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隨著機器人技術的逐步完善,適于特殊作業的機器人種類也日益增多,其應用領域不斷拓展到微電子制造,MEMS封裝與組裝,高精密機械加工與裝配,生物芯片制備,大范圍高速掃描檢測裝備等行業.隨之而來的,各行業對機器人的性能指標提出了越來越高的要求,追求機器人的高定位精度,高重復精度,高分辨力,同時還要求其工作范圍大,質量輕,能耗低等,從而對機器人結構的設計提出了更高的要求.在這樣的前提之下,為滿足人類向微小世界探尋的需要,作為機器人技術發展的一個重要分支,微操作機器人成為機器人學中十分活躍的研究領域. 本文結合國家"863"計劃項目"6自由度納米級宏微操作機器人的研究(項目編號2002AA422260)"和"原型裝置靶瞄準定位系統工程預先研究項目(項目編號863-804-5)",共搭建了3套實驗系統,其中采用了單一驅動以及雙重驅動兩條技術方案.在廣泛的分析了目前已有的柔性精密定位系統,并聯精密定位系統和宏/微雙重驅動系統的基礎之上,針對目前大范圍運動定位與高精度定位的應用實際需要,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設計,并以此構建六支鏈大行程柔性并聯結構定位系統,為滿足超高精度的定位需要,在并聯支鏈中集成了壓電陶瓷驅動,構成了宏/微雙重驅動并聯結構系統,充分體現了驅動,結構,檢測一體化的設計思想. 在結構單元的設計方面,針對當前柔性鉸鏈運動范圍小等問題,在通用的球副柔性鉸鏈的基礎之上,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設計;在柔性并聯結構的設計方面,提出了在通用的并聯結構系統中,采用大行程柔性鉸鏈代替傳統運動副的設想,建立基于大行程柔性鉸鏈的并聯結構系統. 在大行程柔性并聯結構的運動學建模方面,利用材料力學的基本原理和小變形假設,推導了大行程柔性鉸鏈的數學模型,并給出了在全局坐標系下的顯式表達;在此基礎之上,通過剛度組集的辦法建立了大行程柔性鉸鏈并聯結構柔性支鏈的運動表達式,通過聯立運動位移協調方程和力約束協調方程,建立了并聯結構的位置解模型. 由于并聯結構系統中的各部件,特別是柔性鉸鏈結構在自身變形提供整體結構的運動輸出的同時,還經歷了大范圍的剛體運動,導致大行程柔性并聯結構的位置解模型成為典型的幾何非線性問題.鑒于此,本文首先推導了空間柔性結構的幾何非線性的剛度遞推模型,并利用牛頓-萊弗森方法對該模型進行了求解.由于幾何非線性模型的迭代求解方式,導致該模型的實時性很差,不易移植至控制系統進行實時控制求解,故在大量的試驗嘗試的基礎之上,選擇了BP神經網絡方法,建立了3層六輸入-六輸出的位置解神經網絡結構,從而在方便了實時控制編程的同時,還大大提高了系統的位置解的求解速度. 由于柔性并聯結構的位置解模型中不僅僅包括結構中的位置信息,還提供了結構中相關的力信息以及剛度信息,本文在上述位置解模型的基礎之上,給出了該類系統的剛度模型,并建立了并聯結構中的結構參數和尺度參數對系統剛度的影響圖譜,對這類系統的結構綜合以及優化設計提供了有力的工具. 在大行程柔性并聯結構的動力學建模方面,采用了歐拉梁理論和有限元方法,由拉格朗日方程建立了基于實際位移的大行程柔性鉸鏈并聯機器人各支鏈的動力學模型,并通過位移協調方程和動力協調方程,最終得到并聯系統的動力學模型.綜合采用了紐馬克方法和牛頓-萊弗森方法解決了系統動力學求解問題,并通過一個算例進行了基于逆動力學的求解仿真. 在大行程柔性并聯結構的樣機實驗方面,我們提出了采用大行程柔性鉸鏈作為被動關節的6-PSS并聯機器人系統,該系統采用壓電馬達作為驅動器,精密光柵尺作為位置反饋元件,其可在立方厘米級的工作空間內實現微米級精度的運動;在此基礎之上,我們在并聯機器人的支桿中嵌入壓電陶瓷,在壓電馬達的宏運動結束之后,壓電陶瓷可以驅動并聯機器人進一步的微調,從而得到一個6-PSS和6-SPS結合宏微雙重驅動并聯機器人系統,其中,微動系統可在微米級運動空間內實現納米級的運動精度.基于大行程柔性鉸鏈的宏微雙重驅動并聯機器人系統,可以同時滿足大工作空間和高精度的工程需要.此外,我們將大行程柔性鉸鏈并聯機器人系統,成功的應用到激光瞄準靶支撐裝置中,其厘米級的運動范圍和納米級的運動分辨力,使其在神光III系統中發揮了十分重要的作用.

項目成果/簡介:隨著機器人技術的逐步完善,適于特殊作業的機器人種類也日益增多,其應用領域不斷拓展到微電子制造,MEMS封裝與組裝,高精密機械加工與裝配,生物芯片制備,大范圍高速掃描檢測裝備等行業.隨之而來的,各行業對機器人的性能指標提出了越來越高的要求,追求機器人的高定位精度,高重復精度,高分辨力,同時還要求其工作范圍大,質量輕,能耗低等,從而對機器人結構的設計提出了更高的要求.在這樣的前提之下,為滿足

本發明屬于柔性電子收卷控制相關技術領域，并公開了一種面 向變截面柔性電子的恒應力收卷控制系統，其包括張力傳感器、張力 控制器、卷徑傳感器、內應力測量裝置、內應力控制器和執行件等; 其中卷徑傳感器用于實現料卷外徑的測量;張力傳感器用于檢測薄膜 張力并反饋給張力控制器實現張力的閉環控制;內應力測量裝置包括 一組壓力傳感器、導電滑環以及若干固定零件，并用于實現料卷內部 應力分布狀態的測量并將其饋給張力控制器，實現料卷內部應力的閉 環控制。本發明還公開了相應的收卷控制工藝。通過本發明，能夠以 更為高效和高精

本發明公開了一種適用于成卷柔性電子器件的逐片轉移裝置， 包括薄膜進給單元、載帶輸送單元、真空輥吸附單元、壓輥轉移單元 和廢料剔除單元，其中薄膜進給單元用于薄膜的進給運動并對薄膜進 行模切，模切后的薄膜經真空輥吸附單元驅動至壓輥轉移單元，模切 后的薄膜在壓輥轉移單元中實現與載帶之間的粘著和固定，廢料剔除 單元則根據工況需要提供多種對廢料的實時檢測和剔除操作。通過本 發明，各個模塊單元之間相互聯系，共同協作，實現對成卷柔性電子 器件逐片的高速檢測轉移過程，同時具備運動穩定性和可靠性好等優 點。

GL-CS-2E型 機電一體化柔性生產綜合實訓系統是使用柔性制造技術中具有代表性的制造自動化系統，可實現多品種、中小批量的加工管理。柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上，將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統，以實現全局動態優化，總體效益、柔性，優化以外產品并對其進行升級改造并進而贏得競爭的智能制造技術。

目前我國開始發展單體泵燃油噴射系統以使發動機的排放達到歐III排放標準，這對于我國節約能源、保護環境、降低車輛運輸成本等具有重要意義。本項目開發對單體泵內的關鍵零件—柱塞進行表面改性的工業化應用技術，使表面改性處理的柱塞不僅具有優異的耐磨壽命（顯著優于表面覆有TiN薄膜的柱塞），同時具有很低的摩擦系數（為TiN薄膜的～1/6），使柱塞/泵體摩擦副均具有高度的壽命水平和保持長期精度。

我們已采用磁控濺射沉積方法成功地制備和研究了環境友好的鈦酸鋇和鉍鎂鋯鈦氧的復合薄膜，發現其儲能密度和儲能效率在-100~200 °C溫度區間內都表現出了良好的熱穩定性，并且其寬溫儲能密度明顯高于鉛基材料在這個溫度區間報道的最大值，使其成為替代鉛基儲能材料的最佳選擇。為了降低生產成本，目前我們正在通過研究和調控薄膜的生長工藝來實現在成本低廉的Si、Ni等襯底上制備大面積、高質量、高性能的復合儲能薄膜。

本發明公開了一種基于超磁致伸縮薄膜驅動器的平面線圈驅動式微閥，包括下閥體 （1）、依次壓疊在下閥體（1）上的基片（3）、上閥體（4）和平面螺旋線圈（6），下閥 體的底部沿徑向方向分別設有進液流道（2）和出液流道（11），下閥體的上部設有液體腔 （13），進液流道（2）設有垂直向上的與液體腔連通的流道口，出液流道（11）與所述液 體腔連通；基片（3）上表面鍍有具有逆磁致伸縮效應薄膜（7），下表面鍍有具有正磁致伸 縮效應薄膜（9）；平面螺旋線圈（6）通電后，磁致伸縮薄膜驅動器在激勵磁場的作用下發 生形變向上彎曲，使得工作流體通道打開，實現液壓系統回路的通斷。本發明具有體積小、 易于微型化、響應速度快、可控性強等特點。

該研究利用水浴提拉法制備了雙層定向排列Ag NWs網絡?；谠摼W絡的柔性傳感器可以實現不同變形行為的在線監測?；谠搨鞲衅髦苽淞藢崟r手勢探測器，在計算機中對手勢進行重建，為虛擬與現實交互提供了可能性。該研究成果已經在SCIENTIC REPORTS 上成功發表，并入選該期刊年度下載次數Top 100。