国家高技术研究发展计划(2006AA04Z256)
- 作品数：8 被引量：49H指数：5
- 相关作者：孙立宁陈立国荣伟彬王家畴陈伟更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学西安交通大学中国科学院更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划长江学者和创新团队发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信机械工程更多>>
- 基于MEMS技术的微操作三维力传感器研究被引量：13
- 2007年
- 针对微操作过程中对微力觉信号的需求,以压阻检测技术为基础结合MEMS加工工艺,设计了一种用于微操作的三维力传感器,建立传感器的数学模型并用有限元分析软件对敏感弹性元件进行分析。利用悬臂梁受力弯曲变形的原理结合显微视觉技术,实现对传感器的标定,并给出了传感器的信号处理方法。实验证明,该传感器具有耦合小、测量分辨率高、线性度好、标定简单的优点,满足了预计的设计要求。传感器最大量程为10mN,X向与Y向的分辨率均为2.4μN,Z向的分辨率为4.2μN。
- 荣伟彬王家畴赵玉龙陈立国孙立宁
- 关键词：三维微力传感器有限元分析
- 新型集成三维微力检测微夹持器被引量：8
- 2007年
- 提出了一种以压阻检测技术为基础,压电陶瓷为微驱动元件,具有两级位移放大且集成三维微力传感器的微夹持器。采用有限元软件对微操持器放大机构和传感器弹性体进行分析,并给出了传感器的标定方法。实验证明,该传感器具有无耦合、测量分辨率高、线性度好、标定简单的优点,满足了预计的设计要求,传感器最大量程为10 mN,X向与Y向的分辨率均为2.4μN,Z向的分辨率为4.2μN;同时也验证了所设计的微夹持器的合理性和实用性,当压电陶瓷驱动电压取200 V时,微夹持器的张合量达到最大值274μm。
- 王家畴荣伟彬孙立宁谢晖陈伟
- 关键词：三维微力传感器压电陶瓷解耦微夹持器有限元分析
- 光纤阵列中纤芯间距的检测系统被引量：3
- 2011年
- 在光通讯器件中,由光纤阵列和光波导封装而成的光波导分路器芯片,有着广泛的应用。光纤阵列与光波导封装的关键技术在于实现光纤阵列与光波导的低损耗耦合。然而,光纤阵列中纤芯分布的均匀性将会直接影响到耦合的性能,因此,需要对光纤阵列的纤芯分布进行检测,以选择分布均匀的阵列用于和光波导的耦合。系统利用显微视觉和纳米微驱动平台搭建硬件平台,利用最小二乘算法和亚像素图像处理技术提取纤芯的中心,实现纤芯间距的在线检测,纤芯间距的检测精度为50 nm。实验验证了该系统能提高测量的效率和精度,具有很强的实际应用价值。
- 陈立国朱吉锋王明月
- 关键词：光纤阵列显微视觉最小二乘法亚像素
- 具有力感知功能的四臂式MEMS微夹持器研制被引量：4
- 2009年
- 为使夹持器小型集成化且夹持力可控,采用体硅加工技术研制了一种基于单晶硅的、具有微力检测功能的新型四臂式MEMS微夹持器。以压阻检测技术为基础,利用MEMS侧面压阻刻蚀工艺将力传感器集成在微夹持器的夹持臂末端,实现夹持力的微力检测。采用有限元软件分析,微夹持器机构和传感器弹性体,并通过S型柔性梁结构的设计将梳齿驱动的直线运动转化为夹持臂末段的转动,然后结合四臂式的末段结构,有效地扩展夹持器的夹持范围。利用硅玻璃键合技术实现夹持臂的电隔离,通过施加80V电压,夹持臂的单臂运动范围为25μm,夹持器的夹持范围为30～130μm。实验标定出传感器的最大量程在1mN以上,分辨率为3μN,可以实现夹持力的有效反馈。
- 孙立宁陈涛邵兵李昕欣
- 关键词：微机电系统微操作
- 集成式6自由度微动并联机器人系统被引量：10
- 2007年
- 基于机构、驱动、检测一体化的思想,研制出了压电陶瓷驱动的6自由度集成式并联微动机器人,对该机器人的机构、驱动、检测、控制及误差补偿方法进行了研究。采用6自由度(6-SPS)并联结构设计了微动并联机器人的构型,对结构参数进行了优化,并进行了运动空间分析和刚度分析。基于模块化设计思想将压电陶瓷驱动电源、微位移传感器检测电路、中央控制器组合在一起,通过自定义的内部总线相连构成了并联机器人的驱动和控制系统。最后,给出了该机器人位姿测量方法,并分别在压电陶瓷的开环与闭环控制状态下进行位姿测量,进而实现误差补偿。实验结果表明:该并联微动机器人可实现10 nm平动重复定位精度;0.0001°转动重复定位精度;具有定位精度和可靠性高,使用灵活方便的特点,满足多自由度精密定位的要求。
- 王振华陈立国孙立宁
- 关键词：并联微动机器人压电陶瓷位姿测量误差补偿
- MEMS器件自动引线键合系统被引量：5
- 2008年
- 引线键合是MEMS传感器最常用的封装形式之一,传统IC引线键合设备的批量制造特点限制了MEMS制造的灵活性。本文将连续变倍显微镜作为视觉传感器建立柔性显微视觉系统,并与改造后的手动引线键合机相结合,建立了面向MEMS的自动引线键合系统。通过分析变倍显微镜的成像模型提出了一种适用于变倍显微镜的自动调焦方法,以获取不同倍数下的清晰图像。利用变倍显微镜可以连续变倍的特点,在低放大倍数下进行大范围粗定位,高放大倍数下进行精定位,从而实现大范围高精度定位。最后通过实验验证了该系统的实用性。
- 陈立国杨治亮马凌宇孙立宁
- 关键词：MEMS引线键合显微视觉
- 一种集成三维微力传感器的微夹持器研制被引量：6
- 2007年
- 微操作中力的检测与控制是实现无损伤操作的关键。因此,该文提出了一种以压阻检测技术为基础,集成三维微力传感器的微夹持器。传感器标定实验结果表明,该传感器具有耦合小,测量分辨率高,线性度好的优点。传感器量程为-10^+10 mN,在x、y向的分辨率均为2.4μN,z向的分辨率为4.2μN。微夹持器采用压电陶瓷驱动两级柔性放大机构,实现张合量300μm,完成了微夹持实验。
- 荣伟彬谢晖王家畴孙立宁陈伟
- 关键词：微夹持器三维微力传感器压阻检测
- 压电马达驱动3-PPTRR并联机器人研究被引量：3
- 2010年
- 设计了一种压电马达驱动的3-PPTRR构型的3支链6自由度并联机器人,具有结构简单,支链不易干涉,无电磁干扰等优点。介绍了这种机器人的结构特点,分别采用解析法、矢量构造法对机构位置反解和雅克比矩阵进行分析。针对雅克比矩阵条件数的局限性,采用兼顾全域条件数均值和波动性的全域可操作度指标描述机构的操作性能,并以此为目标函数,结合典型应用研究了此类并联机器人的关键尺寸优化过程,结果显示优化后的结构在整个运动空间内都具有良好的运动性能。
- 荣伟彬秦志刚王乐锋孙立宁
- 关键词：压电马达并联机器人可操作度尺寸优化
