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Bilateral Macro–Micro Teleoperation Using Magnetic Levitation

机译：利用磁悬浮的双边宏微遥操作

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This paper introduces a novel magnetic-haptic micromanipulation platform with promising potential for extensive biological and biomedical applications. The platform has three basic subsystems: a magnetic untethered microrobotic system, a haptic device, and a scaled bilateral teleoperation system. A mathematical force model of the magnetic propulsion mechanism is developed, and used to design PID controllers for magnetic actuation mechanism. A gain-switching position–position teleoperation scheme is employed for this haptic application. In experimental verifications, a human operator controls the motion of the microrobot via a master manipulator for dexterous micromanipulation tasks. The operator can feel force during microdomain tasks if the microrobot encounters a stiff environment. The effect of hard contact is fed back to the operator''s hand in a 20 mm × 20 mm × 30 mm working envelope of the proposed platform. Conducting several experiments under different conditions, rms of position tracking errors varied from 20 to 40 μm.
机译：本文介绍了一种新型的磁触觉微操纵平台，具有广阔的生物和生物医学应用前景。该平台具有三个基本子系统：磁性无束缚微机器人系统，触觉设备和可缩放的双边遥操作系统。建立了磁推进机构的数学力模型，并将其用于设计磁致动机构的PID控制器。在此触觉应用中采用了增益切换位置-位置遥操作方案。在实验验证中，操作员通过主操纵器控制微机器人的运动，以完成灵巧的微操纵任务。如果微型机器人遇到恶劣的环境，操作员可以在微域任务中感受到力量。硬接触的影响会在所建议平台的20 mm×20 mm×30 mm的工作范围内反馈给操作员的手。在不同条件下进行几次实验，位置跟踪误差的均方根值从20到40μm不等。

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