基于梯度强化的微机器人磁场驱动建模研究

作     者：樊启高 赵正青 谢林柏 黄文涛 朱一昕 Fan Qigao;Zhao Zhengqing;Xie Linbai;Huang Wentao;Zhu Yixin

作者机构：江南大学物联网工程学院无锡214122 

基　　金：国家自然科学基金(51807079) 江苏省自然科学基金(BK20200623) 江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(GDZB-138)资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2021年第42卷第3期

页      码：114-122页

摘      要：磁场驱动技术在微机器人操作领域已成为当前的研究热点。设计了一种梯度增强型磁场驱动系统,首先建立铁芯末端模型并设计末端形状,利用有限元法优化铁芯线圈参数以达到磁感应强度、磁场梯度、磁场均匀性和工作空间等系统指标要求;其次对所设计的磁驱系统进行ANSYS仿真和实验测试,得出该磁驱系统工作空间中心的最大磁感应强度为73.93 mT,工作空间中心的最大磁场梯度为8.68 T/m,与其他文献研究的梯度磁场驱动系统进行比较,性能提升明显。同时对所设计的新型磁驱系统进行运动控制实验分析,结果表明该系统能够在不同环境下对磁珠进行位置闭环控制,在不同粘度的硅油环境下驱动磁珠按预定轨迹运动的平均误差最大为0.066 mm,均方根误差最大为0.078 mm。

主 题 词：磁驱系统 参数优化 有限元法 闭环控制 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.19650/j.cnki.cjsi.J2007270

馆 藏 号：203103536...