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.

项目成果/简介: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

本发明公开了一种C反应蛋白柔性汗液电化学传感器的制备方法。传感器由CRP工作电极、碳对电极、银‑氯化银参比电极组成，通过结合MIP和卟啉金属有机框架材料（PMOFs）‑金铂双金属纳米颗粒复合物，特异性检测汗液中的CRP含量。卟啉用作仿生催化剂，模拟细胞色素酶（P450）的催化效果，配合具有等离子体增强电化学氧化性能的金铂双金属纳米颗粒（AuPt NPs），显著提高了电子传输效率，放大检测信号，从而提升传感器的灵敏度。本发明CRP柔性汗液电化学传感器具有制备方法简单，成本低廉，能够无创、快速检测汗液CRP含量，全面捕捉人体炎症状态的变化趋势，灵敏度高等优势，对汗液CRP的高稳定性和高特异性监测具有重要意义。

本发明公开了一种用于汗液中多巴胺检测的柔性场效应晶体管及其制备方法。通过高熵普鲁士蓝类似物材料对柔性场效应晶体管进行表面修饰，显著提升了器件的电化学传感性能，使其对多巴胺有着较低的检测限和较宽的检测范围。该柔性场效应晶体管以聚酰亚胺为衬底，具备良好的柔韧性和稳定性，适用于可穿戴式应用场景。其结构简单，制备工艺灵活，适合大批量生产。基于高熵普鲁士蓝类似物修饰的柔性场效应晶体管为柔性生物传感器在汗液检测领域提供了一种新的技术方案，为疾病早期诊断和个性化医疗提供了新的技术手段。

GL-CS-2E型 机电一体化柔性生产综合实训系统是使用柔性制造技术中具有代表性的制造自动化系统，可实现多品种、中小批量的加工管理。柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程，在计算机及其软件的支撑下，构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统，以实现全局动态优化，总体效益、柔性，优化以外产品并对其进行升级改造并进而赢得竞争的智能制造技术。

上限低，可反向导通，dv/dt扰动和di/dt扰动等。该项成果设计出适用于N型常关GaN器件的半桥栅驱动电路，通过分离充放电路径避免栅驱动电压振铃现象的发生和dV/dt现象对栅驱动电路的干扰；同时利用高端栅极钳位技术，在自举充电路径中对BOOT电容进行钳位，防止对上开关管的损坏。 半桥GaN栅驱动电路主要指标为： ？ 独立的高侧和低侧TTL逻辑输入 ？ 1.2A/5A 峰值上拉和下拉电流 ？ 高端浮动电压轨到100V ？ 0.6Ω/2.1Ω 下拉和上拉电阻 ？ 快速的延迟时间 (28ns typ) ？ 非常优越的延时匹配（1.5ns typ）

该项成果设计出适用于N型常关GaN器件的半桥栅驱动电路，通过分离充放电路径避免栅驱动电压振铃现象的发生和dV/dt现象对栅驱动电路的干扰；同时利用高端栅极钳位技术，在自举充电路径中对BOOT电容进行钳位，防止对上开关管的损坏。

成果介绍铁磁（FM）/非磁（NM）结构的双层膜中发现的自旋泵浦（spin pumping）效应是磁学和自旋电子学中的一个突破性发展，因此吸引了众多的研究兴趣。它和铁磁层自旋极化电流相关，同时又和非磁层的自旋轨道耦合有直接联系。本项目采用具有较高的自旋轨道耦合系数的稀土金属调制非磁层，运用铁磁共振和输运两种方法，并结合结构、磁性和同步辐射分析等手段，研究不同稀土掺杂对铁磁/非磁过渡-稀土合金（Py/NM-RE）复合纳米双层膜的结构和界面的影响，得到自旋泵浦强度、界面混合电导以及非磁层的自旋轨道耦合强度和自旋扩散长度的调控规律。从而探索该复合纳米双层膜中的界面自旋泵浦效应和非磁层自旋轨道耦合对自旋动力阻尼的影响机制。这些研究结果将有利于开发新型复合磁性材料和新型强自旋-轨道耦合的非磁材料，有利于集成多功能自旋器件。

研制了国际首例稳定可逆的单分子光开关器件（ Science ,  2016 ,  352 , 1443;  J. Phys. Chem. Lett. ,  2017 ,  8 , 2849）；观察到了低温下联苯基团由于σ单键的旋转产生的精细立体电子效应（ Nano Lett. ,  2017 ,  17 , 856）；研究了分子间主客体相互作用的动力学过程（ Sci. Adv .,  2016 ,  2 , e1601113），揭示了羰基和羟胺反应形成酮肟的分子机制（ Sci. Adv. ,  2018 ,  4 , eaar2177），证实了利用单分子电学检测方法研究单分子反应动力学的可行性，为实现单分子化学反应的可视化研究迈出了重要的一步。他们利用硅基单分子器件实现了具有单碱基对分辨率的DNA杂交/脱杂交动力学过程的研究（ Angew. Chem. Int. Ed. ,  2016 ,  55 , 9036）；在单分子水平上揭示了分子马达水解的动力学过程（ ACS Nano , 2018 ,  11 , 12789），展现了单分子器件在单分子生物物理研究方面的可靠性。