微电子技术的巨大成功引发了一场微小型化的科技革命。将传感器、计算机和驱动器集成在一起,是未来科技革命的又一发展趋势。MEMS技术在军事、航天、信息、医学、工业和农业等领域有着广阔的应用前景。本文结合国家863高技术发展计划项目(2001AA423130)《空间曲线形微细深孔和管路的潜入式无损检测与三维重建技术》,针对微细管道的潜入式无损检测技术在应用当中的一些技术难点,如微机器人的位移检测,空间定位,管道内轮廓的形貌检测等方面进行了研究,并取得了一些阶段性的成果。 本文的第一章概括了国内外微机器人检测技术的发展状况,阐述了本课题研究的背景和意义。 本文的第二章,基于压电陶瓷的物理特性和微细管道的环境特点,结合本实验室研制的一种新型无损管道检测机器人,设计了一种能够输出双向可调驱动电压的微机器人驱动、控制电路,很好地满足了微机器人管道检测系统对微机器人驱动器爬行速度和负载能力的要求。研究了基于尺蠖机构的微机器人位移检测方法,应用这种方法大大简化了位移检测装置的机械结构和控制电路,实现了在微小空间中对微机器人的位移检测。 本文的第三章,结合本实验室研制的一种新型曲率检测装置,研究了其控制、驱动和信号处理的方法,设计了相应的处理电路。利用位置敏感器件PSD响应速度快,分辨率高,处理电路相对简单等特点实现了对三维管道中心线几何性质的测量。 本文的第四章,针对本实验室提出的通过对管道内壁逐点扫描来获取管道内表丽几何特征数据的空问曲线型微细管道检测方案,研究了基于该种方案的检测装置的驱动、控制以及信号处理的方法,设计了相应的处理电路,通过实验验证了这种方案的可行性和科学性。 本文的第五章,在整个微机器人测控系统研制过程中,为了保证检测的精度和系统的稳定性,分析了可能存在的噪声和干扰,并从布线,元器件的布置,以及对电源的处理等方面阐述了提高系统运行稳定性、可靠性所采取的一些措施。 本文的第六章对研究内容进行了总结,并对今后的工作进行了展望。