学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于SEM的力觉临场感主从遥纳操作系统研究

作　者: 邹宇
导　师: 尤波
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 纳米操作虚拟现实力反馈遥操作
分类号: TP872
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 6次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

纳米操作系统是纳米科学和技术研究的重要领域,是近期国际上研究的热点。纳米操作系统是能精确地改变、控制原子、分子及纳米尺度器件的操作系统。高效、灵敏、适应性强的纳米操作系统具有重要的学术价值和广阔的应用前景。本文分析比较了当前纳米操作系统的国内外现状和现有纳米操作系统,搭建了基于扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、纳米定位器Attocube、力觉反馈操作手Omega.3的主从遥纳操作平台。与基于AFM的纳米操作平台相比,该平台具有成像速度快且不受末端操作探针影响的优点。所采用的力觉反馈操作手在灵活操作从端纳米定位器Attocube的同时能够给操作者提供实时的力觉感知。对虚拟纳米操作的模型建立、碰撞检测算法和力觉实现进行了深入的研究,分别建立了探针与操作基底、纳米线与操作基底及探针与纳米线间的碰撞检测模型和力觉模型,实现了虚拟纳米操作的力觉渲染。基于TCP/IP协议开发了SEM图像传输模块,为主端操作者提供了视觉信息。在此基础上基于Visual C++2008和CHAI3D触觉渲染引擎开发了具有虚拟力反馈的遥纳操作系统软件。最后对SEM图像的网络传输、虚拟纳米操作模型、Omega.3—Attocube的主从操控以及实际的纳米操作进行了测试和实验。经多项测试和操作实验证明了所开发系统的可行性和有效性,并且具有很好的实时性,为实现复杂的纳米操作和自动纳米操作奠定了基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题背景及研究的目的与意义  9-10
    1.1.1 课题来源  9
    1.1.2 课题研究的目的与意义  9-10
  1.2 国内外纳米操作系统的发展与现状  10-13
  1.3 主要研究内容  13-14
第2章遥纳米操作系统总体设计  14-21
  2.1 纳米操作系统整体平台搭建  14-15
  2.2 纳米操作的可视操作环境  15-17
  2.3 纳米操作装置  17-18
  2.4 力觉反馈操作手  18-20
  2.5 本章小结  20-21
第3章力觉临场感的实现  21-37
  3.1 虚拟纳米模型的建立  21-26
    3.1.1 SEM 2D图像的3D模型重建  21-23
    3.1.2 3DsMax网格模型创建与骨骼化混合建模  23-26
  3.2 碰撞检测设计  26-32
    3.2.1 探针与操作基底的碰撞检测  26-28
    3.2.2 纳米线与操作基底的碰撞检测  28-30
    3.2.3 探针与纳米线的碰撞检测  30-31
    3.2.4 碰撞检测算法的整合  31-32
  3.3 虚拟力觉分析与实现  32-36
    3.3.1 力觉的检测  32-33
    3.3.2 探针与操作基底之间的力  33-34
    3.3.3 纳米线与操作基底之间的力  34-35
    3.3.4 探针与纳米线之间的力  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章遥纳操作软件开发与实验  37-46
  4.1 遥纳操作软件设计  37-39
  4.2 遥纳操作软件测试  39-44
    4.2.1 网络图像传输测试  39-40
    4.2.2 虚拟现实操作测试  40-42
    4.2.3 Omega.3—Attocube的操作控制测试  42-44
  4.3 现实纳米操作实验结果  44-45
  4.4 本章小结  45-46
结论  46-47
参考文献  47-50
攻读学位期间发表的学术论文  50-51
致谢  51

基于SEM的力觉临场感主从遥纳操作系统研究

内容摘要

全文目录

相似论文