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跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
华中科技大学
2023-05-12
跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
【技术优势】
本成果项目研制了具有我国自主知识产权的白光干涉原子力探针扫描测量仪等系列微纳表面结构测量仪器，并通过了国家计量院组织的仪器性能和软件的检定测试，纳米尺度原子力垂直测量范围超出国际商用仪器10倍以上，水平动态范围达国际领先水平。
【技术指标】
本成果项目提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，建立跨尺度传感方法，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量。同时，发明的白光干涉原子力探针扫描测量方法与现有商用原子力显微镜相比，垂直测量范围提高10倍，分辨率优于0.01nm。
华中科技大学
2023-05-15
新型复合材料夹芯结构关键技术、产品研发及应用
项目团队经过10多年技术攻关，发明了创新型格构增强复合材料夹芯结构，以泡沫和轻木为芯材，以复合材料为面层及格构腹板，制备出系列复合材料梁、板、柱及实体构件。 显著优点：高抗力、高延性、高耐候。解决难点：将真空导入工艺引入超大/异型构件的成型制造，攻克了树脂浸渍及流动的精准控
南京工业大学
2021-04-14
一种高速铁路结构物沉降监测装置及监测方法
本成果2011年获得国家发明专利授权。该发明涉及一种高速铁路结构物沉降监测装置及一种可以实现无线远程自动化测量沉降的监测方法。解决了精确监测结构物的沉降变形问题。
西南交通大学
2016-06-27
一种微纳深沟槽结构在线测量方法及装置
本发明公开了一种微纳深沟槽结构在线测量方法及装置。其方法是将线偏振红外光束投射到含有深沟槽结构的样件表面，对沟槽结构各界面反射光形成的干涉信号进行滤波等处理得到测量反射光谱；采用基于偏振的等效介质理论构建该深沟槽结构等效光学模型，计算其理论反射光谱；采用人工神经网络结合局部搜索算法的快速参数提取方法，通过理论反射光谱拟合测量反射光谱，快速提取沟槽的宽度和深度，实现深沟槽几何形貌参数的精确在线测量。装置包括红外光源，红外偏振片，干涉仪，平面反射镜和二个离轴抛物镜以及红外探测器。装置可实现场效应管和动态
华中科技大学
2021-04-14
一种新型人形机器人及其腿部结构设计
1.痛点问题
智能机器人能够代替人类执行各类任务，有潜力成为最为重要的一股社会生产力。近年来，以人形机器人为载体的通用智能机器人成为了全球机器人行业所关注的热点，由于其具有人形的躯体，使得它有潜力代替所有人类工种。然而大多数目前的人形机器人产业化方案存在一定的问题，大部分现有人形机器人采用传统的驱动与关节完全对应的排布方式以及位置控制模式，这种方案使得机器人结构转动惯量大且依赖高精度传感器，导致其动态性能差且成本高昂。
2.解决方案
本成果提出了一种新型人形机器人及其腿部结构设计。其一，提出独特创新的跨级连杆腿部结构，将所有腿部关节驱动集中到机器人质心附近，极大地降低了转动惯量，提高了机器人的性能；其二，选用新型轻质材料如高强度轻质铝合金、高强度碳纤维等，并重新设计机械结构，减轻了机器人重量，而不影响整体结构的强度；其三，该设计基于力控高扭矩低减速比本体驱动器，具备极高的动态性能并降低成本。
3.合作需求
1）办公及生产场地；
2）合作伙伴：包括工厂、物流中心、住宅、酒店行业在内的应用合作伙伴。
清华大学
2023-01-03
弧焊机器人结构光三维视觉传感器
研究内容及用途 ：焊接机器人是焊接自动化发展的主要方向，在汽车 制造、工程机械等产业已有广泛的应用。本项目用半导体激光器作为主动 光源，柱面透镜组产生结构光片， ICCD 摄取光纹图样送计算机、经高速 数据采集、数值滤波等运算，给出焊缝位置信息，送运行机构实现智能控 制．《弧焊机器人结构光三维视觉传感器》外型尺寸 40x 70xll0mm ，距焊 件 80mm 处产生线长 30-40mm，线宽 1mm
南昌大学
2021-04-14
一种多功能光纤微结构连续刻写装置及方法
本发明公开了一种多功能光纤微结构连续刻写装置及方法，该 装置包括，放纤模块，用于以由所刻写光纤微结构类型而确定的速度 放出光纤，光纤进入光纤清洗模块进行清洗后放出清洁光纤，清洁光 纤进入光纤调节模块，由光纤调节模块调整位于刻写区域的清洁光纤 的位置与倾斜角度，激光发生模块与光纤调节模块相对放置，激光发 生模块在光纤上刻写光纤微结构，通过改变光纤的速度和脉冲激光的 起止时间，实现在光纤上刻写不同的微结构，收纤模块用于收
华中科技大学
2021-04-14
一种纳米结构三维形貌测量方法及装置
本发明公开了一种纳米结构三维形貌测量方法及其装置，可以同时测量纳米结构线宽、深度、侧墙角、线缘粗糙度、线宽粗糙度等三维形貌参数的方法及装置。本发明方法步骤如下：将波长为紫外到近红外波段的光束经分光、起偏、前后相位补偿得到的椭圆偏振光投射到待测；采集待测结构表面反射零级衍射信号，计算得到纳米结构测量穆勒矩阵；将测量穆勒矩阵与理论穆勒矩阵进行匹配，提取得到待测纳米尺寸结构的三维形貌参数值。本发明所提供的纳米结构三维形貌参数测量装置，能为基于图形转移的批量制造方法如光刻和纳米压印等工艺中所涉及的一维和二维
华中科技大学
2021-04-14
一种多关节柔性水下机械手关节单元结构
本实用新型涉及一种多关节柔性水下机械手关节单元结构。本实用新型以中间单元的两轴端为支撑，联接端盖通过其轴端圆槽定位，同时联接端盖和中间单元侧面分别开有联接端盖侧壁孔、中间单元侧壁孔；挡片安装在中间单元的内腔；内筒两端和挡片的另一端面接触，挡片的该端面开有和内筒外径一样大小的挡片圆槽；内壳安装在中间单元的内腔，两端面和联接端盖的下表面接触，并通过联接端盖的下表面定位防止其轴向运动，内壳的内壁和挡片外圆周面接触，并对其产生周向定位作用。本实用新型在满足强度要求的前提下，为减少机械手质量，主要零件都采用挖空处理，因此关节单元的自重相较传统的水下作业机械臂很小。
浙江大学
2021-04-13