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布鲁塞尔自由大学(ULB)
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  • 提供配置文件
  • ULB是一个多元文化的机构，拥有7个学院和一系列学校和研究所，同时也是一所综合性大学，提供所有学科和学习周期的学术学费。

    拥有三位诺贝尔奖获得者，一位菲尔兹奖，三位沃尔夫物理学奖，两位居里奖和29%的弗朗基奖，该大学也是世界学术界认可的主要研究中心。

产品组合

  • 隔振和阻尼

  • 用于有效载荷隔离和转向的软硬Stewart平台

  • 隔振

  • 高数据速率卫星间光链路通信、空间干涉仪任务仪器以及望远镜指向应用的光学有效载荷需要更高精度的指向性能。由于动力轮、低温冷却器、太阳能电池阵列驱动、液压泵等机械噪声设备产生的机械振动环境，会对敏感的载荷指向性能产生不利影响。

    通常，减少振动的解决方案包括实施软被动隔离支架(通常通过聚合物材料或弹簧/阻尼器系统)。这种方法的简单性和成本效益被其实现所能达到的有限性能所抵消。事实上，该系统在低频范围和低振动水平的效率是相当有限的。此外，与发射引起的载荷和空间环境具体相关的其他问题(需要一个发射锁定装置、释放后去指向、老化效应……)可能会降低它们的使用吸引力。
    因此，我们的研究活动最初集中在主动解决方案上。主动隔振通常包括传感器组件(通常用于感知关键位置的位移或加速度或力)，执行器(通常是压电或电磁)，控制功能的电源和数据处理能力。在各种可能性中，所谓的Stewart平台架构特别有吸引力;它是一个六足结构，其中六个腿提供所需的自由度，以有效载荷。
    • ULB建造的主动隔振器(2004)
    • 主动隔离隔离器用于空间干涉测量

  • 减振

  • 僵硬的昆虫
    该项目始于2000年;目标是建立一个六自由度通用主动阻尼界面。主动阻尼和转向接口设计用于连接两个任意结构:它可以用作微振动阻尼装置，也可以用作高精度指向机构。它是由六条腿，按照斯图尔特平台架构;每条腿由一个线性压电致动器、一个配置的力传感器和两个连接板的柔性尖端组成。最大轴向行程90µm，最大倾斜度4mrad。接口的腿以分散的方式由“天钩”控制器控制，该控制器采用积分力反馈(IFF)控制律。(左图)

    分流器阻尼
    压电换能器结构的主动阻尼通常意味着至少有一个敏感信号放大器(用于传感器)，一个功率放大器(用于执行器)和一个模拟或数字滤波器(用于控制器)。所有这些电子设备的使用在许多应用中可能是不切实际的，并且激发了所谓的分流电路的使用，其中电路直接连接到嵌入结构中的压电换能器。换能器充当能量转换器:它将机械能(振动)转换成电能，然后在分流电路中耗散。不需要单独的传感器，只需要一个，通常使用简单的电子电路。如果电路是无源的，即如果它是由电阻和电感等无源元件制成的，则并联结构的稳定性得到保证。(右图)

  • 机器人

  • 走路机器

  • 第一台机器，马克斯它由一个38厘米长、1.3公斤重的长方形六足足组成，是为步态研究而建造的。每条腿有两个自由度，由位置伺服电机驱动，脚部有一个触点开关。已经实现了各种各样的规则步态。提出了一种自动避坑算法。

    SILEX由一个13公斤，50厘米高的六足六边形结构组成。每条腿由三个自由度的闭环机械结构组成，并配有直流电机。运动学设计是为了实现引力解耦。控制架构是分散的:每条腿都有自己的控制板，基于英特尔87C196KC微控制器，实时求解反雅可比方程。机器人上安装了六个本地控制器和一个双通道倾斜仪。

    一个涉及3个层次的分级控制方案已经实现。A级涉及导航和路径规划;这是由一名操作员通过操纵杆(3个部件)规定车辆所需的速度来确保的。B级包括步态控制、姿态和高度控制以及力分布参考的计算。开发了一种自由步态算法(步态控制)，该算法允许车辆在任意速度矢量(包括绕垂直轴旋转)下进行平滑稳定的运动。层B在一台中央计算机(PC)中实现。C级处理腿的轨迹和伺服控制以及腿的力控制(主动悬架)。力反馈是由力传感器根据脚上的拉力提供的。C级实现在腿级(6微控制器板)。

    IOAN是一个1.2公斤，40厘米长的步行机器人。机器人有六条腿;每个都有两个自由度。底盘由三个铰接体组成，由配备扭矩传感器(应变计)的伺服控制万向节连接。这种特殊的装置产生一个主动悬架，并大大提高了步行车辆的灵活性，通过允许中央身体跟随地面轮廓。此外，由于驱动的万向节允许从一侧自动转移到另一侧，车辆可以在两侧行走，并且可以从翻滚中恢复过来。腿部运动学的简单性提供了鲁棒性，使Ioan非常容易控制。

    • 马克斯
    • Silex
    • Ioan

  • 管道检测机器人

  • HELI-PIPE系列由四种不同类型的管道内检测机器人组成。机器人有两个部分，用万向节连接。一部分(定子)通过一组平行于管道轴线运动的轮子沿着管道运动，而另一部分(转子)由于倾斜的轮子围绕管道轴线旋转而被迫跟随螺旋运动。单个电机(内置齿轮减速器)放置在两个体之间以产生运动(没有直接驱动的车轮)。所有的轮子都安装在一个悬架上，以适应管道直径和曲线的变化。这些机器人是自主的，携带自己的电池和无线电链路。

    D-170是一种管径为170毫米，转子与电机轴线刚性连接(置于定子上)的机器人，适用于小曲率(半径大于600毫米)的管道。
    • D-70/1 HELI-PIPE机器人
    • D-70/2 HELI-PIPE机器人
    • D-170直升机管道机器人

  • 便携式手臂外骨骼

  • 在许多具有力反馈的远程操作或虚拟活动中，与连接到地面或桌子的设备相比，使用完全便携式的触觉设备将增加指挥任务的易用性和性能。应用范围从机械臂远程操作在恶劣环境(太空，核反应堆，深水…)。在虚拟现实中的应用，无论是在虚拟训练领域的大容量(如虚拟装配)，通过浸入式洞穴或头戴式显示器，或在中风患者康复领域。由于操作员不必连接到固定的基地，或者在有障碍物的环境中，并且作为多自由度便携式设备允许在几个接触点上进行力反馈，操作员在操作过程中更加沉浸在环境中。

    Sensoric Arm Master (SAM)被设计为一种可穿戴的触觉界面，具有串行运动学，与人类手臂同构。SAM包含7个与人体手臂关节(肩部、肘关节和手腕屈伸、肩关节和手腕内收/外展、手臂和前臂旋前/旋后)相对应的驱动自由度，以及6个滑块，允许活动关节和人体关节之间的形态适应。这对应于操作员沉浸能力(最大化工作空间和无奇点)和机械复杂性之间的良好折衷。外骨骼的每个关节都有一个类似的概念，有一个局部执行器，一个位置和扭矩传感器，允许几种控制策略(阻抗，导纳控制)。驱动器选择了由有刷直流电动机、绞盘和齿轮箱组成的紧凑系统。
    • 山姆外骨骼
    • 三节设计

  • 望远镜

  • 太空望远镜和地面超大望远镜

  • 太空望远镜

  • 空间中的大型轻型望远镜被认为是实现未来地球观测和空间科学的关键因素。

    第一个大型太空望远镜“哈勃”使用一个直径2.4米的单片主镜。哈勃太空望远镜主镜的面积密度约为180公斤/平方米。由于今天的发射能力所施加的质量和体积限制，这种单一的方法不能用于更大的望远镜。因此，目前正在开发的詹姆斯·韦伯太空望远镜，使用了直径6.5米的分段主镜。这些部分将在发射过程中折叠，并在进入轨道后展开。部分的位置和对准将被主动控制，以纠正部署和制造错误以及轨道上的热干扰和重力干扰。面积密度控制在20kg /m2以下。

    然而，对新科学和太空观测的持续需求将需要更大的望远镜，直径需要达到20米左右。对于主镜面积密度低于3公斤/平方米的可部署空间望远镜，必须设想全新的概念。

    ULB的主动结构实验室正在开发一种非常轻的望远镜原型，其中的部分除了可以定位和定向外，还可以变形。

      • 纳米技术

      • 纳米操作

      • 纳米技术试图开发新型材料和工具，以提高传感器、执行器、计算机的性能……这项技术最大的挑战之一是操纵尺寸小于100纳米的部件，并承受分子水平上的力，如范德华力、静电、毛细和化学力。在生物技术(ADN和蛋白质研究)、数据存储或材料科学(纳米管或表面膜表征)等几个领域可以找到许多应用。

        实现纳米操作的一种方法是使用一种称为AFM(原子力显微镜)的表面成像工具。纳米物体由AFM的悬臂梁操纵，并在施加的力上有一个反馈回路。位移由压电驱动器完成，相互作用力通过悬臂梁的挠度来测量。

        由于尺寸小于千分尺，操作人员不可能通过光学显微镜观察他的操作。为了实现有效的工作，需要在用户和纳米世界之间建立另一种接口。在远程操作中，它由三维图形虚拟现实和触觉装置组成。最后一个装置从AFM测量中向操作者施加缩放的力，并将缩放后的位置从用户的手中发送到显微镜尖端。这种设置可以大大提高纳米操作的可控性和效率。在我们的实验室中，我们使用NT-MDT的AFM SMENA作为纳米操纵器。另一方面，我们使用两种触觉装置。首先，我们开发了一个带有音圈致动器和电位器传感器的3自由度触觉设备。其次，我们使用3 DOF桌面幻影触觉(可感知技术)。该硬件的两个主要部分由高性能微控制器和MATLAB环境下的模块化实时程序连接起来。 With our system, we realized manual mechanical lithography in CD sample and we succeed to sense surface topography and surface forces (like capillary) through the haptic device.
        • AFM纳米机械臂的主要结构
        • 用于遥操作纳米操作的自由度触觉装置
        • CD表面的遥控纳米光刻