器人 |
| 1.4 本文研究思路 |
| 1.4.1 目前的存在问题 |
| 1.4.2 课题的研究意义与主要研究内容 |
| 第2章 空间光调制技术与磁场驱动原理研究 |
| 2.1 空间光调制技术 |
| 2.1.1 硅基液晶空间光调制器 |
| 2.1.2 计算全息算法 |
| 2.1.3 涡旋光解析光场及其传播特性 |
| 2.2 磁场驱动原理 |
| 2.2.1 磁场驱动方式 |
| 2.2.2 磁场驱动系统 |
| 2.2.3 磁场的安全性 |
| 2.3 三维亥姆霍兹线圈驱动系统搭建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 磁驱锥管微螺旋机器人及其细胞运输 |
| 3.1 微螺旋机器人 |
| 3.1.1 微螺旋机器人的产生 |
| 3.1.2 微螺旋机器人的磁驱动机理 |
| 3.2 飞秒激光涡旋光束加工空心微螺旋机器人 |
| 3.2.1 基于空间光调制器的飞秒激光聚合加工系统 |
| 3.2.2 涡旋光束生成与加工流程 |
| 3.2.3 形状可控的微螺旋机器人 |
| 3.3 微螺旋机器人的磁驱动分析 |
| 3.3.1 纵向运动分析 |
| 3.3.2 横向速度分析 |
| 3.3.3 图案化运动 |
| 3.4 微机器人货物装载与运输 |
| 3.4.1 纳米颗粒的装载与释放 |
| 3.4.2 神经干细胞的装载、运输与释放 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磁驱响应变形微鱼机器人及其可控给药 |
| 4.1 响应变形机器人 |
| 4.2 pH刺激响应水凝胶的合成与加工 |
| 4.2.1 原料与试剂 |
| 4.2.2 合成与加工 |
| 4.3 pH刺激响应变形调控机理与特性 |
| 4.3.1 pH刺激响应变形调控机理 |
| 4.3.2 水凝胶微结构的响应变形性能 |
| 4.3.3 水凝胶微结构的各向异性变形 |
| 4.3.4 响应变形微机器人的设计与加工 |
| 4.4 磁驱微螃蟹抓取、运输与释放微粒子 |
| 4.5 磁驱响应变形微鱼封装与可控释放药物 |
| 4.6 磁驱响应变形微鱼局部Hela细胞精准治疗 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 磁驱响应变形锥管微机器人穿越复杂网络 |
| 5.1 微管机器人 |
| 5.2 涡旋光束单次曝光加工系统 |
| 5.3 涡旋光束单次曝光加工与变形测试 |
| 5.4 响应变形锥管微机器人应用 |
| 5.4.1 锥管微机器人用于微球透镜可调成像 |
| 5.4.2 磁驱锥管微机器人用于靶向货物运输 |
| 5.4.3 磁驱锥管微机器人用于复杂地形穿越 |
| 5.4.4 锥管微机器人群体驱动 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本论文的主要工作 |
| 6.1.1 空间光调制技术与磁场驱动原理研究 |
| 6.1.2 磁驱锥管微螺旋机器人及其细胞运输 |
| 6.1.3 磁驱响应变形微鱼机器人及其可控给药 |
| 6.1.4 磁驱响应变形锥管微机器人穿越复杂网络 |
| 6.2 研究工作的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间取得的研究成果 |
（2）微小弯管内磁性小球外磁场驱动与控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 外磁场管道驱动技术 |
| 1.2.2 磁悬浮技术 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第二章 磁性小球悬浮系统设计与数值计算 |
| 2.1 磁性小球单维度悬浮系统结构设计 |
| 2.1.1 常见的磁悬浮球系统结构方案 |
| 2.1.2 基于双霍尔传感器结构的磁性小球悬浮系统 |
| 2.2 位置传感器确定及标定 |
| 2.2.1 霍尔效应与线性霍尔传感器 |
| 2.2.2 球型永磁体磁化中心轴线磁场分析 |
| 2.2.3 小球位置测量分析与传感器确定 |
| 2.3 磁场与电磁力分析 |
| 2.3.1 电磁驱动器尺寸结构及参数 |
| 2.3.2 电磁驱动器磁场的数值计算 |
| 2.3.3 电磁力数值计算与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 磁性小球外磁场驱动与控制软硬件平台 |
| 3.1 系统总体设计 |
| 3.2 试验平台硬件设计 |
| 3.2.1 机械结构设计 |
| 3.2.2 硬件电路设计与选型 |
| 3.2.3 微小弯管内磁性小球外磁场驱动与控制系统硬件平台 |
| 3.3 试验平台软件设计 |
| 3.3.1 下位机软件 |
| 3.3.2 上位机软件 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 磁性小球悬浮控制系统仿真与试验 |
| 4.1 磁性小球悬浮系统模型 |
| 4.1.1 系统数学模型 |
| 4.1.2 控制律选择 |
| 4.2 磁性小球PID悬浮控制 |
| 4.2.1 PID控制器 |
| 4.2.2 磁性小球PID悬浮控制系统模型与仿真 |
| 4.2.3 磁性小球PID悬浮控制试验 |
| 4.3 磁性小球单神经元自适应PID悬浮控制 |
| 4.3.1 单神经元自适应PID控制器 |
| 4.3.2 磁性小球单神经元自适应PID悬浮控制系统模型与仿真 |
| 4.3.3 磁性小球单神经元自适应PID悬浮控制试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 微小弯管内磁性小球外磁场驱动与控制试验 |
| 5.1 磁性小球单维度悬浮运动控制试验 |
| 5.1.1 步进式控制方法 |
| 5.1.2 步进式控制试验与分析 |
| 5.2 微小弯管内磁性小球运动控制试验 |
| 5.2.1 磁悬小球运动轨迹规划方法 |
| 5.2.2 沿管道运动试验与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题总结 |
| 6.2 课题创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（3）基于磁场驱动技术及MEMS的永磁微机器人系统设计（论文提纲范文）
| 附件 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究概述 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 机器人概述 |
| 1.1.3 微机器人概述 |
| 1.2 微机器人的研究现状 |
| 1.2.1 微机器的运动与本体设计 |
| 1.2.2 应用实际和潜在应用领域 |
| 1.3 本文主要内容与章节安排 |
| 1.3.1 研究的目的和意义 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 第二章 微机器人的设计 |
| 2.1 结构设计 |
| 2.2 材料选择 |
| 2.3 加工方案 |
| 2.3.1 各种加工方案 |
| 2.3.2 本文采用的图形化方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 控制系统的设计 |
| 3.1 控制系统硬件 |
| 3.1.1 线圈系统设计 |
| 3.1.2 线圈的磁性能分析 |
| 3.1.3 视觉反馈系统设计 |
| 3.1.4 工作空间的设计 |
| 3.1.5 控制系统核心 |
| 3.2 控制系统软件 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 运动控制算法与平台实验 |
| 4.1 系统的运动学特性 |
| 4.1.1 外磁场的运动学作用 |
| 4.1.2 瞬态建模 |
| 4.1.3 外界工作环境的运动学作用 |
| 4.2 系统的动力学瞬态分析 |
| 4.3 驱动算法设计及实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 课题总结与研究展望 |
| 5.1 课题总结 |
| 5.1.1 系统设计概述 |
| 5.1.2 系统的价值与创新 |
| 5.2 课题展望 |
| 附录 |
| 附录 1 |
| 附录 2 |
| 附录 3 |
| 附录 4 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（4）一种新型仿生游动机器人研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 游动微机器人的研究现状 |
| 1.2.1 国外游动微机器人研究现状 |
| 1.2.2 国内游动微机器人研究现状 |
| 1.3 关键技术探讨 |
| 1.4 本论文的主要研究目标和研究内容 |
| 1.4.1 主要研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 鞭毛菌运动机理分析及血液环境的建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 鞭毛类生物的运动机制 |
| 2.2.1 鞭毛发动机 |
| 2.2.2 鞭毛钩 |
| 2.2.3 鞭毛丝 |
| 2.3 人体血液的组成及其本构方程 |
| 2.4 血液流动的动力学模型 |
| 2.5 机器人在血管中的受力模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 游动微机器人结构研究与设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 游动微机器人的结构设计 |
| 3.2.1 微机器人的设计要求 |
| 3.2.2 微机器人推进模式的选择 |
| 3.3 单根螺旋尾旋进推进数学模型的构建与分析 |
| 3.3.1 单根螺旋尾旋进数学模型 |
| 3.3.2 单根螺旋尾数学推进力及旋进所需驱动力矩分析计算 |
| 3.4 微机器人推进器的设计 |
| 3.4.1 近壁效应 |
| 3.4.2 机器人游动运动机理 |
| 3.5 机器人主体结构设计 |
| 3.5.1 机器人头部外形设计 |
| 3.5.2 机器人密封性设计 |
| 3.5.3 机器人静平衡设计 |
| 3.5.4 机器人整体设计 |
| 3.6 机器人运动阻力计算模型 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 机器人的控制系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 嵌入式控制系统设计 |
| 4.2.1 数字控制器硬件设计 |
| 4.2.2 直流电机的数学建模 |
| 4.2.3 自主控制策略 |
| 4.2.4 电机转速控制的仿真与分析 |
| 4.2.5 数字PID 控制器设计 |
| 4.2.6 控制算法的软件实现 |
| 4.3 上位机监控系统设计 |
| 4.3.1 无线收发模块设计 |
| 4.3.2 PC 机监控软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 游动机器人力学性能测试 |
| 5.1 游动机器人样机及模拟血管环境实验系统 |
| 5.1.1 原型样机制作 |
| 5.1.2 实验室模拟血管环境的构建 |
| 5.2 相似理论 |
| 5.3 微机器人游动中所受流体阻力实验 |
| 5.3.1 试验目的 |
| 5.3.2 试验原理 |
| 5.3.3 试验设备 |
| 5.3.4 试验结果分析 |
| 5.4 游动微机器人推进力及效率试验 |
| 5.4.1 实验目的 |
| 5.4.2 实验原理 |
| 5.4.3 试验设备 |
| 5.4.4 试验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作与总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的学术论文 |
| 附录 |
（5）微型泳动式管道机器人的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 管道及泳动微型机器人的研究现状 |
| 1.2.1 管道微机器人研究现状 |
| 1.2.2 液体中泳动微机器人研究现状 |
| 1.3 微型管道机器人面临的基本问题 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 第2章 泳动式微管道机器人总体方案设计 |
| 2.1 管道机器人系统的设计 |
| 2.2 机器人本体的设计 |
| 2.2.1 头部的设计 |
| 2.2.2 微型泳动机器人材料的选取及其表面的处理 |
| 2.2.3 微型机器人尾翼的设计 |
| 2.3 线圈的分析与设计 |
| 2.3.1 线圈的分析 |
| 2.3.2 线圈的制作 |
| 2.4 永磁材料的选取 |
| 2.4.1 永磁材料的主要参数 |
| 2.4.2 永磁材料的分类 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 微型泳动式管道机器人的理论研究 |
| 3.1 仿鱼泳动微型机器人的泳动推进理论研究 |
| 3.2 微型泳动机器人的几何模型 |
| 3.3 微型泳动机器人的动力学模型 |
| 3.3.1 微型泳动机器人泳动推进速度 |
| 3.3.2 微型泳动机器人的泳动推进力分析 |
| 3.3.3 微型泳动机器人泳动推进力公式推导 |
| 3.3.4 微型泳动机器人的泳动阻力分析 |
| 3.4 微型泳动机器人推进方式和效率的分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微型管道机器人控制系统的硬件设计 |
| 4.1 控制系统的总体方案设计 |
| 4.2 核心器件的选择 |
| 4.2.1 AVR单片机的概述 |
| 4.2.2 ATmegal6特性介绍 |
| 4.3 执行机构模块的方案设计 |
| 4.3.1 直流减速电机的选择 |
| 4.3.2 电机驱动芯片的选择 |
| 4.3.3 测速反馈部分的选择 |
| 4.4 交变磁场控制模块的设计 |
| 4.4.1 LM324的设计 |
| 4.4.2 L298的设计 |
| 4.5 通讯模块的设计 |
| 4.6 检测模块的设计 |
| 4.6.1 霍尔效应 |
| 4.6.2 A44E集成开关型霍尔传感器 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 微型管道机器人控制系统的软件设计 |
| 5.1 主程序设计 |
| 5.2 PID调节程序设计 |
| 5.3 串行通讯设计 |
| 5.4 键盘中断处理程序设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 系统实验测试与数据分析 |
| 6.1 微机器人的实验装置 |
| 6.2 微机器人在管道中行走的数据分析 |
| 6.2.1 微机器人的尾鳍速率摆动测试 |
| 6.2.2 不同缠绕方式驱动微机器人的运动测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）尾部驱动微管道机器人（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微管道机器人研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 微管道机器人研究现状分析 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 尾部驱动管内微机器人运动机理 |
| 2.1 尾部驱动管内微机器人的仿生学基础 |
| 2.1.1 鱼类运动的受力分析 |
| 2.1.2 鱼类的推进模式 |
| 2.1.3 鱼类推进理论的研究 |
| 2.2 尾部驱动管内微机器人的结构设计 |
| 2.2.1 尾部驱动管内微机器人的结构前提 |
| 2.2.2 尾部驱动微管道机器人的结构 |
| 2.3 尾部驱动管内微机器人的运动机理 |
| 2.3.1 微机器人的主体运动方式 |
| 2.3.2 微机器人的推进理论 |
| 2.3.3 微机器人的尾鳍运动受力分析 |
| 2.3.4 微型机器人的推力模型 |
| 2.3.5 微型机器人的游动速度模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 尾部驱动管内微机器人的外部磁场构造 |
| 3.1 交变磁场的信号发生装置设计 |
| 3.1.1 交变磁场发生装置的硬件装置 |
| 3.1.2 交变磁场发生装置的软件设计 |
| 3.2 磁场移动装置设计 |
| 3.2.1 步进电机控制板与计算机通讯部分的设计 |
| 3.2.2 步进电机控制板对步进电机的控制 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 尾部驱动管内微机器人的测试 |
| 4.1 尾部驱动管内微机器人的运动性能测试 |
| 4.1.1 微机器人的尾鳍摆动测试 |
| 4.1.2 微机器人的运动性能测试 |
| 4.2 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）超磁致伸缩薄膜的磁机耦合特性及其在泳动机器人中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的科学依据 |
| 1.1.1 课题的提出 |
| 1.1.2 课题来源 |
| 1.1.3 课题的研究背景 |
| 1.2 超磁致伸缩材料的研究与应用 |
| 1.2.1 体超磁致伸缩材料的研究与发展 |
| 1.2.2 超磁致伸缩薄膜的研究 |
| 1.2.3 超磁致伸缩薄膜传感器和执行器的研究与应用现状 |
| 1.3 微型泳动机器人的研究现状 |
| 1.3.1 液体中微机器人研究现状 |
| 1.3.2 无缆供能的微管道机器人发展现状 |
| 1.3.3 液体中微机器人的关键技术问题 |
| 1.4 本课题的研究目的和意义 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 2 薄膜的磁致伸缩机理及超磁致伸缩薄膜的特性 |
| 2.1 磁致伸缩现象机理 |
| 2.2 超磁致伸缩薄膜材料的特性 |
| 2.2.1 磁致伸缩特性 |
| 2.2.2 超磁致伸缩薄膜的动态特性 |
| 2.2.3 超磁致伸缩薄膜的△E效应 |
| 2.3 超磁致伸缩薄膜磁致伸缩性能的影响因素 |
| 2.3.1 材料成分对薄膜磁致伸缩性能的影响 |
| 2.3.2 薄膜内应力对薄膜磁致伸缩性能的影响 |
| 2.3.3 热处理对薄膜磁致伸缩性能的影响 |
| 2.3.4 磁致伸缩复合镀层 |
| 2.4 双层超磁致伸缩薄膜的制备 |
| 2.4.1 双层超磁致伸缩薄膜的制备方法 |
| 2.4.2 超磁致伸缩薄膜靶材和基片的选择 |
| 2.4.3 超磁致伸缩薄膜的制备工艺参数 |
| 2.5 材料性能检测 |
| 2.5.1 超磁致伸缩薄膜微观结构 |
| 2.5.2 超磁致伸缩薄膜磁性能 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 超磁致伸缩薄膜磁机耦合特性试验系统 |
| 3.1 超磁致伸缩薄膜磁机耦合特性检测装置 |
| 3.2 超磁致伸缩薄膜驱动线圈的优化设计 |
| 3.2.1 空心圆柱线圈的设计方法 |
| 3.2.2 赫姆霍茨线圈的功率优化和形状选择 |
| 3.2.3 赫姆霍茨线圈的设计 |
| 3.3 驱动线圈磁场的均匀度分析 |
| 3.3.1 线圈中心点附近磁场强度的确定 |
| 3.3.2 驱动磁场径向均匀度的分析计算 |
| 3.3.3 驱动磁场的轴向均匀度分析计算 |
| 3.4 超磁致伸缩薄膜驱动磁场均匀度有限元仿真分析与实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 超磁致伸缩薄膜静态磁机耦合特性分析及模型的研究 |
| 4.1 超磁致伸缩薄膜低磁场准静态磁机耦合特性及模型 |
| 4.1.1 超磁致伸缩薄膜低磁场磁机耦合特性分析 |
| 4.1.2 超磁致伸缩薄膜低磁场下准静态磁机耦合模型 |
| 4.1.3 实验验证与讨论 |
| 4.2 双层超磁致伸缩薄膜几何非线性变形分析及模型 |
| 4.2.1 双层超磁致伸缩薄膜几何非线性变形分析 |
| 4.2.2 双层超磁致伸缩薄膜几何非线性变形模型 |
| 4.2.3 双层超磁致伸缩薄膜实验验证及结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 超磁致伸缩薄膜动态磁机耦合特性分析及模型的研究 |
| 5.1 超磁致伸缩薄膜非线性振动模型 |
| 5.1.1 动态磁致伸缩等效载荷 |
| 5.1.2 超磁致伸缩薄膜非线性振动方程 |
| 5.1.3 超磁致伸缩薄膜主共振响应 |
| 5.1.4 超磁致伸缩薄膜超谐波共振响应 |
| 5.2 超磁致伸缩薄膜振动特性及模型实验验证 |
| 5.2.1 超磁致伸缩薄膜振动图象 |
| 5.2.2 超磁致伸缩薄膜共振频率的变化 |
| 5.2.3 超磁致伸缩薄膜振动幅值的变化 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 超磁致伸缩薄膜微型泳动机器人 |
| 6.1 超磁致伸缩薄膜微型泳动机器人的结构设计 |
| 6.1.1 超磁致伸缩薄膜微型机器人的泳动推进模式 |
| 6.1.2 超磁致伸缩薄膜泳动微型机器人的结构 |
| 6.2 超磁致伸缩薄膜微型泳动机器人的仿生机理 |
| 6.3 微型泳动机器人的驱动性能实验 |
| 6.3.1 液体中超磁致伸缩薄膜的振动特性 |
| 6.3.2 超磁致伸缩薄膜微型泳动机器人实验系统 |
| 6.3.3 不同液体中超磁致伸缩薄膜微型机器人的泳动特性实验与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 创新点摘要 |
| 部分实物照片 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）泳动型水下机器人的研究进展探析（论文提纲范文）
| 1 引言 (Introduction) |
| 2 泳动型机器人的研究特点 (Researchfeaturesofswimmingrobot) |
| 2.1 微型机器人 |
| 2.2 仿生机器人 |
| 3 泳动型机器人的研究内容 (Research content of swimming robot) |
| 3.1 泳动机器人的能源供给方式 |
| 3.2 泳动机器人推进机理与控制系统的研究 |
| 3.2.1 推进机理的理论分析 |
| 3.2.2 推进机理的实现 |
| 3.3 泳动机器人的机械结构设计 |
| 3.4 机器人运行轨迹控制和避障问题 |
| 3.5 振动问题和其它 |
| 4 相关问题与未来的研究发展趋势 (Related problems and future trends) |
（9）泳动型机器人的结构规划及其相关问题研究（论文提纲范文）
| 独创性声明 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 仿人型机器人的研究现状 |
| 1.2.1 仿人机器人的分类 |
| 1.2.2 仿人型机器人的研究状况和内容 |
| 1.3 泳动性机器人的研究现状 |
| 1.3.1 泳动型机器人的研究特点 |
| 1.3.2 泳动型机器人的研究内容 |
| 1.3.3 相关问题与未来的研究发展趋势 |
| 1.4 本文研究的背景和主要内容 |
| 1.4.1 研究背景 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 泳动型机器人的动作分析和自由度配置 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常见仿人机器人的自由度配置 |
| 2.3 泳动型机器人的基本动作形态分析和自由度配置 |
| 2.3.1 机器人自由度配置的基本原则 |
| 2.3.2 泳动型机器人动作分析和自由度配置 |
| 2.4 机器人自由度配置的比较分析 |
| 2.5 本文小结 |
| 第三章 泳动型机器人本体机构方案设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 泳动型机器人的外形及本体设计的基本要求 |
| 3.3 泳动型机器人各关节机构的设计 |
| 3.3.1 泳动型机器人的关节结构组成形式 |
| 3.3.2 泳动型机器人各关节的结构设计 |
| 3.4 泳动型机器人控制系统和驱动机构的设计 |
| 3.4.1 机器人控制系统设计 |
| 3.4.2 机器人的驱动装置 |
| 3.5 机器人传动和减速机构设计 |
| 3.5.1 机器人用减速和传动装置 |
| 3.5.2 泳动型机器人传动和减速装置的设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 泳动型机器人的动作规划和运动分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 泳动型机器人的运动形态描述 |
| 4.2.1 蛙泳的基本动作分解 |
| 4.2.2 蛙泳运动数据采集 |
| 4.2.3 蛙泳的运动循环线图 |
| 4.2.4 自由泳的基本动作分解 |
| 4.3 机器人各关节运动时序设计 |
| 4.4 泳动型机器人运动学分析 |
| 4.4.1 运动几何模型的建立 |
| 4.4.2 机器人机构的运动位置分析 |
| 4.4.3 机器人的速度分析 |
| 4.4.4 机器人运动分析实例—上肢的运动分析 |
| 4.5 机器人运动分析软件设计 |
| 4.5.1 Visual C++6.0开发环境简介 |
| 4.5.2 机器人运动分析的可视化程序设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 泳动型机器人的运动规划和避障分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机器人的运动规划 |
| 5.2.1 遗传规划的工作原理和表述方法 |
| 5.2.2 机器人的运动规划方法 |
| 5.2.3 仿真结果算例 |
| 5.3 机器人的避障问题探析 |
| 5.3.1 避障规划方法概述 |
| 5.3.2 泳动型机器人的避障问题分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 泳动型机器人运动仿真建模研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 虚拟现实技术概述 |
| 6.2.1 虚拟现实系统 |
| 6.2.2 可视化技术分析 |
| 6.2.3 虚拟技术在机器人领域应用 |
| 6.2.4 虚拟对象的模型 |
| 6.2.5 虚拟系统的关键技术 |
| 6.3 基于3ds max的虚拟建模环境系统 |
| 6.3.1 3ds max系统软件简介 |
| 6.3.2 关于3ds max的硬件环境 |
| 6.3.3 3ds max的动画原理及工作流程 |
| 6.4 泳动型机器人的可视化仿真建模研究 |
| 6.4.1 泳动型机器人的结构仿真模型 |
| 6.4.2 泳动型机器人的运动仿真模型 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 泳动型机器人动力学分析及仿真 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 机器人动力学分析方法简述 |
| 7.3 泳动型机器人上肢的动力学分析 |
| 7.3.1 机器人上肢的运动模型 |
| 7.3.2 机器人上肢系统的动能 |
| 7.3.3 广义力的确定 |
| 7.4 基于 Pro/ENGINEER系统的机构动力学仿真 |
| 7.4.1 Pro/ENGINEER系统简介 |
| 7.4.2 基于 Pro/ENGINEER的机器人动力学三维模型的建立 |
| 7.4.3 仿真结果及分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 泳动型机器人的工作稳定性分析 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 机器人的浮动状态分析 |
| 8.2.1 机器人的浮力计算 |
| 8.2.2 机器人的重力和重心位置的计算 |
| 8.2.3 机器人的浮态分析 |
| 8.3 机器人稳定性分析的基本原理 |
| 8.3.1 初稳性 |
| 8.3.2 大倾角稳定性 |
| 8.3.3 机器人的动态稳定性分析 |
| 8.4 泳动型机器人稳性的分析和计算 |
| 8.4.1 机器人的工作稳性分析 |
| 8.4.2 外部条件对机器人稳定性的影响 |
| 8.4.3 提高机器人工作稳定性的基本措施 |
| 8.5 本章小结 |
| 第九章 结论与建议 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 进一步工作的建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
（10）泳动微型机器人仿生游动机理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 液体中泳动微型机器人研究现状 |
| 1.2.1 液体中有缆驱动微机器人 |
| 1.2.2 液体中无缆驱动微机器人 |
| 1.3 液体中泳动微机器人研究现状分析 |
| 1.4 本文的主要内容介绍 |
| 2 超磁致伸缩薄膜动态特性的研究 |
| 2.1 超磁致伸缩材料性能及其应用 |
| 2.1.1 磁致伸缩效应的机理 |
| 2.1.2 超磁致伸缩材料的特性 |
| 2.1.3 超磁致伸缩材料的应用 |
| 2.2 超磁致伸缩薄膜的制备及其应用 |
| 2.2.1 超磁致伸缩薄膜(GMF)简介 |
| 2.2.2 超磁致伸缩薄膜的制备 |
| 2.2.3 超磁致伸缩薄膜的应用 |
| 2.3 超磁致伸缩薄膜动态特性的研究 |
| 2.3.1 研究意义 |
| 2.3.2 超磁致伸缩薄膜的驱动线圈和磁场分析 |
| 2.3.3 超磁致伸缩薄膜等效驱动力矩的分析 |
| 2.3.4 磁致伸缩薄膜动态特性分析 |
| 2.4 超磁致伸缩薄膜动态特性仿真 |
| 2.4.1 仿真结果 |
| 2.4.2 仿真结果分析 |
| 2.5 小结 |
| 3 泳动微机器人研究的仿生学基础 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 鱼类形体结构和运动时受力情况 |
| 3.2.1 鱼类形体结构 |
| 3.2.2 鱼类运动时受力分析 |
| 3.3 鱼类推进模式的研究 |
| 3.3.1 鱼类推进模式的分类 |
| 3.3.2 鱼类各种推进模式的比较 |
| 3.4 鱼类推进理论的研究 |
| 3.4.1 细长体理论 |
| 3.4.2 二维波动板理论和三维波动板理论 |
| 3.5 小结 |
| 4 微机器人游动机理的研究 |
| 4.1 微机器人波状泳动流体力学模型的建立 |
| 4.1.1 仿生微机器人的设计 |
| 4.1.2 鱼类波状推进理论基础 |
| 4.1.3 鱼鳍运动受力分析 |
| 4.1.4 微机器人推力模型的建立 |
| 4.1.5 微机器人游动速度模型的建立 |
| 4.2 泳动微机器人力学模型仿真及分析 |
| 4.2.1 仿真结果 |
| 4.2.2 仿真结果分析 |
| 4.3 小结 |
| 5 泳动微机器人的实验研究 |
| 5.1 超磁致伸缩薄膜动态特性实验研究 |
| 5.1.1 实验原理 |
| 5.1.2 实验仪器 |
| 5.1.3 实验结果 |
| 5.1.4 实验分析 |
| 5.2 微型机器人游动实验研究 |
| 5.2.1 实验原理 |
| 5.2.2 实验装置 |
| 5.2.3 实验数据及处理 |
| 5.2.4 实验分析 |
| 5.3 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 大连理工大学学位论文版权使用授权书 |
四、泳动微机器人主体机构放大性能研究（论文参考文献）
- [1]飞秒激光制备磁驱微机器人及其生物医疗应用研究[D]. 辛晨. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]微小弯管内磁性小球外磁场驱动与控制系统研究[D]. 张驰. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [3]基于磁场驱动技术及MEMS的永磁微机器人系统设计[D]. 李炫颖. 上海交通大学, 2014(06)
- [4]一种新型仿生游动机器人研究[D]. 刘耀东. 南京航空航天大学, 2010(06)
- [5]微型泳动式管道机器人的研究与设计[D]. 任思璟. 哈尔滨工程大学, 2008(06)
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