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隨著機(jī)器人技術(shù)的逐步完善,適于特殊作業(yè)的機(jī)器人種類也日益增多,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展到微電子制造,MEMS封裝與組裝,高精密機(jī)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(yè).隨之而來的,各行業(yè)對機(jī)器人的性能指標(biāo)提出了越來越高的要求,追求機(jī)器人的高定位精度,高重復(fù)精度,高分辨力,同時(shí)還要求其工作范圍大,質(zhì)量輕,能耗低等,從而對機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jī)器人技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要分支,微操作機(jī)器人成為機(jī)器人學(xué)中十分活躍的研究領(lǐng)域. 本文結(jié)合國家"863"計(jì)劃項(xiàng)目"6自由度納米級宏微操作機(jī)器人的研究(項(xiàng)目編號2002AA422260)"和"原型裝置靶瞄準(zhǔn)定位系統(tǒng)工程預(yù)先研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號863-804-5)",共搭建了3套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其中采用了單一驅(qū)動(dòng)以及雙重驅(qū)動(dòng)兩條技術(shù)方案.在廣泛的分析了目前已有的柔性精密定位系統(tǒng),并聯(lián)精密定位系統(tǒng)和宏/微雙重驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上,針對目前大范圍運(yùn)動(dòng)定位與高精度定位的應(yīng)用實(shí)際需要,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設(shè)計(jì),并以此構(gòu)建六支鏈大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)定位系統(tǒng),為滿足超高精度的定位需要,在并聯(lián)支鏈中集成了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng),構(gòu)成了宏/微雙重驅(qū)動(dòng)并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng),充分體現(xiàn)了驅(qū)動(dòng),結(jié)構(gòu),檢測一體化的設(shè)計(jì)思想. 在結(jié)構(gòu)單元的設(shè)計(jì)方面,針對當(dāng)前柔性鉸鏈運(yùn)動(dòng)范圍小等問題,在通用的球副柔性鉸鏈的基礎(chǔ)之上,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設(shè)計(jì);在柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面,提出了在通用的并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中,采用大行程柔性鉸鏈代替?zhèn)鹘y(tǒng)運(yùn)動(dòng)副的設(shè)想,建立基于大行程柔性鉸鏈的并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng). 在大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模方面,利用材料力學(xué)的基本原理和小變形假設(shè),推導(dǎo)了大行程柔性鉸鏈的數(shù)學(xué)模型,并給出了在全局坐標(biāo)系下的顯式表達(dá);在此基礎(chǔ)之上,通過剛度組集的辦法建立了大行程柔性鉸鏈并聯(lián)結(jié)構(gòu)柔性支鏈的運(yùn)動(dòng)表達(dá)式,通過聯(lián)立運(yùn)動(dòng)位移協(xié)調(diào)方程和力約束協(xié)調(diào)方程,建立了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的位置解模型. 由于并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的各部件,特別是柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)在自身變形提供整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸出的同時(shí),還經(jīng)歷了大范圍的剛體運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)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(dǎo)了空間柔性結(jié)構(gòu)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(jìn)行了求解.由于幾何非線性模型的迭代求解方式,導(dǎo)致該模型的實(shí)時(shí)性很差,不易移植至控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制求解,故在大量的試驗(yàn)嘗試的基礎(chǔ)之上,選擇了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,建立了3層六輸入-六輸出的位置解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而在方便了實(shí)時(shí)控制編程的同時(shí),還大大提高了系統(tǒng)的位置解的求解速度. 由于柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的位置解模型中不僅僅包括結(jié)構(gòu)中的位置信息,還提供了結(jié)構(gòu)中相關(guān)的力信息以及剛度信息,本文在上述位置解模型的基礎(chǔ)之上,給出了該類系統(tǒng)的剛度模型,并建立了并聯(lián)結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)參數(shù)和尺度參數(shù)對系統(tǒng)剛度的影響圖譜,對這類系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)綜合以及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有力的工具. 在大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)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(shí)際位移的大行程柔性鉸鏈并聯(lián)機(jī)器人各支鏈的動(dòng)力學(xué)模型,并通過位移協(xié)調(diào)方程和動(dòng)力協(xié)調(diào)方程,最終得到并聯(lián)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)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(tǒng)動(dòng)力學(xué)求解問題,并通過一個(gè)算例進(jìn)行了基于逆動(dòng)力學(xué)的求解仿真. 在大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)方面,我們提出了采用大行程柔性鉸鏈作為被動(dòng)關(guān)節(jié)的6-PSS并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng),該系統(tǒng)采用壓電馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)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(nèi)實(shí)現(xiàn)微米級精度的運(yùn)動(dòng);在此基礎(chǔ)之上,我們在并聯(lián)機(jī)器人的支桿中嵌入壓電陶瓷,在壓電馬達(dá)的宏運(yùn)動(dòng)結(jié)束之后,壓電陶瓷可以驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)一步的微調(diào),從而得到一個(gè)6-PSS和6-SPS結(jié)合宏微雙重驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng),其中,微動(dòng)系統(tǒng)可在微米級運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)納米級的運(yùn)動(dòng)精度.基于大行程柔性鉸鏈的宏微雙重驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng),可以同時(shí)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(lián)機(jī)器人系統(tǒng),成功的應(yīng)用到激光瞄準(zhǔn)靶支撐裝置中,其厘米級的運(yùn)動(dòng)范圍和納米級的運(yùn)動(dòng)分辨力,使其在神光III系統(tǒng)中發(fā)揮了十分重要的作用.

摻鋁氧化鋅薄膜（ AZO ）成本低廉、無毒環(huán)保，溶膠凝膠法制備 AZO 薄膜具有工藝簡單、成膜均勻性好、易于精確摻雜等優(yōu)點(diǎn)，而后續(xù)處理工藝則是提高溶膠凝膠法制備的透明導(dǎo)電薄膜性能的關(guān)鍵。為此我們研究 105  到  10-4 Pa 大真空度范圍退火條件下的電阻率變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)：電阻率的降低集中在相對狹窄的真空度范圍，其中在 100 Pa  到 10 Pa  之間，電阻率陡降了 2 個(gè)數(shù)量級。電阻率在 10 Pa  退火時(shí)達(dá)到最小值，繼續(xù)提高真空度（減低氣壓），電阻率不再繼續(xù)降低。這一研究結(jié)果不僅澄清了以往對溶膠 - 凝膠法制備透明薄膜后續(xù)工藝處理的模糊認(rèn)識，而且對實(shí)際生產(chǎn)工藝具有重要的指導(dǎo)意義，例如以此為根據(jù)，選擇合適的真空度退火，達(dá)到既滿足產(chǎn)品的性能指標(biāo)，又能節(jié)能減排的最佳效果。 XRD 與 XPS  的分析表明中真空下氧空位、鋅填隙、以及 Al3+  對 Zn2+  離子的取代是中真空度下電阻率陡降的主要原因。此外，利用  Ar+ 離子對退火后的樣品進(jìn)行反濺射清洗，能進(jìn)一步提高電導(dǎo)率。更重要的是能在薄膜表面形成具有一定的凹凸起伏的絨面結(jié)構(gòu)，能將入射太陽光分散到各個(gè)角度。用作太陽能電池電極時(shí)，能有效增強(qiáng)太陽能電池內(nèi)的光吸收材料對入射太陽光的捕獲，提高光能利用率。

（專利號：ZL 201510552708.2） 簡介：本發(fā)明提供一種起重機(jī)箱形主梁三自由度移動(dòng)焊接機(jī)器人，屬于機(jī)器人焊接技術(shù)領(lǐng)域。該焊接機(jī)器人包括底座、縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、焊槍升降機(jī)構(gòu)、焊槍旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、焊接設(shè)備及電纜卷筒等，焊接設(shè)備包括送絲機(jī)、焊機(jī)、氣瓶座、二氧化碳?xì)馄浚笜屝D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過升降臺安裝在焊槍升降機(jī)構(gòu)上，齒輪齒條傳動(dòng)與直線導(dǎo)軌副相配合實(shí)現(xiàn)長位移移動(dòng)的精確定位，通過三臺伺服電機(jī)聯(lián)合控制焊槍位姿實(shí)現(xiàn)長距離平面曲線連續(xù)光滑平角焊縫的自動(dòng)焊接。本發(fā)明所提供的焊接機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)鏈短、位置準(zhǔn)確、工作可靠、焊接質(zhì)量穩(wěn)定等技術(shù)特點(diǎn)。

成果描述：聚乙烯醇縮丁醛樹脂（Polyvinyl Butyral，簡稱PVB），是由聚乙烯醇樹脂（PVA）在催化劑存在下和正丁醛進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到功能性樹脂。 聚乙烯醇縮丁醛樹脂分為低粘和高粘兩類，低粘度PVB主要用于制備一般的薄膜、粘結(jié)劑、涂料、紙張?zhí)幚怼⑻沾傻阮I(lǐng)域；高粘聚乙烯醇縮丁醛樹脂PVB主要用于汽車、飛機(jī)、高層建筑玻璃幕墻、潛艇等用安全玻璃的夾層材料，可以在保持良好透光性的前提下提高安全玻璃的抗沖擊性性能。 本成果在高品質(zhì)PVB樹脂的合成技術(shù)的研究開發(fā)上進(jìn)行了卓有成效的工作，應(yīng)用新型高效混合剪切反應(yīng)技術(shù)、洗液/濾液循環(huán)利用技術(shù)、無乳縮醛化反應(yīng)技術(shù)和新型高效強(qiáng)制外循環(huán)縮醛化反應(yīng)器成功地解決了現(xiàn)階段國內(nèi)PVB樹脂普遍存在的問題，改善了高分子鏈條微觀結(jié)構(gòu)，避免高分子鏈條間的交聯(lián)，使縮醛度更高更均勻，由此樹脂制得的膜片具有高透光率和低霧度等光學(xué)性能，完全可以滿足安全玻璃中間膜的需要。 同時(shí)，該技術(shù)成果避免了傳統(tǒng)工藝上的低溫反應(yīng)，可以使初始反應(yīng)溫度從20℃開始，避免了使用冷凍帶來的高能耗。且工藝過程大大提高了丁醛利用率，降低了生產(chǎn)成本，適合工業(yè)化轉(zhuǎn)化。市場前景分析：聚乙烯醇縮丁醛樹脂分為低粘和高粘兩類，低粘度PVB主要用于制備一般的薄膜、粘結(jié)劑、涂料、紙張?zhí)幚怼⑻沾傻阮I(lǐng)域；高粘聚乙烯醇縮丁醛樹脂PVB主要用于汽車、飛機(jī)、高層建筑玻璃幕墻、潛艇等用安全玻璃的夾層材料，可以在保持良好透光性的前提下提高安全玻璃的抗沖擊性性能。 目前，世界上生產(chǎn)高品質(zhì)聚乙烯醇縮丁醛樹脂的公司主要集中在美國、日本和西歐等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)， 主要是美國首諾公司( SOLUTION) 、杜邦公司(DUPONT) 、日本積水化學(xué)工業(yè)公司( SEKESUI) 和德國佳氏福公司( TROSIFOL) 。 我國聚乙烯醇縮丁醛樹脂及膜片的生產(chǎn)企業(yè)大概有十余家，樹脂總生產(chǎn)能力達(dá)到40000噸/年，膜片總生產(chǎn)能力達(dá)到35000噸/年。但其中低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂占80%以上，安全玻璃用高粘度產(chǎn)品（包括回收國外廢PVB料）不到10%，且品質(zhì)和國外相比還存在較大差距，主要表現(xiàn)在：顏色發(fā)黃、酸值偏高、縮醛度較低（國內(nèi)一般70%以下，國外可以達(dá)到80%以上），透明度、霧度和柔軟性較差等等，每年需要直接從國外進(jìn)口高粘度高品質(zhì)的PVB樹脂和膜片，以滿足國內(nèi)汽車工業(yè)和建筑工業(yè)的發(fā)展所需。 對于國內(nèi)需求量來說，現(xiàn)在低端產(chǎn)品市場已趨于飽和，但中高端產(chǎn)品市場仍供不應(yīng)求，許多高端產(chǎn)品仍需從國外大量進(jìn)口。目前國內(nèi)僅汽車工業(yè)對安全玻璃用的高粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂需求在1.5萬噸/年，且年增長率大約在15%-20%左右，市場發(fā)展前景廣闊。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：以500噸/年的規(guī)模計(jì)算，該項(xiàng)目的投資額大致在1300萬元左右（其中100萬元為流動(dòng)資金）。據(jù)可行性分析計(jì)算，聚乙烯醇縮丁醛樹脂的直接生產(chǎn)成本為1.43萬元/噸，車間成本為2.046萬元/噸，工廠成本為2.68萬元/噸，銷售成本為2.71萬元/噸。現(xiàn)目前該產(chǎn)品的市場售價(jià)為3.3萬元/噸。企業(yè)的年純利潤為220.76萬元，凈投資收益率為16.98%。 國際先進(jìn)。

該儀器對血氧的監(jiān)測可以很好地反映組織氧合功能，通過血氧監(jiān)測能提高對臨床麻醉和重危病人呼吸治療的安全性。研究內(nèi)容包括測量、分析氣道與肺動(dòng)脈解剖結(jié)構(gòu)參數(shù)和光學(xué)參數(shù)，模擬氣道與肺動(dòng)脈組織中光子傳輸特性；開發(fā)新型經(jīng)氣道導(dǎo)管的光纖式肺動(dòng)脈血氧飽和度檢測設(shè)備，包括氣管導(dǎo)管內(nèi)用的反射式光纖探頭的設(shè)計(jì)和制作；光源驅(qū)動(dòng)、控制電路的設(shè)計(jì)與制作；反射光信號采集、處理和信息顯示的電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作。 該儀器對肺動(dòng)脈混合靜脈血血氧飽和度監(jiān)測方法，不但用于監(jiān)測臨床上的重要指標(biāo)，而且對病人無副作用和不增加額外風(fēng)險(xiǎn)，具有實(shí)際的臨床應(yīng)用價(jià)值和廣泛的臨床應(yīng)用前景，經(jīng)濟(jì)前景不可估量。  技術(shù)參數(shù)：  探頭尺寸：Ф5mm×2000mm； 血氧飽和度探測精度：0.5%； 檢測模式：連續(xù)； 整機(jī)尺寸：500×400×300mm3。

本發(fā)明公開了一種解耦型六自由度工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方法，該方法包括：（a）根據(jù)機(jī)器人所需實(shí)現(xiàn)的位姿，通過 D-H 模型法獲得末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對于基坐標(biāo)系的位姿矩陣；（b）將機(jī)器人避開奇異形位時(shí)所能實(shí)現(xiàn)的正常位姿定義為不同的關(guān)節(jié)特性屬性，并設(shè)定機(jī)器人實(shí)現(xiàn)所需的位姿時(shí)的關(guān)節(jié)特征屬性組合；（c）根據(jù)位姿矩陣以及設(shè)定的關(guān)節(jié)特征屬性組合及其取值條件，通過反變換法分別求得關(guān)于機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)變量的唯一解；（d）根據(jù)所求得的解，執(zhí)行對六自由度工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)完成整體運(yùn)動(dòng)控制過程。通過本發(fā)明，具備可預(yù)知過奇異點(diǎn)路徑、算法簡單、反解速度快以及能較好地確定唯一解等優(yōu)點(diǎn)，并能很好地應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制。