微/纳机电系统中的毛细黏附作用

毛细作用在所有尺度中都存在,但是在微/纳尺度下尤为重要.随着微/纳机电加工技术的迅速发展及深入研究,微/纳机电器件得到广泛应用.在微/纳机电器件的加工和使用过程中,毛细黏附作用影响其可靠性,进而影响微/纳机电器件的商品化.鉴于毛细黏附问题对微/纳机电器件性能的重要影响,本文综述毛细黏附力对微/纳机电系统器件性能的影响效果,微/纳尺度的毛细黏附力作用规律,以及毛细黏附控制技术.     

鞋楦表面测量中数据平滑处理与造型重构方法

用离散法造型技术描述鞋楦的三维造型;用最小二乘拟合方法对测量得到的数据进行平滑处理,用滚动测量头对鞋楦外轮廓面进行螺线式扫描测量,并以此数据为基础通过求解法线的方法消除滚动测量头半径对测量数据的影响,从而获得鞋楦表面与滚动测量头的实际接触点,实现三维造型重构。算例效果证明了该算法的有效性和可行性。     

测量透明薄膜表面三维轮廓的新型白光干涉法

基于新型的峰值分离算法，提出了白光干涉法（垂直扫描白光测量法）的一种新的应用——测量覆盖透明薄膜的物体表面的三维轮廓，并同时测量出透明薄膜的三维轮廓和厚度信息，克服了传统光学非接触测量的缺点，拓展了白光干涉法的应用领域。这一技术可用于检测光学厚度约为1μm或以上的透明薄膜，可广泛有效的应用于半导体和LCD加工制造等需要精细测量的领域。     

微槽群结构对微纳复合表面汽泡周期的影响

将涂有250 nm钛纳米涂层,且具有不同微尺度结构的微槽群竖直放置,采用高速摄影技术对热沉中的汽泡周期进行可视化研究.研究结果表明：当热流密度较小时,汽泡周期随着微槽深宽比的增加而减小;随热流密度的增大,汽泡周期逐渐减小;微尺度效应对汽泡周期的影响随着热流密度的增加而减弱.     

基于三维特征的微机电系统器件结构设计方法

提出了一种表面硅微器件结构设计方法，解决了目前微机电系统（MEMS）结构设计中直观性差、工艺难度大等问题．该方法将三维特征建模的设计思想运用到MEMS设计中，在建立三维特征库的基础上实现了器件结构的快速直观设计．通过三维设计软件SolidWorks的用户接口开发的应用程序不仅实现了从器件结构中自动提取掩膜版和工艺流程，而且消除了人工设计掩膜版和工艺流程的繁琐过程．应用实例表明，与传统的通过掩膜版设计MEMS器件结构的方法相比，该方法简洁、高效，更符合设计者所看即所得的思维方式．同时，SolidWorks软件作为开发MEMS辅助设计工具的基础平台，可以省去开发几何造型模块的任务，从而为新一代MEMS辅助设计工具的开发提供了新的思路．     

位相测量轮廓术中二元误差扩散光栅的研究及应用

提出了一种误差扩散的二元编码模板,用于产生较为精确的正弦光场.通过计算机仿真分析了该方法产生的正弦光场与标准的正弦光场之间的误差,以及误差与二元编码模板每周期采样点数的关系.实验证实了这种二元编码模板用于PMP系统的可行性.     

基于IBPLS方法的软测量建模

作为一种经典的回归建模方法,偏最小二乘法(partial least squares,PLS)已被广泛的应用于软测量建模中.但是,当建模数据混有较大噪声时,采用PLS模型的预测误差以及预测误差的方差都比较大.针对PLS方法的上述缺陷与不足,本文将迭代Bagging算法引入PLS回归建模中,形成迭代Bagging PLS算法(iterated Bagging PLS,IBPLS),该方法可以减少预测误差和预测误差的方差.仿真结果表明,与传统PLS方法相比,IBPLS减小预测误差约6％.     

柔性宏/微空间机械手系统的误差补偿

利用一个柔性宏 /微机械手空间机器人结构 ,即在一台大型的柔性宏机械手的末端安装一台小型的微机械手 ,以提高柔性空间机器人的作业精度。基于机器人摄动理论和正、逆运动学理论 ,推导利用微机械手的快速和精密运动消除柔性宏 /微机械手误差的补偿原理。仿真结果表明补偿前 ,宏 /微机械手末端点因弹性杆件变形引起的在 x方向的最大误差近 6 m m,在 y方向的最大误差近 8m m,采用所提出的方法进行补偿后 ,末端误差几乎为零。所提出的误差补偿方法能够有效地提高机器人末端点的定位和跟踪作业精度     

一种新型煤层瓦斯含量测量系统

针对现有煤层瓦斯含量测量方法中数据记录不及时、误差较大等缺点,提出一种新的瓦斯含量测量系统,利用最小二乘法拟合测量数据,得出样品的瓦斯解吸量与时间的函数关系,从而预测出瓦斯漏失量.根据现场测试需求,对瓦斯含量测量系统进行设计,采用微小流量气体传感器FS5001-200实现瓦斯解吸量精确测量,上位机采用VC实现数据拟合算法处理,最后得到煤样瓦斯含量.研究结果表明:该测量系统反应快速、实时性高、可操作性强、数据拟合精度高,可准确测量瓦斯含量.     

基于二维傅立叶变换轮廓法的织物表面形态测量研究

提出一种基于交叉光轴投影光栅系统和非移频的二维傅立叶变换轮廓测量方法,结合数字加权滤波和可靠度排序的解调技术,获取织物表面变形后的三维轮廓数据,并给出了几种织物面形测量的实例。     

纳微多药给药系统的设计与研究

化疗是肿瘤等重大疾病的主要治疗手段,但由于肿瘤复杂的发病机制以及耐药性的产生极大地限制了传统单一化疗药物的临床应用.基于联合给药策略的多药给药系统,具有同时装载多种药物和药物释放行为的可控性等特点.主要就纳微多药给药系统的背景以及设计研究现状展开综述,希望为后来的研究给以启发.     

基于近邻主特征匹配的微纳米尺度位移测量

提出了一种基于近邻主特征匹配的亚像素级位移测量方法.改进后的近邻主特征提取过程通过修正散度矩阵的构造,最大化相邻位移图像块投影距离,提高了算法的精度和稳定性.通过将训练过程离线化,提出了基于近邻主特征匹配的微纳米位移测量算法,并通过仿真实验验证了图像块在不同大小和位置情况下算法的精度.在高精度纳米平台、高倍显微镜及标准栅格构成的系统中进行了多角度的实验,验证了算法的有效性.算法的测量精度比传统的图像块匹配方法提高了近10倍,特别是算法对于图像块位置和大小的选择鲁棒性更高.     

基于复合滑移的微纳缝隙剪切流研究

边界滑移是微流动的关键特征之一,通过改变流道壁面的滑移状态,为微流动控制提供了新的途径.基于微缝隙下的近壁面滑移效应,结合Navier滑移边界条件,建立亲疏液复合壁面下二维微缝隙剪切流的精确解模型.采用计算流体动力学方法进行微流动建模仿真以验证该数学模型的可靠性,在此基础上结合文献中试验测量所得的滑移参数值,针对壁面滑移状态不同的微缝隙,利用该数学模型研究其内部的微流动规律.结果显示:伴随着壁面运动的微缝隙滑移流场迅速变化,在毫秒级甚至更短时间内趋向于稳定状态.疏液型壁面的运动状态对滑移流动影响小,亲液型壁面的静止状态比运动状态对液体具有更强的束缚能力;在纳米级缝隙中,超亲液静止壁面和超疏液运动壁面结合时,液体将被强力地吸附在亲液壁面上.     

傅里叶变换轮廓术中零频对三维面形测量精度的影响

傅里叶变换轮廓术是一种测量物体表面三维形貌的技术,它只需要一幅干涉图即可对整个范围进行分析,其测量系统简约,分辨率高,计算机处理数据快,计算精度高,且具有很强的非接触测量优势,从而得到广泛的应用.本文采用了双色正弦条纹投影技术来消除零频的影响,该方法同传统的π相移方法相比,不需要相移装置,测量系统简单,能真正实现高速测量.本文从理论和实验上阐述了零频对三维面形测量精度的影响.     

微/纳传动平台沿坐标轴运动分析的键合图法

采用柔顺机构学、材料力学、伪刚体法、卡氏定理及键合图基本理论,结合6自由度微/纳传动平台的工作原理,建立了桥式放大机构及微/纳传动平台的伪刚体模型及该平台沿坐标轴移动的键合图模型,推导了桥式放大机构的输出刚度方程、平台移动的特征方程及状态方程.通过Matlab/Simulink求解仿真分析,获得了该平台沿坐标轴移动的位移仿真曲线及柔性铰链角位移仿真曲线.应用Ansys13.0,对该平台进行了运动仿真分析,搭建了实验平台,进行了试验测量,并对Smulink仿真值、有限元分析值及实验值进行了对比分析,其结果变化规律基本一致,验证了利用键合图方法分析微/纳传动平台移动特性的正确性及可行性,为全柔性机构的研究提供了新的有效的方法.