微小氣動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)控制

2012年02月14日12:32:08 本網(wǎng)站我要評(píng)論(2)字號(hào)：T | T | T

作者：于蓮芝，愈令蔚，劉國(guó)現(xiàn)
（上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院）

摘　　　要：根據(jù)仿生尺蠖運(yùn)動(dòng)機(jī)理研制了一種用于人體腔道微創(chuàng)診查的氣動(dòng)微機(jī)器人系統(tǒng)。該機(jī)器人系統(tǒng)由前支撐單元、后支撐單元和具有３個(gè)氣室的橡膠驅(qū)動(dòng)器三部分組成。設(shè)計(jì)了控制機(jī)器人移動(dòng)的計(jì)算機(jī)電氣控制系統(tǒng)，通過(guò)控制該電氣系統(tǒng)的繼電器和高速開(kāi)關(guān)電磁閥來(lái)控制機(jī)器人系統(tǒng)的鉗位氣囊和驅(qū)動(dòng)器氣室內(nèi)的氣壓。通過(guò)分析一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，給出了機(jī)器人移動(dòng)的控制算法，使機(jī)器人前、后支撐單元的氣囊和驅(qū)動(dòng)器的氣室實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的充氣、保持及放氣３種狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。研究結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的機(jī)器人具有仿生尺蠖移動(dòng)機(jī)理的柔性結(jié)構(gòu)，通過(guò)所設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動(dòng)移動(dòng)。

關(guān)　鍵　詞：微小機(jī)器人；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；電氣控制系統(tǒng)；移動(dòng)控制

１　引　言２０世紀(jì)９０年代以來(lái)，機(jī)器人技術(shù)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的結(jié)合及在生物醫(yī)療方面的應(yīng)用得到了國(guó)際機(jī)電領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的高度重視。微計(jì)算機(jī)技術(shù)、ＭＥＭＳ技術(shù)、微傳感器技術(shù)、及微電子技術(shù)為機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了新的途徑［１］。
現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程應(yīng)用研究的主攻目標(biāo)是采用“低侵襲、微創(chuàng)／無(wú)創(chuàng)、低痛苦” 診療手段，對(duì)人體腔道的任意部位進(jìn)行直接監(jiān)測(cè)和診療，因此對(duì)研究醫(yī)用微機(jī)器人系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)微機(jī)器人系統(tǒng)的有效控制具有重大意義［２］。

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