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Université布鲁塞尔自由图书馆(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。

    拥有三名诺贝尔奖得主，一名菲尔兹奖，三名沃尔夫物理学奖，两名玛丽·居里奖和29%的弗兰基奖，该大学也是一个受到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硬和软斯图尔特平台

  • 隔振

  • 高数据率卫星间光学链路通信、空间干涉仪任务仪器和一般望远镜指向应用的光学有效载荷都需要更高精度的指向性能。敏感载荷指向性能受到机械噪声设备如动量轮、低温冷却器、太阳能阵列驱动器、流体泵等所产生的机械振动环境的不利影响。

    通常，减振的解决方案包括实施软被动隔振支架(通常采用高分子材料或弹簧/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，与发射诱导载荷和空间环境具体有关的其他问题(需要发射锁定装置、释放后取消指向、老化影响……)可能使它们的使用不那么有吸引力。
    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(通常用于传感关键位置的位移或加速度或力)，执行器(通常是压电或电磁)，用于控制功能的电源和数据处理功能。在各种可能性中，所谓的Stewart平台架构尤其吸引人;这是一个六足结构，其中六个腿提供所需的自由度的有效载荷。
    • ULB建造的主动隔振器(2004年)
    • 用于空间干涉测量的主动隔离隔离器

  • 减振

  • 僵硬的昆虫
    这个项目开始于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。它由六条腿组成，符合Stewart平台的架构;每条腿都由一个线性压电驱动器、一个力传感器和两个用于连接平板的柔性尖端组成。最大轴向行程为90µm，最大倾角为4mrad。接口的腿以分散的方式控制，采用积分力反馈(IFF)控制律实现的“天钩”控制器。(左图)

    分流器阻尼
    带有压电传感器的结构的主动阻尼通常至少意味着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，其中电路直接连接到嵌入在结构中的压电换能器。换能器起着能量转换器的作用:它将机械能(振动)转化为电能，电能又在分流电路中耗散。不需要单独的传感器，只使用一个通常简单的电子电路。如果电路是无源的，即如果由电阻和电感等无源元件构成，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，由一个小的，38厘米长，1.3公斤的矩形六足动物组成，它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实现。本文介绍了一种自动避坑算法。

    SILEX由一个13kg, 50cm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，配有直流电机。运动学设计实现了重力解耦。控制架构是分散的:每条腿都有自己的控制板，基于INTEL 87C196KC微控制器，可以实时求解雅可比逆方程。6个本地控制器和一个双通道倾角计安装在机器人上。

    实施了三级分层控制方案。A级涉及导航和路径规划;这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。一种自由步态算法(步态控制)，它允许车辆的任意速度矢量(包括围绕垂直轴的旋转)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根据脚上的应变提供的。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，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了一个主动悬挂，并大大提高了行走车辆的灵活性，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，并且可以从侧翻中恢复。简单的腿运动学提供了鲁棒性，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。这个机器人有两个用万向节连接的部分。其中一部分(定子)由一组平行于管道轴的车轮引导沿着管道移动，而另一部分(转子)则由于围绕管道轴旋转的倾斜车轮而被迫遵循螺旋运动。一个单一的电机(内置减速器)被放置在两个机构之间产生运动(没有直接驱动的车轮)。所有的车轮都安装在一个悬挂，以适应改变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是一种管径为170毫米的机器人，转子与电机轴(置于定子上)刚性连接，专为小曲率(半径大于600毫米)的管道设计。
    • D-70/1螺旋管道机器人
    • D-70/2螺旋管道机器人
    • D-170螺旋管机器人

  • 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，与与地面或桌子相连的设备相比，使用完全便携式触觉设备将增加命令任务的便利性和性能。应用范围包括在恶劣环境(太空、核反应堆、深水等)中的机械臂遥操作。通过沉浸式洞穴或头戴式显示器在虚拟现实领域的大规模虚拟训练(如虚拟装配)或在中风患者康复领域的应用。由于操作人员不必连接到固定底座，或在有障碍物的环境中，而且由于多自由度便携式设备允许在几个接触点上进行力反馈，因此操作人员在操作过程中更容易沉浸在环境中。

    感觉手臂大师(SAM)被设计成一个可穿戴的触觉界面，具有一系列的运动学，与人的手臂同构。SAM包含7个驱动自由度，对应于人类手臂的关节(肩膀、肘关节和腕关节屈伸、肩膀和腕关节内收/外展、手臂和前臂旋前/旋后)和6个滑块，允许活动关节和人类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妥协。外骨骼的每个关节都有一个类似的概念，一个局部驱动器，一个位置和扭矩传感器，允许多种控制策略(阻抗，导纳控制)。驱动器选用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
    • Sam接头设计

  • 望远镜

  • 空间望远镜和地面特大望远镜

  • 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。由于今天的发射能力所施加的质量和体积限制，这种整体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在轨热和重力干扰。面积密度控制在20kg /m2以下。

    然而，对新的科学和从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，还将是可变形的。

      • 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……这项技术的最大挑战之一是操纵尺寸小于100纳米的部件，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。纳米物体是由AFM的悬臂操纵的，在施加的力上有一个反馈环。位移由压电作动器完成，相互作用力通过悬臂梁的挠度来测量。

        由于尺寸在千分尺以下，操作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接口是必要的。在遥操作操作中，它由三维图形虚拟现实和触觉装置组成。这最后一个装置施加从AFM测量到操作人员的缩放力，并将缩放位置从用户的手发送到显微镜尖端。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 A作为纳米机械手。另一方面，我们使用两种触觉设备。首先，我们开发了一个三自由度的触觉装置与音圈驱动器和电位器传感器。其次，我们使用3 DOF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.
        • 原子力显微镜纳米操作机的主要结构
        • 用于遥操作纳米操作的自由度触觉装置
        • CD表面遥操作纳米光刻