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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.

摻鋁氧化鋅薄膜（ AZO ）成本低廉、無毒環保，溶膠凝膠法制備 AZO 薄膜具有工藝簡單、成膜均勻性好、易于精確摻雜等優點，而后續處理工藝則是提高溶膠凝膠法制備的透明導電薄膜性能的關鍵。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律，發現：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 個數量級。電阻率在 10 Pa  退火時達到最小值，繼續提高真空度（減低氣壓），電阻率不再繼續降低。這一研究結果不僅澄清了以往對溶膠 - 凝膠法制備透明薄膜后續工藝處理的模糊認識，而且對實際生產工藝具有重要的指導意義，例如以此為根據，選擇合適的真空度退火，達到既滿足產品的性能指標，又能節能減排的最佳效果。 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行反濺射清洗，能進一步提高電導率。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構，能將入射太陽光分散到各個角度。用作太陽能電池電極時，能有效增強太陽能電池內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：本發明提供一種起重機箱形主梁三自由度移動焊接機器人，屬于機器人焊接技術領域。該焊接機器人包括底座、縱向移動機構、焊槍升降機構、焊槍旋轉機構、焊接設備及電纜卷筒等，焊接設備包括送絲機、焊機、氣瓶座、二氧化碳氣瓶，焊槍旋轉機構通過升降臺安裝在焊槍升降機構上，齒輪齒條傳動與直線導軌副相配合實現長位移移動的精確定位，通過三臺伺服電機聯合控制焊槍位姿實現長距離平面曲線連續光滑平角焊縫的自動焊接。本發明所提供的焊接機器人具有結構簡單、傳動鏈短、位置準確、工作可靠、焊接質量穩定等技術特點。

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行縮聚反應得到功能性樹脂。 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、粘結劑、涂料、紙張處理、陶瓷等領域；高粘聚乙烯醇縮丁醛樹脂PVB主要用于汽車、飛機、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PVB樹脂的合成技術的研究開發上進行了卓有成效的工作，應用新型高效混合剪切反應技術、洗液/濾液循環利用技術、無乳縮醛化反應技術和新型高效強制外循環縮醛化反應器成功地解決了現階段國內PVB樹脂普遍存在的問題，改善了高分子鏈條微觀結構，避免高分子鏈條間的交聯，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性能，完全可以滿足安全玻璃中間膜的需要。 同時，該技術成果避免了傳統工藝上的低溫反應，可以使初始反應溫度從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，降低了生產成本，適合工業化轉化。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、粘結劑、涂料、紙張處理、陶瓷等領域；高粘聚乙烯醇縮丁醛樹脂PVB主要用于汽車、飛機、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，世界上生產高品質聚乙烯醇縮丁醛樹脂的公司主要集中在美國、日本和西歐等經濟發達地區， 主要是美國首諾公司( SOLUTION) 、杜邦公司(DUPONT) 、日本積水化學工業公司( 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企業大概有十余家，樹脂總生產能力達到40000噸/年，膜片總生產能力達到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品（包括回收國外廢PVB料）不到10%，且品質和國外相比還存在較大差距，主要表現在：顏色發黃、酸值偏高、縮醛度較低（國內一般70%以下，國外可以達到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口高粘度高品質的PVB樹脂和膜片，以滿足國內汽車工業和建筑工業的發展所需。 對于國內需求量來說，現在低端產品市場已趨于飽和，但中高端產品市場仍供不應求，許多高端產品仍需從國外大量進口。目前國內僅汽車工業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，市場發展前景廣闊。與同類成果相比的優勢分析：以500噸/年的規模計算，該項目的投資額大致在1300萬元左右（其中100萬元為流動資金）。據可行性分析計算，聚乙烯醇縮丁醛樹脂的直接生產成本為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。現目前該產品的市場售價為3.3萬元/噸。企業的年純利潤為220.76萬元，凈投資收益率為16.98%。 國際先進。

該儀器對血氧的監測可以很好地反映組織氧合功能，通過血氧監測能提高對臨床麻醉和重危病人呼吸治療的安全性。研究內容包括測量、分析氣道與肺動脈解剖結構參數和光學參數，模擬氣道與肺動脈組織中光子傳輸特性；開發新型經氣道導管的光纖式肺動脈血氧飽和度檢測設備，包括氣管導管內用的反射式光纖探頭的設計和制作；光源驅動、控制電路的設計與制作；反射光信號采集、處理和信息顯示的電路系統的設計與制作。 該儀器對肺動脈混合靜脈血血氧飽和度監測方法，不但用于監測臨床上的重要指標，而且對病人無副作用和不增加額外風險，具有實際的臨床應用價值和廣泛的臨床應用前景，經濟前景不可估量。  技術參數：  探頭尺寸：Ф5mm×2000mm； 血氧飽和度探測精度：0.5%； 檢測模式：連續； 整機尺寸：500×400×300mm3。

本發明公開了一種解耦型六自由度工業機器人的運動控制方法，該方法包括：（a）根據機器人所需實現的位姿，通過 D-H 模型法獲得末端執行機構相對于基坐標系的位姿矩陣；（b）將機器人避開奇異形位時所能實現的正常位姿定義為不同的關節特性屬性，并設定機器人實現所需的位姿時的關節特征屬性組合；（c）根據位姿矩陣以及設定的關節特征屬性組合及其取值條件，通過反變換法分別求得關于機器人各個關節變量的唯一解；（d）根據所求得的解，執行對六自由度工業機器人的關節運動，相應完成整體運動控制過程。通過本發明，具備可預知過奇異點路徑、算法簡單、反解速度快以及能較好地確定唯一解等優點，并能很好地應用于實際的工業機器人運動控制。