随着机器人技术的逐步完善,适于特殊作业的机器人种类也日益增多,其应用领域不断拓展到微电子制造,MEMS封装与组装,高精密机械加工与装配,生物芯片制备,大范围高速扫描检测装备等行业.随之而来的,各行业对机器人的性能指标提出了越来越高的要求,追求机器人的高定位精度,高重复精度,高分辨力,同时还要求其工作范围大,质量轻,能耗低等,从而对机器人结构的设计提出了更高的要求.在这样的前提之下,为满足人类向微小世界探寻的需要,作为机器人技术发展的一个重要分支,微操作机器人成为机器人学中十分活跃的研究领域. 本文结合国家"863"计划项目"6自由度纳米级宏微操作机器人的研究(项目编号2002AA422260)"和"原型装置靶瞄准定位系统工程预先研究项目(项目编号863-804-5)",共搭建了3套实验系统,其中采用了单一驱动以及双重驱动两条技术方案.在广泛的分析了目前已有的柔性精密定位系统,并联精密定位系统和宏/微双重驱动系统的基础之上,针对目前大范围运动定位与高精度定位的应用实际需要,提出了大行程柔性铰链的概念设计,并以此构建六支链大行程柔性并联结构定位系统,为满足超高精度的定位需要,在并联支链中集成了压电陶瓷驱动,构成了宏/微双重驱动并联结构系统,充分体现了驱动,结构,检测一体化的设计思想. 在结构单元的设计方面,针对当前柔性铰链运动范围小等问题,在通用的球副柔性铰链的基础之上,提出了大行程柔性铰链的概念设计;在柔性并联结构的设计方面,提出了在通用的并联结构系统中,采用大行程柔性铰链代替传统运动副的设想,建立基于大行程柔性铰链的并联结构系统. 在大行程柔性并联结构的运动学建模方面,利用材料力学的基本原理和小变形假设,推导了大行程柔性铰链的数学模型,并给出了在全局坐标系下的显式表达;在此基础之上,通过刚度组集的办法建立了大行程柔性铰链并联结构柔性支链的运动表达式,通过联立运动位移协调方程和力约束协调方程,建立了并联结构的位置解模型. 由于并联结构系统中的各部件,特别是柔性铰链结构在自身变形提供整体结构的运动输出的同时,还经历了大范围的刚体运动,导致大行程柔性并联结构的位置解模型成为典型的几何非线性问题.鉴于此,本文首先推导了空间柔性结构的几何非线性的刚度递推模型,并利用牛顿-莱弗森方法对该模型进行了求解.由于几何非线性模型的迭代求解方式,导致该模型的实时性很差,不易移植至控制系统进行实时控制求解,故在大量的试验尝试的基础之上,选择了BP神经网络方法,建立了3层六输入-六输出的位置解神经网络结构,从而在方便了实时控制编程的同时,还大大提高了系统的位置解的求解速度. 由于柔性并联结构的位置解模型中不仅仅包括结构中的位置信息,还提供了结构中相关的力信息以及刚度信息,本文在上述位置解模型的基础之上,给出了该类系统的刚度模型,并建立了并联结构中的结构参数和尺度参数对系统刚度的影响图谱,对这类系统的结构综合以及优化设计提供了有力的工具. 在大行程柔性并联结构的动力学建模方面,采用了欧拉梁理论和有限元方法,由拉格朗日方程建立了基于实际位移的大行程柔性铰链并联机器人各支链的动力学模型,并通过位移协调方程和动力协调方程,最终得到并联系统的动力学模型.综合采用了纽马克方法和牛顿-莱弗森方法解决了系统动力学求解问题,并通过一个算例进行了基于逆动力学的求解仿真. 在大行程柔性并联结构的样机实验方面,我们提出了采用大行程柔性铰链作为被动关节的6-PSS并联机器人系统,该系统采用压电马达作为驱动器,精密光栅尺作为位置反馈元件,其可在立方厘米级的工作空间内实现微米级精度的运动;在此基础之上,我们在并联机器人的支杆中嵌入压电陶瓷,在压电马达的宏运动结束之后,压电陶瓷可以驱动并联机器人进一步的微调,从而得到一个6-PSS和6-SPS结合宏微双重驱动并联机器人系统,其中,微动系统可在微米级运动空间内实现纳米级的运动精度.基于大行程柔性铰链的宏微双重驱动并联机器人系统,可以同时满足大工作空间和高精度的工程需要.此外,我们将大行程柔性铰链并联机器人系统,成功的应用到激光瞄准靶支撑装置中,其厘米级的运动范围和纳米级的运动分辨力,使其在神光III系统中发挥了十分重要的作用.

天津大学福州国际研究院科研管理系统采购项目竞争性磋商

本成果属于石油天然气、矿山工程等钻探设备技术领域。在钻头体上安装有偏移角为20°≦α≦90°的转轮，其中转轮与固定刀翼上具有不同运动形式的切削齿相复合，形成具有交叉刮切特性的PDC钻头破岩工具。其有益效果包括： （1）在井底岩石上形成了两套切削轨迹，其效果是在井底形成网状破碎区域，有利于切削齿对岩石的有效吃入，有利于岩石的破碎，能显著提高钻头的破岩效率。 （2）转轮上的切削齿交替工作，减少或避免了固定切削齿钻头因少数切削齿失效带来的钻头早期失效，延长了钻头使用寿命。 （3）以切削方式破岩的复合式钻头钻进时所需的钻压小，轴承所受载荷小，且载荷波动幅度低；钻头的轮体速比低，故轴承相对转动缓慢、发热少。

南京邮电大学理学院曾红丽副教授与合作者在新型冠状病毒SARS-CoV-2基因序列分析方面取得重要进展，预测了该病毒在自然选择过程中的适应性，指出并分析了该病毒在演化过程中存在的弱点，分析了相应综合医药开发应注意的关键基因位点。该成果以南京邮电大学为第一完成单位，于2020年11月17日在线发表于国际权威期刊美国国家科学院院刊（PNAS）上。 COVID-19疫情是由β-冠状病毒SARS-CoV-2引起的全球性公共卫生突发事件。各类数据库搜集了大量的且不断增加的高质量全基因组序列。本工作利用这些序列，研究其是否显示出病毒演化过程中上位性对适应性的影响。在具有高重组率的种群演化中，本工作创新性地发展和应用了统计物理学中的反Potts模型，来检测自然选择过程中的上位性影响。该工作为利用大量基因组序列来获取具有高重组率的病原体在演化过程中的弱点开辟了广阔前景。 该研究工作最终将新型冠状病毒的大约3万个基因位点浓缩为存在显著相互影响的8对基因位点（ORF3a和nsp2，nsp12和nsp6，ORF8和nsp4，以及基因nsp2，nsp13和nsp14），为寻找病毒病原体结合和重组过程中存在的弱点带来了希望，对开发临床治疗的综合靶向药物、研究病毒进入宿主后的发病机制有着很强的生物医学指导意义。 和其他许多疾病一样，针对COVID-19的潜在药物靶标的组合数量非常多。本研究工作不仅提供了哪些基因位点之间存在相互影响，并可以对其进行排名，从而进行更进一步详细研究。结合随机性检验，该研究工作最终预测了存在显著上位性的8对基因位点中，有3对涉及到与新冠肺炎的重症密切相关的病毒基因ORF3a。遗憾的是，目前关于针对ORF3a基因的临床靶向药物的报道还较为罕见，值得医药学研究人员在该方面加强研究。另外，本研究工作中预测的8对基因位点可作为实验生物学的原假设，以供生物学研究人员在此基础上设置相关微生物实验，研究新冠病毒进入人体后引起发病的机理。 此项研究工作由南京邮电大学与意大利的里雅斯特大学、古巴哈瓦那大学、瑞典哥德堡大学及瑞典皇家理工大学合作完成。曾红丽副教授的研究工作受到国家自然科学基金委（基金号11705097）、江苏省科学技术厅（基金号BK20170895）以及江苏省政府留学奖学金的大力支持。

我室沈洪兵、胡志斌团队近日在《柳叶刀-区域健康》（西太平洋）（The Lancet Regional Health-Western Pacific）发表了领衔的出生队列的最新研究，本研究使用大规模前瞻性出生队列，系统比较辅助生殖受孕与自然受孕子代出生缺陷率的差异，并评估辅助生殖技术的安全性。本研究的结果将为优化辅助生殖方案的选择提供证据和线索，提高对辅助生殖受孕子代健康的关注。

项目成果/简介:我校物理与材料科学学院新组建的天体物理团队，与中国科学院国家天文台合作，在太阳暗条感应爆发研究领域取得新进展。 太阳暗条是悬浮于太阳高温稀薄大气中冷而密的等离子体。暗条爆发是触发太阳耀斑和日冕物质抛射等严重影响近地空间环境太阳爆发事件的重要诱因。多个暗条间的感应爆发是一种常见的暗条爆发形式，但是，由于高质量观测数据积累有限等客观条件的限制，对于此类暗条爆发完整过程的观测报道较为罕见，因此，相应的物理图像也难以获得直接的观测证据支持。近期，安徽大学物理与材料科学学院天体物理团队张军、宋志平、汪鹏和中国科学院国家天文台侯义军、李婷等人综合利用空基和地基太阳观测数据，并借助非线性无力场外推方法，对一个典型暗条感应爆发事件的完整物理过程进行了详细研究。从感应爆发发生前的磁场位型、发生时的观测特征和发生后的磁场重构等角度构建一个完备的演化证据链条，揭示了暗条感应爆发过程的完整物理图像，并指出发生在两个暗条上覆磁场间的外部磁重联及其造成的上覆磁场重构触发了暗条间的感应爆发。

该成果主要研究了大倾角 “ 三软 ” 易燃厚煤层综放面自燃规律、基于指标气体的预测预报技术、大倾角 “ 三软 ” 易燃厚煤层综放面综合防灭火技术。并制定宝鸡秦源煤业有限公司火灾事故应急救援预案、火区综合治理技术。项目于 2008 年由陕西省科学技术厅组织的鉴定，鉴定委员会一致同意通过技术鉴定。认为该项目在大倾角 “ 三软 ” 易燃厚煤层综放面防灭火技术研究方面达到国际先进水平。