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Université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，有7个学院和一系列的学院和研究所，同时，它是一所综合性大学，提供所有学科和学习周期的学术课程。

    拥有三名诺贝尔奖得主、一名菲尔兹奖、三名沃尔夫物理学奖、两名居里夫人奖和29%的Francqui奖，这所大学也是世界学术界公认的主要研究中心。

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的光学有效载荷要求更高的精确指向性能，用于空间载干涉仪任务仪器，一般用于望远镜指向应用。敏感的载荷指向性能受到机载机械振动环境的不利影响，这些振动环境是由动量轮、低温冷却器、太阳能阵列驱动器、流体泵等机械噪声设备产生的。

    通常，降低振动的解决方案包括采用软的被动隔离底座(通常是采用聚合物材料或弹簧/阻尼系统)。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，具体涉及发射诱导载荷和空间环境的其他问题(需要发射锁定装置、发射后去指向、老化效应……)可能使它们的使用不那么吸引人。
    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(通常用于在关键位置感知位移或加速度或力)、执行器(通常是压电或电磁)、电源和用于控制功能的数据处理能力。在各种可能性中，所谓的Stewart平台架构尤其具有吸引力;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。
    • 在ULB建造的主动隔振器(2004)
    • 空间干涉测量用主动隔离隔离器

  • 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接口。主动阻尼和转向接口旨在连接两个任意结构:它可以用作微振动阻尼装置，或作为高精度指向机构。它由六条腿组成，与Stewart平台的架构一致;每条腿由一个线性压电驱动器、一个配置的力传感器和两个连接板的柔性尖端组成。最大轴向行程为90 μ m，最大倾斜为4mrad。接口的腿以分散的方式控制，“天钩”控制器实现了积分力反馈(IFF)控制律。(左图)

    分流器阻尼
    带有压电换能器的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，并推动了所谓的分流电路的使用，在这种电路中，电路直接连接到嵌入在结构中的压电换能器。换能器充当一个能量转换器:它把机械能(振动)转换成电能，电能又在分流电路中耗散。不需要单独的传感器，只使用一个一般简单的电子电路。如果电路是无源的，即如果它是由电阻和电感等无源元件构成的，则分流结构的稳定性得到保证。(右图)

  • 机器人

  • 走路机器

  • 第一台机器,马克斯它由一个小的、38厘米长、1.3公斤重的矩形六足动物组成，是为步态研究而建造的。每条腿都有两个自由度，由位置伺服电机驱动，脚上有一个接触开关。各种各样的常规步态已经被实施。给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建筑组成。每条腿由一个闭环机械结构组成，有三个自由度，并配有直流电机。运动学设计是为了实现重力解耦。控制架构是分散的:每条腿都有自己的控制板，基于INTEL 87C196KC的微控制器，可以实时求解逆雅可比矩阵方程。6个本地控制器和一个双通道倾角计安装在机器人上。

    实现了3个层次的分层控制方案。A级涉及导航和路径规划;它是由操作员通过操纵杆(3个部件)为车辆规定所需的速度来保证的。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。一种自由步态算法(步态控制)允许车辆的任意速度矢量(包括绕垂直轴旋转)的平稳运动。B级是在中央计算机(PC)中实现的。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提供的基于张力包括在脚。C级实现在腿级(6微控制器板)。

    IOAN是一个重1.2公斤，长40厘米的行走机器人。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，通过装有扭矩传感器(应变计)的伺服控制万向节连接。这个特殊的装置产生了一个主动悬架，并大大提高了步行车辆的敏捷性，通过允许中心身体跟随地面轮廓。此外，由于驱动万向节允许自动从一侧转移到另一侧，车辆可以在两边行走，并可以从翻车中恢复。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机器人组成，用于管道内检测。机器人有两个用万向节连接的部分。其中一部分(定子)由一组与管道轴线平行运动的轮子引导沿着管道运动，而另一部分(转子)则由于围绕管道轴线旋转的倾斜轮子而被迫遵循螺旋运动。一个单独的电机(内置齿轮减速器)被放置在两个身体之间产生运动(没有直接驱动的轮子)。所有的轮子都安装在一个悬架上，以适应变化的管直径和曲线在管道。这些机器人是自主的，自带电池和无线电连接。

    D-170是一种直径为170mm的管道机器人，转子与电机轴刚性连接(放置在定子上)，专为小曲率(半径大于600mm)的管道设计。
    • D-70/1 HELI-PIPE机器人
    • D-70/2 HELI-PIPE机器人
    • d - 170 HELI-PIPE机器人

  • 便携式手臂外骨骼

  • 在许多带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，使用完全便携的触觉设备将增加指挥任务的便捷性和性能。应用范围包括机械臂在恶劣环境下的远程操作(太空、核反应堆、深水……)。在虚拟现实领域的应用，无论是通过浸入式洞穴或头戴式显示器进行大规模虚拟训练(如虚拟装配)领域，还是在中风患者康复领域。由于操作人员不需要连接到固定底座上，或在有障碍物的环境中，由于多自由度便携设备允许对几个接触点进行力反馈，操作人员在操作过程中更沉浸在环境中。

    传感器手臂大师(SAM)被设计为一个可穿戴的触觉界面，具有串行运动学，与人类手臂同构。SAM包含7个对应于人体手臂关节的驱动自由度(肩膀、肘关节和手腕屈伸、肩膀和手腕内收/外展、手臂和前臂内旋/后旋)和6个滑块，允许活动关节和人体关节之间的形态适应。这相当于操作员沉浸能力(最大工作空间和无奇点)和机械复杂性之间的良好妥协。外骨骼的每个关节都有一个类似的概念，一个局部执行器，一个位置和扭矩传感器，允许多种控制策略(阻抗，导纳控制)。该驱动器采用了一个紧凑的系统，由一个刷直流电机，一个绞盘和变速箱组成。
    • 山姆外骨骼
    • 萨姆联合设计

  • 望远镜

  • 空间望远镜和地面超大型望远镜

  • 太空望远镜

  • 太空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要素。

    第一个大型太空望远镜“哈勃”使用了一个直径2.4米的单片主镜。哈勃太空望远镜主镜的面积密度约为180千克/平方米。由于目前发射能力所施加的质量和体积限制，这种单片方法不能用于更大的望远镜。因此，目前正在研制中的詹姆斯·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，并在轨道上展开。节段的位置和对准将被主动控制，以纠正部署和制造误差以及在轨热和重力干扰。面积密度将在20公斤/平方米以下。

    然而，对从空间进行新的科学和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/平方米的可展开空间望远镜，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量级的望远镜原型，其中的部分除了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……该技术的最大挑战之一是对尺寸小于100纳米的组件的操作，并在分子水平上受到范德华力、静电、毛细管力和化学力等力的作用。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)等多个领域都有很多应用。

        实现纳米操作的一种方法是使用一种叫做AFM(原子力显微镜)的表面成像工具。纳米物体由AFM的悬臂操纵，施加的力有一个反馈回路。位移由压电作动器完成，相互作用力通过悬臂的挠度测量。

        由于尺寸在千分尺以下，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，用户和纳米世界之间的另一种界面是必要的。在遥操作中，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测量向操作者施加缩放力，并将缩放位置从用户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，我们使用来自NT-MDT的AFM SMENA A作为纳米操作器。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执行器和电位器传感器的3自由度触觉装置。其次，我们使用3自由度的桌面幻影触觉(Senseable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。 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纳米操纵器的主要结构
        • 用于远程操作纳米操作的自由度触觉装置
        • 光盘表面遥操作纳米光刻技术