微型机器人

微型机器人
微型机器人

微型机器人

A newly-built machine uses extremely small instruments to perform eye operations.

The machine is reported to make fewer mistakes than doctors.

Robots are already used to perform some relatively simple operations like a hysterectomy, when a doctor removes a woman's uterus. But operating on the eye is more difficult than those kinds of surgeries.

A cataract is a condition that many people develop as they get older. It makes the lens of the eye appear cloudy, making it more difficult for the patient to see. Doctors can remove cataracts through surgery.

One of the difficult parts of that surgery is getting close to the lens. The doctor has to work very carefully next to the capsule of the lens, without breaking it.

That is where Axsis technology comes in.

Axsis is one of the smallest robots for surgical use. It is the size of a soft drink can. The robot is equipped with instruments measuring only 1.8 millimeters in length.

A company called Cambridge Consultants developed the Axsis system. Chris Wagner is its head of advanced surgical systems. He says Axsis could help patients in need of corrective eye surgery. Wagner says the company's robotics product can help with this "extremely sensitive part of the operation" of getting close to the lens without breaking it. He says with robotics, and guidance and imaging during the operation, one can see where the robot is, and see where the lens is, along with other important body parts.

All of the machine's operating parts are inside the device, he says. This is different from traditional surgical robots that operate on a long straight instrument.

Wagner says the joints have been moved inside, "so no arm is swinging around... and no arm motion has to conflict with another robot arm."

Critics say cataract surgery is not very difficult, and the new machine may not be needed. But Wagner believes it shows that such small robotic devices could be used in many other ways.

"I think the fact that it's a 1.8 millimeter diameter robot that's operating on the size scale of the eye is exciting. This just opens the door to a number of different types of procedures that you can do that previously weren't possible."

That means the device could be used for treatments that require more attention to detail than human hands can provide.

I'm Anne Ball.

1.hysterectomy n.子宫

The ratio of abdominal to vaginal hysterectomy is approximately 3:1.

经腹与经阴道子宫切除术比率为3:1.

2.cataract n.白内障

The way is blocked by the tall cataract.

高悬的大瀑布挡住了去路.

3.lens n.晶状体

The lens of the eye accommodate to distance.

眼球晶状体能根据距离进行调节。

4.swing vt.摇摆,挥动

He accidentally found that the desk clock did not swing its pendulum.

他无意中发现座钟不摇摆了。

1.It is the size of a soft drink can. The robot is equipped with instruments measuring only 1.8 millimeters in length.

be equipped with 配有……,装有……

Our yacht was well equipped with two double cabins fore and aft.

我们的游艇设施完备,首尾有两个双人舱。

You can also tour the site on modern coaches equipped with videos.

您也可以乘坐配有视频设备的现代化长途汽车游览那处遗址。

2.That means the device could be used for treatments that require more attention to detail than human hands can provide.

be used for 用于……

These optical fibres may be used for new sorts of telephony.

这些光缆可以用于新型电话通讯系统。

The money saved could be used for more deserving causes.

省下来的钱可以用于更有意义的事业。

种新式机器人可以使用微型仪器进行眼部手术。

据报道,这种机器人的错误率比医生还要低。

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一些相对简单的手术早已采用了机器人进行操作,比如子宫切除手术(医生切除女性的子宫)。不过,眼部手术的难度要高于这些类型的外科手术。

随着年龄的增长,很多人会患上白内障。这种疾病会使人眼球的晶状体越发模糊,让病人越来越难看清。医生可以通过外科手术来移除白内障。

白内障手术难度较大的一个部分就是切近晶状体。医生必须极为小心,在不伤害晶状体囊的情况下,尽可能接近晶状体囊。

艾西斯技术因此应运而生。

艾西斯是执行外科手术中最小的一款机器人。它只有一瓶软性饮料那么大,但其身上所携带的仪器只有1.8毫米长。

艾西斯系统是剑桥顾问公司研发的。克里斯瓦格纳是艾西斯高级外科系统的负责人。克里斯表示,艾西斯为病患做眼部矫正手术。

克里斯还说,其公司的机器人产品能够助力这项“极为敏感手术”中迫近晶状体囊而不对其造成损坏的要求。克里斯表示,手术期间,有了机器人技术、指导和成像,就能看到机器人

所处的位置、晶状体的位置以及其他重要身体部位。

克里斯说,艾西斯的所有操作部位都位于内部。这与那些在又长又直的仪器上进行手术的传统手术机器人不同。

克里斯表示,所有关节都被挪到了机器人身体内部,“这样就不会存在手臂到处挥舞的问题……也不会在挥动手臂时碰到另一个机器人的手臂。”

一些批评家表示,白内障手术并不难,所以并不需要这种新型机器人。然而克里斯却认为,有事实表明这样的微型机器人可以用很多其他的用途。

“我觉得,一个直径只有1.8毫米的机器人做眼部手术这件事,想想就让人兴奋。这简直为很多以前认为不可思议的事情敞开了大门。”

这意味着微型机器人装置可以用于一些细节要求高于人类手部所能达到的治疗中。

安妮鲍尔为您播报。

Some of the most successful technology business owners in Silicon Valley are immigrants. Silicon Valley is an area of northern California that is home to major technology companies like Apple, Google and Facebook.

For some immigrants, just living in the United States is the goal. But others have bigger dreams, like Qasar Younis.

Younis is the chief operating officer of Y Combinator. Y Combinator is an investment company. It gives money to new technology businesses in return for part ownership.

If the company is sold or offers its shares for sale to the public, Y Combinator can make a lot of money.

Younis is from the Punjab area of Pakistan. He says he was just a normal child. But, he says he believed from an early age that he could be successful in the U.S.

Another Pakistani immigrant, Dilawar Syed, owns the software company Freshdesk. It provides customer support services.

Syed said the people who live in Silicon Valley create big opportunities for themselves and each other.

"The idea of making an impossible, possible is the way we operate."

And, he thinks Silicon Valley is unlike https://www.360docs.net/doc/c36372993.html,any other place.

"I think the valley is unique. In that ecosystem, there is an interesting mix of enabling factors that allow people to develop themselves, to push themselves, to take risks, fail often and then succeed quite often in a spectacular fashion."

Many entrepreneurs around the world dream of coming to California and starting a business. But how do they do it?

There are organizations that can help.

Mohammad Ibrahim's Leaders is one such group. It invites leaders of start-ups from the Palestinian territories to attend a one-month program in Silicon Valley. Silicon V alley experts provide training and advice to the visitors.

They learn how to market and grow their businesses. They find ways to increase sales. And Ibrahim says Leaders can connect the start-ups that need money with investors.

Google has a similar program called Launchpad Accelerator. It offers problem-solving for people who started businesses in parts of Latin America and Asia. Those who come to the program spend two weeks at Google's headquarters and then get access to Google experts for six months. Another way people get their start is through internships. Internships are mostly unpaid training positions at companies. Interns can gain valuable connections as well.

The tech company Mozilla, known for their web browser, offers three-month paid internships. Some Silicon Valley interns earn as much as $5,000 per month.

Nichole Gibson finds interns for Mozilla.

"So here at Mozilla we are looking for the best and the brightest, but we also focus on diversity and inclusion. So, we have a wide range of interns that we actually hire. Since we are an international company, we can hire interns from all over the world, which is great. We hire into non- technical and technical roles so we have a wide range of positions that they can apply for."

I'm Dan Friedell.

1.chief operating officer(COO)n.首席运营官

The school is unable to get money out of China, says Henrietta Royle, chief operating officer.

该校首席运营官亨利埃塔?罗伊尔(HenriettaRoyle)表示, 卡斯商学院无法从中国赚钱.

2.enabling adj.授权的,促成的

Some protection for victims must be written into the enabling legislation.

对受害者的一些保护必须写进权力授予法。

3.start-up n.新成立的公司,创业公司

Thousands and thousands of start-up firms have poured into the computer market.

成千上万家新成立的公司已涌进了计算机市场。

4.browser n.浏览器

Press the "reload" button on your web browser to refresh the site and get the most current version. 点击网页浏览器上的“刷新”按钮来刷新页面,显示最新的版本。

5.inclusion n.包容性,包含,列入

His name was put forward for inclusion in the Honours List.

有人提议把他的名字列入光荣榜.

6.connections(复数形式)n.关系

Some claim that she still has connections to the criminal underworld.

有人称她仍与黑社会犯罪势力有来往。

1.If the company is sold or offers its shares for sale to the public, Y Combinator can make a lot of money.

for sale 出售

The beans are then ground and packaged for sale as ground coffee.

然后那些咖啡豆被磨碎,包装好作为咖啡粉出售。

There are many boats, new and used, for sale.

有很多新旧不一的船待售。

2.We hire into non- technical and technical roles so we have a wide range of positions that they can apply for."

apply for 申请

Investors can apply for a package of shares at a set price.

投资者可以申购固定价格的股票组合。

She graduated with high enough marks to apply for university.

她的毕业成绩足以申请上大学。硅谷最成功的技术企业创始人中有一部分是移民。硅谷位于北卡罗来纳州,是包括苹果、谷脸熟等一些主要技术类公司的所在地。

对一些移民来说,单是能居住在美国,目标就完成了。但还有一些移民有更大的梦想,比如哈撒尔尤尼斯。

尤尼斯是Y Combinator公司的首席运营官。Y Combinator是一家投资公司。该公司向新技术企业提供资金,以换取部分股权。

如果有一天其所投资的公司被卖出,或是将其股份对外出售,那么Y Combinator就能赚得盆满钵满。

尤尼斯来自巴基斯坦旁遮普地区。他说自己只是一个普通人。但他从很小的时候就坚信自己会在美国成功。

还有一位名叫迪拉瓦尔赛义德的巴基斯坦移民,他有一家名为Freshdesk的软件公司。该公司的业务是提供客户支持性服务。

赛义德说,生活在硅谷的人既能为自己也能为他人创造巨大机会。

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“我们做事方法是让不可能变为可能。”

此外,他还认为硅谷不同于其他地方。

“我觉得硅谷很特别。硅谷这个生态系统是各种促成因素的有趣混合体,这里能让人们施展那自我,推动自我,去冒险,在经历了不断的跌倒后,往往最终成为万众瞩目的成功者。”全世界有很多企业家梦想着能去加州创业。但他们是怎么做的呢?

有很多机构能够助他们一臂之力。

穆罕默德易卜拉欣创办的Leaders就是这样一个机构。该机构邀请巴勒斯坦的创业领袖前来硅谷参加一个月的项目。硅谷的多名专家会为这些访客提供培训和建议。

他们学会了如何营销并壮大自己的企业。他们找到了增加销售额的方法。易卜拉欣说,Leaders这个机构能将需要投资的创业公司与投资方结识。

谷歌也有一个类似的项目,名为创业加速器。该平台为拉美和亚洲部分地区的创业者提供了解决问题的对策。参加该项目的人可在谷歌总部呆两周,并与谷歌的专家进行长达6个月的接触。

还有一种初创方式是实习。大多数实习岗位是无薪酬的培训岗位。但实习生能获得宝贵的人脉资源。

著名的浏览器技术公司摩斯拉(Mozilla)提供3个月长的带薪实习。还有一些硅谷公司的实习工资可达每月5000美元。

尼克尔吉普森为摩斯拉寻找实习生。

“摩斯拉想要寻找的实习生应该是既优秀又聪明的,但我们也看重多样性和包容性。因此,我们实际上录用了很多实习生。由于我们是国际化公司,所以录用的实习生也是来自全球各地的,这一点很棒。我们既需要非技术岗位,也需要技术岗位,因为感兴趣的人有很多岗位可以申请。”

Dan Friedell为您播报VOA新闻。

A new study from Harvard University shows that female doctors are slightly better than their male colleagues, but get paid less. Researchers looked at more than three million medical records. Around half of these (1.5 million) were hospitalizations, and the other half were for readmissions (people who had to stay in hospital a second time). The percentage of hospital patients who had to return to hospital, or who died, was lower if the doctor was female. Mortality rates (the number of people who died) were 15.02 per cent and readmission rates were 11.07 per cent for female doctors, compared with 15.57 per cent mortality and 11.49 per cent readmission rates for patients of male doctors.

The researchers did not give a reason why women provided better care to patients than men. However, researcher Dr. Ashish Jha did give a figure for the number of lives that could be saved in the USA if male doctors performed as well as female doctors. Dr Jha said: "We estimate that approximately 32,000 fewer patients would die if male physicians could achieve the same [results] as female physicians every year." He also said that it was wrong that men got paid more than women, especially because women were better at their jobs. Dr Jha added: "We need to understand why these diff erences exist…and figure out how to translate it to the [wider] population of physicians."

1.slightly adv.轻微地,轻轻地

In most languages adjectives have slightly different spellings for masculine and feminine.

在多数语言中,形容词的阳性和阴性的拼法略为不同。

2.hospitalization n.医院收容,住院治疗

Occa-sionally hospitalization is required to combat dehydration.

有时病人必须住院以防脱水。

3.mortality n.死亡数,死亡率

Premature birth is the main cause of perinatal mortality.

早产是临产死亡的主要原因。

4.approximately adv.近似地,大约

Approximately $150 million is to be spent on improvements.

大约1.5亿美元将用于作出改善。

What is the 2016 Word of the Year?

The American dictionary Merriam-Webster has named "surreal" its 2016 Word of the Year.

Merriam-Webster's Learner's Dictionary defines the adjective as "very strange or unusual" or "having the quality of a dream."

The word entered the English language in the 1930s, following the artistic movement known as surrealism.

Merriam-Webster says searches for "surreal" rose after several world events and tragedies in the past year.

Major increases in the number of lookups directly followed the terrorist attacks in Belgium and France, the overthrow attempt in Turkey, the Brexit vote, and the death of American musician Prince.

But, Merriam-Webster reports, the largest increase in searches for "surreal" came just after the United States presidential election last month.

Its meaning comes from the word's two parts. The word "real" comes after the preposition "sur," which means "above" or "over" in the French language.

"Surreal" is often used to describe something https://www.360docs.net/doc/c36372993.html, shocking. People might use the word when they cannot believe -- or do not want to believe -- reality.

"Surreal" can have a negative or positive meaning. For example, the Grand Canyon or a trip to the Moon could be described as surreal.

Other popular words of 2016 include revenant, icon, and bigly, Merriam-Webster says. Revenant means "one that returns after death." It comes from the French verb for "return." The Oscar-winning Hollywood film "The Revenant" drove this word's popularity.

People searched for the word "icon" in high numbers following the death of pop star Prince. It means "a person who is very successful and admired."

"Bigly" became hugely popular after many people thought U.S. President-elect Donald Trump used the word during a presidential debate.

People questioned whether the adjective "big" can be used as an adverb in the English language. But language experts agreed that Trump actually said "big league." This expression describes something very successful or high-level. Trump used it as an adverbial phrase.

Language experts also agreed that "bigly" is a word, although it is not often used.

Other dictionaries have also announced their 2016 words of the year.

The Oxford-English Dictionary chose "post-truth," which describes situations in which "facts are less influential in shaping public opinion than appeals to emotion and personal belief." The phrase became popular during the 2016 U.S. presidential elections.

https://www.360docs.net/doc/c36372993.html, named "xenophobia" its Word of the Year. It means "fear or hatred of foreigners."

A huge increase in searches for the word happened on June 24 -- one day after Britain voted to leave the European Union.

I'm Ashley Thompson.

1.artistic movement 艺术运动

This, I believe, will very much benefit the whole literary and artistic movement.

我认为这是对整个文学艺术运动很有益处的。

2.known as 被认为;被称作

She is known as a great beauty.

她是出了名的大美女。

3.look up 仰望;查阅

I looked your address up in the personnel file.

我在人事档案里找到了你的地址。

4.terrorist attack 恐怖袭击

The terrorist attack left many dead and wounded.

恐怖袭击造成多人死伤。

1.which describes situations in which "facts are less influential in shaping public opinion than appeals to emotion and personal belief."

public opinion 民意;公众舆论

He mobilized public opinion all over the world against hydrogen-bomb tests.

他动员全世界的舆论反对氢弹试验。

New public opinion polls show the president's approval rating at its lowest point since he took office.

新的民意调查显示总统的支持率跌到了他就职以来的最低点。

2.Merriam-Webster says searches for "surreal" rose after several world events and tragedies in the past year.

searches for 搜寻;搜索

You can use a directory service to search for people on the Internet.

你可以利用因特网的目录服务搜索人名。

My life has been music, and a constant search for it has been the mainspring of my life

我以音乐为生,对音乐的不懈探索已经成为我生活的动力。

基于开源硬件Arduino的小学机器人微型课程内容设计-精品教育文档

基于开源硬件Arduino的小学机器人微型课程内容设计 培养学生的创新能力是新课程的严重理念,机器人教学是培养学生创新能力的环节之一。目前,机器人教育在我国正处于起步阶段,越来越受到各级教育部门和学校的重视,各级各类机器人竞赛层出不穷。机器人教育大有推广普及之势。然而,现在很多学校的机器人教育却处于十分无语的境地。一方面,机器人课程并未列入常规教学,大多以竞赛为导向,以课外小组等方式开展,缺少较为完善的课程体系,普及面十分狭隘。另一方面,机器人硬件设备无统一标准,各品牌机器人设备之间无法兼容,而且价格高昂。此外,机器人厂商出于对技术的保护不公开机器人设备的技术细节,学生只能在厂商提供的若干种功能模块中进行学习,不利于创新能力的培养。 探寻一种开放的机器人硬件并设计出适应学生学习特点的机器人课程成为机器人教育普及的突破口。 一、开源硬件与Arduino机器人 开源硬件是继承开源软件的思想开发的。开源硬件的开发者将硬件所有资料公开,包括原理图、零件列表等,任何人或组织都可以使用这些资料。Arduino是一种应用广博的开源硬件,包括一个单片机开发板和软件开发系统。使用Arduino可以制作出各种各样的电子创意作品,制作机器人是其中一个严重应用方向。利用Arduino制作的机器人统称为Arduino机器人。Arduino机器人具有以下优点: 1.技术资料公开 得益于开源思想,Arduino的技术资料全部公开,任何人都可以获得Arduino的技术细节。开源对于知识的传播有很大的帮助作用。 2.软件系统易于学习 Arduino的开发目的是供非单片机专业人士使用,使用它不需要学习单片机语言。Arduino的软件系统使用的是初学者也能很简易掌握的编程环境,并且可以选择图形化编程界面,小学生也能松弛掌握编程工具的使用方法。 3.参考资源十分丰盛

解析医疗机器人九大关键应用技术

解析医疗机器人九大关键应用技术 目前,机器人已经是制造业和其它重复劳动中的标准配置。并且机器人市场的需求正在转向,从过去的工业领域转向民生领域。特别是医疗、养老和教育行业,对于智能服务机器人的需求非常迫切,服务机器人在这些行业的应用将会很有市场前景。 随着我国进入老龄化,医疗、护理和康复的需求不断增加,同时由于人们对生活品质追求的提高,使得医疗不管在质上还是量上都要满足更高水准的要求。另一方面,医护人力相对缺乏,医疗及健康服务机器人具有巨大的发展潜力。而在医疗应用环境中,机器人的出色表现是需要过硬的技术来支撑的,目前医疗机器人工作首要要害技术有以下几项: 机器视觉技术:中医智能机器人专注于中医的“望、闻、问、切”,具有鲜明的中国特色,其主要功能为面诊、舌诊、问诊及脉诊。首先通过机器人的视觉采集人体的面像和舌像,通过机器手或手环采集人体的脉搏,利用先进的计算机视觉、机器学习、人工智能和深度学习算法,智能判读人体的面像、舌像和脉搏数据,再结合问诊信息,最后通过中医医理模型推断人体的整体健康体质类型,并根据具体情况提供个性化的康复建议,包括保健原则、饮食药膳、起居养生、穴位按压、中医功法和音乐疗法等。

优化方案技术:医用机器人已然叫机器人,那就离不开机器人的基础理论和要害技术,包括安排、控制、传感、人机交互、遥操作和资料等等,这方面和传统机器人没有太大不一样。方案时要脱节传统工业机器人的“影子”,结束轻量化、精密、活络机器人安排构型立异方案。 系统集成技术:医用机器人有“医用”的分外内在,恳求安全有用。系统集成时一定要面向详细的手术流程需要,思考手术室如何运用,留心人机成效学的研讨。假设医生不接受你的系统,你理论工作做得再好、技术再抢先也不行能得到推行运用,所以医用机器人更偏重“医生-机器人-病人”三者的共融。

体内微型机器人的全方位旋进驱动特性

文章编号:100220446(2006)0620560205 体内微型机器人的全方位旋进驱动特性3 张永顺,张凯,张林燕 (大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁大连 116024) 摘 要:提出了一种由外旋转磁场驱动的体内微机器人.它以相邻径向异向磁化瓦状多磁极圆筒形NdFe B永磁体为外驱动器,以机器人内嵌同结构的NdFe B永磁体为内驱动器,外驱动器旋转时产生旋转磁场,通过磁机耦合作用于内嵌驱动器形成机器人驱动力矩,在本体外表面螺纹与流体动压力的作用下,实现机器人在管道内的在线旋进.在建立微机器人游动模型的基础上,以垂直管道为试验环境,研究了机器人的全方位驱动特性,试验结果表明机器人可以实现管道内全方位驱动. 关键词:体内微型机器人;旋转磁场;游动特性;全方位驱动 中图分类号: TP24 文献标识码: B Sp i ra l D r i ve Character isti cs of a M i cro Robot I n si de Human Body Z HANG Yong2shun,Z HANG Kai,ZHANG L in2yan (Key L aboratory for Precision&N on2traditional M achining of M inistry of Education,D alian U niversity of Technology,D alian116024,China)  Abstract:A ne w m icr o r obot inside hu man body driven by exteri or r otating magnetic field is p r oposed.It takes a cylindri2 cal NdFe B multi pole per manentmagnet composed of several neighboring tegular magnetsmagnetized anis otr op ically al ong ra2 dial directi on as exteri or actuat or,and a magnet with the same structure e mbedded inside the r obot body as the inner actua2 t or.The r obot scre ws for ward inside p i pe under the acti on bet w een s p iral rib on the exteri or surface of r obot body and fluid dyna m ic p ressure when r obot r otates by magnetic t orque,which is generated by magnet o2mechanical coup ling fr om r otating exteri or actuat or t o inner one.Based on a ne wly devel oped s wi m m ing mathe matical model,its characteristics of omni2direc2 ti onal drive is studied in the envir on ment of erect p i pe.Experi m ental results show that the r obot can realize omni2directi onal drive.  Keywords:m icr o r obot inside hu man body;r otating magnetic field;s wi m m ing characteristics;omni2directi onal drive 1 引言(I n troducti on) ME MS技术的发展,使微机器人进入体内执行无创或微创介入医疗作业成为可能.为了安全、可靠地进行肠道内的检查及手术作业,减少病人的痛苦,人们已经研究出微型肠道胶囊内窥镜和胶囊电子药丸.胶囊内窥镜可以无线传输检查图像,电子药丸可以通过在肠道内脉冲放电来医治胃肠疾病.它们均随肠道蠕动来完成整个区域检查与作业,并随排泄物排出体外,其过程安全、可靠,但速度缓慢,效率低下,尤其是错过病变组织时,不能主动返程进行集中局部观察与治疗,使肠道内的一些医疗作业无法完成. 为了实现胶囊式机器人的体内作业,有必要对其实施安全有效的主动驱动控制和姿态调整,尤其要求机器人具有全方位驱动功能,这样才能实现机器人的可靠作业. 日本Ishiya ma等人利用三轴亥姆霍兹线圈提供空间旋转磁场,通过加载电流控制磁场强度及方向,作用于胶囊内嵌磁体带动其旋转,在胶囊表面螺纹与液体的作用下实现旋进[1,2],通过调整外旋转磁场平面的方向对微机器人进行姿态控制[3,4].但通电线圈所产生的驱动力矩小,驱动不安全,尤其当驱动频率较高时,线圈的能量损耗较大,大大降低了机器人的效率.  第28卷第6期 2006年11月机器人 ROBO T Vol.28,No.6  Nov.,2006 3基金项目:国家自然科学基金资助项目(60275034);辽宁省自然科学基金资助项目(20021061,20032119). 收稿日期:2006-01-13

微型机器人

职业教育机电一体化专业教学资源库新技术新工艺 名称:微型机器人 编制人: 邮箱: 电话: 编制时间:2014.11 编制单位:辽宁省交通高等专科学校

微型机器人 机器人技术是一门快速发展的高新技术,在许多领域得到了日益广泛的应用,并对人类社会产生着日益重大的影响。微型机器人(Micro-Robotics)是指集成了微型作业工具、各种微小型传感器,具有通用编程能力的小型移动机构。 微机电系统(Micro Electromechanical System,MEMS)是指可批量制作的,将微型机构、微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、以及接口通信和电源等集于一体的微型器件或系统。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、光学等学科的交叉融合促进了MEMS技术的迅速发展。MEMS 是目前正在飞跃发展的微米/纳米技术中的一项十分重要的技术,它的成熟和产业化,对经济建设、国防建设乃至社会发展都将产生深远影响。 微型机器人是利用IC(集成电路)微细加工技术,将驱动器和传动装置、传感器、控制器、电源等集成在一起的功能完备的MEMS系统。MEMS技术可将机器人系统的尺寸缩小到几毫米甚至几百微米,这种微型化的趋势经逐渐成为机器人发展领域的一个重要方向。微型机器人的研究方向可以归纳为三个方面:微操作机器人技术,微定位机器人技术和微型机器人技术。 微型机器人结构尺寸微小,器件精密,可进行微细操作,具有小惯性、快速响应、高谐振频率、高附加值等特点。然而,微型机器人并不是简单意义上普通机器人的微小化,微型机器人一般集成有传感、控制、执行和能量单元,是机械、电子、材料、控制、计算机和生物医学等多学科技术的交叉融合。微型机器人的研究,是一个新颖又具有重大实际意义和挑战性的课题。该技术有利于实现真正意义上的微小系统,充分展示了微小系统的巨大魅力;而且建立微型机器人需要更为微小的驱动器、执行器、传感器、处理器等,由此展开的对微型机器人本体加工和微部件的研制,将有利于实现更高意义上的微系统集成,推动MEMS技术继续前进。 ◎微型机器人的组成、关键技术及分类 微型机器人系统一般由四部分组成:微执行器,微传感器,微能源,控制系统。相应的微执行器技术、检测技术、能源供给和控制技术就是微型机器人的关键技术。 ◆微执行器技术

2020年医疗机器人行业专题研究报告

2020年医疗机器人行业专题研究报告

内容目录 1、医疗机器人市场中国崛起 (4) 1.1 医疗机器人市场发展迅速,亚太地区成为新重心 (4) 1.2 美国引领医疗机器人发展,中国医疗机器人企业崭露头角 (5) 2、骨科机器人是群英逐鹿的赛道 (8) 2.1 骨科机器人市场竞争分析 (9) 2.2 骨科机器人技术发展情况 (9) 3、直觉外科公司分析 (12) 3.1 直觉外科发展历程 (12) 3.2 直觉外科商业模式—耗材收入逐渐成为主力 (13) 3.3 直觉外科的各阶段估值分析 (15) 4、 REWALK外骨骼机器人—商业化前景黯淡 (16) 4.1 Rewalk业绩无法兑现,股价持续走低 (18) 4.2 日本Cyberdyne公司与Rewalk同样遭遇 (19) 5、天智航—骨科机器人龙头公司 (20) 5.1 产、学、研、医结合,填补国内骨科机器人空白 (20) 5.2 创始人为实际控股人,通过参股资本追踪领域前沿 (20) 5.3 核心团队简介 (21) 5.4 产品核心技术指标 (22) 5.5 初期以设备销售收入为主的商业模式 (22) 5.6 财务情况分析 (23) 5.7 天智航投资价值分析 (24) 图表目录 图1:全球医疗机器人市场规模预测 (4) 图2:2016年医疗机器人全球市场份额分布 (5) 图3:中国医疗机器人市场规模预测 (5) 图4:中国医疗机器人领域新成立公司数 (5) 图5:医疗机器人分类 (6) 图6:手术机器人在医疗机器人中占比 (6) 图7:达芬奇机器人系统全球装机分布情况 (7) 图8:全球手术机器人市场 (7) 图9:国外主要医疗机器人公司 (7) 图10:国内主要医疗机器人公司 (8) 图11:2018年骨科机器人新增装机量 (9) 图12:国内骨科机器人下游分布占比 (9) 图13:骨科机器人手术示意图 (10) 图14:骨科机器人双平面定位技术示意图 (11) 图15:国内获证上市的骨科机器人公司 (11) 图16:直觉外科产品更迭过程 (13) 图17:Ion机器人肺活检系统 (13) 图18:达芬奇机器人组成部分 (14) 图19:直觉外科商业模式 (15) 图20:2019年直觉外科各类收入占比 (15) 图21:Rewalk Personal及Restore系统 (16)

机器人的主要驱动方式及其特点

一目前机器人的主要驱动方式及其特点 根据能量转换方式,将驱动器划分为液压驱动、气压驱动、电气驱动和新型驱动装置。在选择机器人驱动器时,除了要充分考虑机器人的工作要求,如工作速度、最大搬运物重、驱动功率、驱动平稳性、精度要求外,还应考虑到是否能够在较大的惯性负载条件下,提供足够的加速度以满足作业要求。 A液压驱动特点 液压驱动所用的压力为5~320kgf/cm2. a)优点 1能够以较小的驱动器输出较大的驱动力或力矩,即获得较大的功率重量比。 2可以把驱动油缸直接做成关节的一部分,故结构简单紧凑,刚性好。 3由于液体的不可压缩性,定位精度比气压驱动高,并可实现任意位置的开停。 4液压驱动调速比较简单和平稳,能在很大调整范围内实现无级调速。 5使用安全阀可简单而有效的防止过载现象发生。 6液压驱动具有润滑性能好、寿命长等特点。 B)缺点 1油液容易泄漏。这不仅影响工作的稳定性与定位精度,而且会造成环境污染。

2因油液粘度随温度而变化,且在高温与低温条件下很难应用。 3因油液中容易混入气泡、水分等,使系统的刚性降低,速度特性及定位精度变坏。 4需配备压力源及复杂的管路系统,因此成本较高。 C)适用范围 液压驱动方式大多用于要求输出力较大而运动速度较低的场合。在机器人液压驱动系统中,近年来以电液伺服系统驱动最具有代表性。 B气压驱动的特点 气压驱动在工业机械手中用的较多。使用的压力通常在0.4-0.6Mpa,最高可达1Mpa。 a)优点 1快速性好,这是因为压缩空气的黏性小,流速大,一般压缩空气在管路中流速可达180m/s,而油液在管路中的流速仅为2.5-4.5 m/s。 2气源方便,一般工厂都有压缩空气站供应压缩空气,亦可由空气压缩机取得。 3废气可直接排入大气不会造成污染,因而在任何位置只需一根高压管连接即可工作,所以比液压驱动干净而简单。 4通过调节气量可实现无级变速。 5由于空气的可压缩性,气压驱动系统具有较好的缓冲作用。

微型机器人

微型机器人的发展与展望 摘要:微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词:微型机器人; 关键技术;应用

前言 机器人技术是一门快速发展的高新技术,在许多领域得到了日益广泛的应用,并对人类社会产生着日益重大的影响。微型机器人(Micro-Robotics)是指集成了微型作业工具、各种微小型传感器,具有通用编程能力的小型移动机构。微型机器人是利用IC(集成电路)微细加工技术,将驱动器和传动装置、传感器、控制器、电源等集成在一起的功能完备的MEMS系统。MEMS技术可将机器人系统的尺寸缩小到几毫米甚至几百微米,这种微型化的趋势经逐渐成为机器人发展领域的一个重要方向。微型机器人的研究方向可以归纳为三个方面:微操作机器人技术,微定位机器人技术和微型机器人技术。 微型机器人结构尺寸微小,器件精密,可进行微细操作,具有小惯性、快速响应、高谐振频率、高附加值等特点。然而,微型机器人并不是简单意义上普通机器人的微小化,微型机器人一般集成有传感、控制、执行和能量单元,是机械、电子、材料、控制、计算机和生物医学等多学科技术的交叉融合。微型机器人的研究,是一个新颖又具有重大实际意义和挑战性的课题。该技术有利于实现真正意义上的微小系统,充分展示了微小系统的巨大魅力;而且建立微型机器人需要更为微小的驱动器、执行器、传感器、处理器等,由此展开的对微型机器人本体加工和微部件的研制,将有利于实现更高意义上的微系统集成,推动MEM S技术继续前进。 1 微型机器人的发展概况 近年来,采用MEMS技术的微型卫星、微型飞行器和能进入狭窄空间的微型机器人展示了诱人的应用前景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。 目前国内对微型机器人的研究主要集中在三个领域: (1)面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器人。(2)针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器人。(3)面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器人。 国外:日本、欧美发达国家开展了大量研究,重点发展工业及医疗用管道微机器人和微型工厂。 国内:MEMS技术已列入863计划,促进了微型机器人研究的进步。我国的MEMS技术包括微型机器人技术与国外的差距较大,仍处于不断追赶的过程中。 2 微型机器人的组成 微型机器人系统一般由四部分组成:微执行器,微传感器,微能源,控制系统。相应的微执行器技术、检测技术、能源供给和控制技术就是微型机器人的关键技术。 3 微型机器人的关键技术 3.1 微执行器技术

医疗机器人市场发展现状分析

医疗机器人销售规模及重点竞争企业 一、医疗机器人市场发展规模 中投顾问在《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》中表示,2014年全球医疗机器人的销量为1224台,与2004年全球医疗机器人销量为386台相比,年复合增速达12.2%。 图表2004-2014年全球医疗机器人销售情况 数据来源:中投顾问产业研究中心 商业机器人市场于2015年达到了59亿美金,主要受益于在商业机器人中占比极大的医疗及手术机器人的迅速增长,未来市场份额有望在2025年达到170亿美金,取代军用机器人板块成为第二大机器人市场。 图表2015-2020年机器人市场细分以及增速情况 单位:十亿美元

数据来源:中投顾问产业研究中心 中投顾问在《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》中表示,截止2016年1月,全球医疗机器人行业每年营收达到74.7亿美元,预计未来5年年复合增长率能稳定在15.4%,至2020年,全球医疗机器人规模有望达到$114亿美金。其中,手术机器人占60%左右市场份额。 目前北美市场目前为最大市场,而由于政府医疗投入加大,医疗系统重组和人们对微创手术意识加强,未来市场重心将逐渐往亚洲市场转移。2013年全球外科手术辅助机器人总销售额达14.95亿美元,其中达芬奇机器人全球销售额达6.33亿美元,占比42.43%。截至2014年底,全球共装机达芬奇机器人3266台,其中美国2223台(68%),欧洲549台(16.8%),亚洲350台(10.7%),我国内地共29台(7.96%),其中9台在北京(2.76%)。 二、医疗机器人市场竞争格局 中投顾问在《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》中表示,医疗机器人在国外属于市场化程度较高的行业,主要是由市场的供需情况决定的,竞争比较激烈。而技术更迭周期短的行业特性也决定了拥有核心技术以及突破性独创理念的公司将快速抢占市场份额。 目前全球医疗机器人行业中欧美地区的医疗企业占据了较大的市场份额,处于市场主导地位,全球最大的10家医疗机器人企业中大部分是美国和欧洲公司。其中,美国医疗机器人行业在全球处于领先地位,已发展到30多个。这些医疗科技公司拥有庞大的资源网络、全面的服务内容和优秀的研发团队。能够为医院、及其他医疗机构提供更科学、精确、安全的手术辅助服务。

工业机器人简介及发展前景

工业机器人简介及发展前景 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。 工业机器人最显著的特点有以下几个: (1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。 (2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。 (3)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。 (4)工业机器技术涉及的学科相当广泛,归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关。因此,机器人技术的发展必将带动其他技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。 当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。当前,对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位,而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。 构造分类 工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个运动自由度;驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作;控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。 工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动;圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作;球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩;关节型的臂部有多个转动关节。 工业机器人按执行机构运动的控制机能,又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位,适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业;连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动,适用于连续焊接和涂装等作业。 工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件,通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。 示教输入型的示教方法有两种:一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒),将指令信号传给驱动系统,使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍;另一种是由操作者直

微型机器人驱动技术

微型机器人驱动技术 目前,微型机器人常用的驱动技术概括起来主要有:气动、热驱动、微电机驱动、智能材料驱动和能量场驱动。其中,智能材料驱动常用的有形状记忆合金( SMA)、人工肌肉材料( IPMC)、压电材料( PZT)、巨磁致伸缩材料( GMA);能量场驱动常用的有微波、光波、磁场和超声波等。 一、气动形式 韩国研制出了单气动线路驱动的蚯蚓型管道检测微机器人。该机器人由前气室、后气室和伸展模块 3 部分组成,3 个气室被一个充气管道连接起来。首先,后气室逐渐充入空气并膨胀,机器人身体后部的夹钳紧贴到被检测管道表面; 然后空气使伸展模块内的气室充气、膨胀,机器人就向前伸展身体; 随着空气的不断充入,前气室也逐渐膨胀并达到特定气压值,身体前部的夹钳紧贴到管道表面; 然后通过排气使后气室在气流反作用力下前进,同时伸展模块收缩。通过气阀使充气和排气循环交替进行,就实现了像蚯蚓一样的运动。

图1、蚯蚓型管道检测微机器人 第二、热驱动形式 美国研制出一种热驱动机器人,它的运动主要由热敏晶片的热胀冷缩来完成,热敏晶片由热膨胀系数不同的两层聚合物中夹一个钛钨合金电阻构成,当加热电流通过回路时,热敏晶片向热膨胀系数小的聚合物一侧弯曲,就实现了单自由度运动。 图2、热驱动机器人 第三、微电机驱动形式 南京航空航天大学研制出了微电机驱动的精子形微机器人。该微机器人由椭圆形的头部和 4 个柔软的鞭毛组成,鞭毛由机器人头部内置的 4 个微电机驱动,当柔软的鞭毛被微电机带动在液体环境中旋转时,它们将形成又长又细的螺旋,液体作用于鞭毛的粘滞力将对微机器人产生推力从而使其前进。

图3、精子形微机器人 第四、智能材料驱动形式 韩国研制了一种形状记忆合金( SMA) 驱动的仿蚯蚓型微机器人。形状记忆合金和波纹管组合使微机器人伸缩前行,具体移动过程是: 硅树脂波纹管作为弹簧提供变形力,当 SMA 弹簧被加热收缩时,微机器人前部的微针钳住接触面,躯干后部向前滑动,同时 SMA 外部的硅树脂波纹管收缩储存变形能;然后,SMA 弹簧冷却,波纹管储存的变形能使 SMA 弹簧伸长,同时,后部的微针钳住接触面,躯干前部向前滑动;最后,波纹管和 SMA 弹簧回到初始平衡状态,二者弹力相等。SMA 的伸缩靠控制系统对形状记忆合金加热-冷却循环交替实现。 图4、仿蚯蚓型微机器人

微型机器人的发展

微型机器人的发展 【摘要】微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支,由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业,近几十年来受到了广泛的关注。它是随着微机电系统(MEMS)的出现和发展而应运而生的。本文着重介绍近几年微型机器人的发展与在现实生活中的应用。 【关键词】微型机器人;微型机器人的发展; 绪论 微型机器人是现化机器人技术发展的很重要方向,由于其结构尺寸微小、器件精密,可进行微细定位和微细操作,微型机器人可以应用在其他机器人无法应用的场合。 ①对于人烃无法进入的危险区域,如航天飞机、导弹、核动力工厂以及石油化工的管道的探伤和维修更是十分需要微型管道机器人; ②医疗上用于诊断、注药、切除和修补的微型机器人; ③用于操作血球、细胞的微型机器人; ④集成电路的检查和修补以及制作过程中的微定位和微操作; ⑤微型器人还在军事上具有应用价值,例如用来进行军事侦察,具有不易被发现的优点等。 1.微型机器人的出现 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。 2 微型机器人的发展 2.11 微型机器人发展的现状 据2010年5月13英国《每日邮报》报道研发的“纳米蜘蛛”,这种“纳米蜘蛛”机器人的大小仅有4纳米,比人类头发直径的十万分之一还小。该“纳米蜘蛛”机器人的发明是对几年前“蜘蛛分子”机器人的改进与升级,其功能更加强大,这种纳米机器人不仅能够自由地在二维物体的表面行走,而且还能吞食面包碎屑。虽然以前研制出的DNA分子机器人也具有行走功能,但不会超过3步,而“纳米蜘蛛”机器人却能行走100纳米的距离,相当于行走50步。“纳米”机器人可以用于医疗事业,以帮助人类识别并杀死癌细胞以达到治疗癌症的目的,还可以帮助人们完成外科手术,清理动脉血管垃圾,及组成计算机新硬件等。科学家们已经研发出这种机器人的生产线。 在二维物体表面行走的“纳米蜘蛛”机器人 2.2微型机器人发展中面临的问题 2.2.1驱动器的微型化 微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人的发展来看, 微驱动技术起着关键用, 并且是微机器人水平的标志,开发耗能低、,结构简单、易于微型化,、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马达) 是未来的, 2.2.2 能源供给问题 许多执行机构都是通过电能驱动的,但是对于微型移动机器人而言,供应电能的会 严重影响微型机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。微型机器人发展趋势应是无缆化 , 能量、控制信号以及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人

工业机器人用电机驱动系统

工业机器人用电机驱动系统 机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力,直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构。 对工业机器人关节驱动的电动机,要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。特别是像机器人末端执行器(手爪)应采用体积、质量尽可能小的电动机,尤其是要求快速响应时,伺服电动机必须具有较高的可靠性和稳定性,并且具有较大的短时过载能力。这是伺服电动机在工业机器人中应用的先决条件。 一、机器人对关节驱动电机的主要要求规纳如下 1.快速性 电动机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。响应指令信号的时间愈短,电伺服系统的灵敏性愈高,快速响应性能愈好,一般是以伺服电动机的机电时间常数的大小来说明伺服电动机快速响应的性能。 2.起动转矩惯量比大 在驱动负载的情况下,要求机器人的伺服电动机的起动转矩大,转动惯量小。 3.控制特性的连续性和直线性,随着控制信号的变化,电动机的转速能连续变化,有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比。 4.调速范围宽。 能使用于1:1000~10000的调速范围。 5.体积小、质量小、轴向尺寸短。 6.能经受得起苛刻的运行条件,可进行十分频繁的正反向和加减速运行,并能在短时间内承受过载。 目前,由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛应用,一般负载1000N(相当100kgf)以下的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。所采用的关节驱动电动机主要是AC伺服电动机,步进电动机和DC伺服电动机。其中,交流伺服电动机、直流伺服电动机、直接驱动电动机(DD)均采用位置闭环控制,一般应用于高精度、高速度的机器人驱动系统中。步进电动机驱动系统多适用于对精度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。交流伺服电动机由于采用电子换向,无换向火花,在易燃易爆环境中得到了广泛的使用。机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1~10kW。工业机器人驱动系统中所采用的电动机。

小型轮式机器人设计

南京理工大学电力系统自动装置论文 学院 (系):自动化学院 题目: 小型轮式移动机器人控制系统设计 李胜 指导老师:

摘要 由于传统单任务顺序执行机制不能满足智能轮式移动机器人对控制系统实时性的要求,而且对于复杂系统来说可靠性不高。所以本项目重点设计一套适用于小型轮式移动机器人的控制系统,要求其实时性好,可靠性高,具有灵活的可扩展性和可重构性,以提高它各项功能的响应速度(包括制动、加速、减速、爬坡等)。 本文设计的控制电路实现的传感器功能包括红外传感器、光敏传感器、碰撞传感器等。控制电路实现对两个直流电机的驱动控制。机器人采用这样的控制电路可以完成诸如自主避障、自主循迹等实验。使得轮式移动机器人的实时性好,可靠性高,且因为外部接口具有同用性,故具有灵活的可扩展性和可重构性。 最后对电路进行了调试,证明其满足要求 关键词轮式机器人控制系统调试

目录 1 绪言------------------------------------------------------------------03 1.1 机器人简单知识的介绍-----------------------------------------------03 1.2课题背景-------------------------------------------------------------------------------------------------03 1.3课题来源及目的---------------------------------------------------------------------------------------04 1.4 论文主要内容------------------------------------------------------04 2 小型轮式移动机器人控制电路的总体设计----------------------------------04 2. 1 需求分析-----------------------------------------------------------------------------------------------------------04 2.2 机器人功能的总体结构----------------------------------------------05 3 具体设计-------------------------------------------------------------05 3.1Protel电路设计软件简介----------------------------------------------05 3.2 控制电路的总体设计------------------------------------------------06 3.3各模块具体介绍------------------------------------------------------07 3.4 实验用移动机器人控制电路的PCB图----------------------------------18 4 机器人控制电路的调试-------------------------------------------------19 4.1 直流电机功能调试结果----------------------------------------------19 4.2 红外传感器电路调试结果--------------------------------------------22 4.3 光敏传感器调试结果------------------------------------------------22 4.4 碰撞传感器调试结果-------------------------------------------------23 结论 ------------------------------------------------------------------24 感谢 ------------------------------------------------------------------24 附录控制电路实物图------------------------------------------------------25 参考文献--------------------------------------------------------------26

(完整版)六自由度机器人结构设计

六自由度机器人结构设计、 运动学分析及仿真 学科:机电一体化 姓名:袁杰 指导老师:鹿毅 答辩日期: 2012.6 摘要 近二十年来,机器人技术发展非常迅速,各种用途的机器人在各个领域广泛获 得应用。我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距,因此 研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是有现实意义 的。 典型的工业机器人例如焊接机器人、喷漆机器人、装配机器人等大多是固定在 生产线或加工设备旁边作业的,本论文作者在参考大量文献资料的基础上,结合项 目的要求,设计了一种小型的、固定在AGV 上以实现移动的六自由度串联机器人。 首先,作者针对机器人的设计要求提出了多个方案,对其进行分析比较,选择

其中最优的方案进行了结构设计;同时进行了运动学分析,用D-H 方法建立了坐标变换矩阵,推算了运动方程的正、逆解;用矢量积法推导了速度雅可比矩阵,并计算了包括腕点在内的一些点的位移和速度;然后借助坐标变换矩阵进行工作空间分析,作出了实际工作空间的轴剖面。这些工作为移动式机器人的结构设计、动力学分析和运动控制提供了依据。最后用ADAMS 软件进行了机器人手臂的运动学仿真,并对其结果进行了分析,对在机械设计中使用虚拟样机技术做了尝试,积累了 经验。 第1 章绪论 1.1 我国机器人研究现状 机器人是一种能够进行编程,并在自动控制下执行某种操作或移动 作业任务的机械装置。 机器人技术综合了机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制及 人工智能等多种科学的最新研究成果,是机电一体化技术的典型代表,是当代科技发展最活跃的领域。机器人的研究、制造和应用正受到越来越多的国家的重视。近十几年来,机器人技术发展非常迅速,各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。 我国是从 20 世纪80 年代开始涉足机器人领域的研究和应用的。1986年,我国开展了“七五”机器人攻关计划。1987 年,我国的“863”计划将机器人方面的研究列入其中。目前,我国从事机器人的应用开发的主要是高校和有关科研院所。最初我国在机器人技术方面的主要

工业机器人背景介绍

郑州领航机器人有限公司 工业机器人的背景介绍 机器人是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并成为现代机械制造中的一个重要组成部分。机器人显著地提高了劳动生产率,改善产品质量,对改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。尤其在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合,应用的更为广泛。因而受到各先进国家的重视,投入大量人力物力加以研究和应用。 工业机器人是机器人学的一个分支,它代表了机电一体化的最高成就。工业机器人,一般指的是在工厂车间环境中,配合自动化生产的需要,代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。国际标准化组织(ISO)对工业机器人所下的定义是“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手具有几个轴,能借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用设备,以执行种种任务”。它综合了机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制及人工智能等多种科学的最新研究成果,是机电一体化技术的典型代表。随着科学技术的不断发展,人们对机器人的工作能力提出了更高的要求,不仅要求机器人的外形美观、操作简单,而且具有一定的稳定性、灵活性和开放性。

随着科学和技术的不断发展,在过去的几个世纪里,人类在许多方面都取得了重大的进展。机器人技术作为人类最伟大的发明之一,自2世纪60 年代初问世以来,经历了短短的50 年,已取得巨大的进步。工业机器人在经历了诞生、成长、成熟期后,已成为制造业中必不可少的核心装备,而且工业机器人不仅在工厂里成了工人必不可少的伙伴,而且正在以惊人的速度向航空航天、军事、服务、娱乐等人类生活的各个领域渗透。据世界机器人联合会统计,仅2014 年全球工业机器人销量就达到22.5万部,较上年增长27%,触及纪录最高点。预计2015 年增长率会更大。根据2012 年的统计,世界使用机器人最多的国家是日本,约31 万台;其次为美国、德国的16 万台和韩国的14 万台。 我国的工业机器人发展的历史已经有20 多年,从“七五”科技攻关开始,正式列入国家计划,在国家的组织和支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,不仅在机器人的基础理论和关键技术方面取得重大突破,而且在工业机器人整机方面,己经陆续掌握了喷漆、弧焊、点焊、装配和搬运等不同用途、典型的工业机器人整机技术,并成功的应用于生产,掌握了相关的应用工程知识。但总的看来,我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外的相比还有一定的距离。我国目前拥有工业机器人为13 万台,位居世界第五。同发达国家相比,我国机器人密度仍然较低,因此机器人需求量很大,以目前25%的年增长率,我国工业机器人保有量有望在2018 年超越日本达到世界

北京石油大学机器人设计第二次在线作业

第二次在线作业 单选题(共25道题) 收起 1.(分)机器人、微机控制型缝纫机、自动对焦防颤型摄像机、装有微型计算机的电视机和电饭煲等因为其工作原理在本质上无运动,所以以上均不属于机电一体化的产品。 A、正确 B、不能判定 C、错误 我的答案:C 此题得分:分 2.(分)机电一体化技术的本质是将电子技术引入机械控制中,也就是利用传感器检测机械运动,将检测信息输入计算机,经计算得到的能够实现预期运动的控制信号,由此来控制执行装置。 A、正确 B、不能判定 C、错误 我的答案:A 此题得分:分 3.(分)机电一体化系统主要有()、执行装置、能源、传感器5个部分组成。 A、计算机 B、机械装置、计算机 C、机械装置 我的答案:A 此题得分:分 4.(分)机电一体化系统是由“计算机,执行装置(能源),机械装置,传感器”形成( )控制系统。 A、闭环 B、半闭环 C、开环 我的答案:A 此题得分:分 5.(分)机器人就是将实现人类的腰、肩、大臂、小臂、手腕、手以及手指的运动的机械组合起来,构造成能够传递像人类一样运动的机械。机械技术就是实现这种( )的技术。 A、运动传递 B、运动能量

C、运动快慢 我的答案:A 此题得分:分 6.(分)随着电力电子技术的发展,驱动电机的电力控制的体积越来越小,可实现高速高精度控制是( )的一个重要特点。 A、电机 B、传感器 C、机械 我的答案:A 此题得分:分 7.(分)传感器按测试原理和被检测的()可以分为许多种,机械运动量主要有位移、速度、加速度、力、角度、角速度、角加速度、距离等物理量。 A、电机 B、能源 C、物理量 我的答案:C 此题得分:分 8.(分)这些物理量可以转换成两极板间的电容量、应变引起的电阻变化、磁场强度与磁场频率变化、光与光的传播、声音的传播等其它物理量,最终转换成()信号。 A、电压或频率 B、能源 C、物理量 我的答案:A 此题得分:分 9.(分)传感器的主要指标是(B ),同时还要求在任何环境下都能够可靠的工作。 A、价格 B、分辨率和精度 C、万用 我的答案:B 此题得分:分 10.(分)由传感器检测的机械运动信号一般转换与机械运动成正比例的连续电压信号,这种随着时间连续变化的信号称为()信号。 A、模数 B、模拟

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