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.

掺铝氧化锌薄膜（ AZO ）成本低廉、无毒环保，溶胶凝胶法制备 AZO 薄膜具有工艺简单、成膜均匀性好、易于精确掺杂等优点，而后续处理工艺则是提高溶胶凝胶法制备的透明导电薄膜性能的关键。为此我们研究 105  到  10-4 Pa 大真空度范围退火条件下的电阻率变化规律，发现：电阻率的降低集中在相对狭窄的真空度范围，其中在 100 Pa  到 10 Pa  之间，电阻率陡降了 2 个数量级。电阻率在 10 Pa  退火时达到最小值，继续提高真空度（减低气压），电阻率不再继续降低。这一研究结果不仅澄清了以往对溶胶 - 凝胶法制备透明薄膜后续工艺处理的模糊认识，而且对实际生产工艺具有重要的指导意义，例如以此为根据，选择合适的真空度退火，达到既满足产品的性能指标，又能节能减排的最佳效果。 XRD 与 XPS  的分析表明中真空下氧空位、锌填隙、以及 Al3+  对 Zn2+  离子的取代是中真空度下电阻率陡降的主要原因。此外，利用  Ar+ 离子对退火后的样品进行反溅射清洗，能进一步提高电导率。更重要的是能在薄膜表面形成具有一定的凹凸起伏的绒面结构，能将入射太阳光分散到各个角度。用作太阳能电池电极时，能有效增强太阳能电池内的光吸收材料对入射太阳光的捕获，提高光能利用率。

（专利号：ZL 201510552708.2） 简介：本发明提供一种起重机箱形主梁三自由度移动焊接机器人，属于机器人焊接技术领域。该焊接机器人包括底座、纵向移动机构、焊枪升降机构、焊枪旋转机构、焊接设备及电缆卷筒等，焊接设备包括送丝机、焊机、气瓶座、二氧化碳气瓶，焊枪旋转机构通过升降台安装在焊枪升降机构上，齿轮齿条传动与直线导轨副相配合实现长位移移动的精确定位，通过三台伺服电机联合控制焊枪位姿实现长距离平面曲线连续光滑平角焊缝的自动焊接。本发明所提供的焊接机器人具有结构简单、传动链短、位置准确、工作可靠、焊接质量稳定等技术特点。

本发明公开一种在二维平面内生成随机椭圆形增强相的方法，该方法利用计算机随机数生成方式，随机产生椭圆中心坐标和偏转角，通过判断点与椭圆的位置关系，避免了椭圆之间相互重叠。本发明理论简单、快速高效，判断椭圆之间是否相交只涉及到点与圆位置关系的判断公式，相比已有专利中通过多边形覆盖法、椭圆覆盖法等，本发明更易于学习掌握；本发明中椭圆的生成遵循逐行逐列的原则，相比在整个模拟区域内随机生成随机的椭圆，特别是当生成椭圆的纵横比相差较大的时候，生成椭圆形增强相的时间更短，效率更高。

量子材料科学中心韩伟课题组在二维磁性体系中展开工作并取得了重要进展，观测到了二维反铁磁体系中磁振子的长距离输运。MnPS3晶体是一种层状反铁磁材料，利用机械剥离手段得到了二维的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制备了用于测量磁振子输运的非局域器件，器件结构如图A所示。器件左侧Pt电极通过热方法来注入磁振子，右侧Pt电极探测在二维MnPS3中扩散传输的磁振子。在二维反铁磁MnPS3中，实验上观测到了几微米的磁振子扩散长度。并且从图B中可以看出，随着注入端和探测端距离的增加，探测到的非局域信号表现出e指数衰减的形式，跟一维漂移扩散模型的理论模型一致。在此基础上，他们还系统研究了MnPS3厚度对磁振子弛豫性质的影响。随着MnPS3厚度从40nm降低至8nm，磁振子弛豫长度由4μm减小到1μm（图C），这可能是由较薄的MnPS3中较强的表面杂质散射效应导致的。 二维材料中的磁振子输运实现为二维磁性材料在磁振子电子学的应用与发展奠定了基础，也有望推动磁振子在量子尺度下的新颖量子物理性质研究。图：二维反铁磁体系中磁振子输运研究。（A）二维反铁磁MnPS3中的磁振子输运测量结构示意图。（B）自旋信号R_NL^*随电极间距的依赖关系，与理论预言的e指数衰减吻合。（C）磁振子弛豫长度随MnPS3厚度的依赖关系。

本发明涉及一种用于组织/器官芯片集成制造的三维打印方法及装置，包括以下步骤：1)设计三维芯片的三维结构图，并转化为片层图形文件格式；2)开启三维打印装置，将打印墨水吸入各个喷头中；导入片层图形文件；3)三维打印装置分别将主体材料打印墨水、牺牲材料打印墨水和不同的细胞打印墨水打印到底板系统预先设计的位置；4)重复步骤3)逐层累积完成三维芯片结构打印，直至片层图形文件打印完成；5)加热或制冷整体打印完成的三维芯片，使通道牺牲材料变为溶胶态；6)将变为溶胶态的通道牺牲材料使用移液枪吸出，去除通道牺牲材料，形成完整的三维芯片结构；7)对未被融化的细胞打印墨水材料进行交联，灌流培养基。

本发明公开了一种基于单光场相机的微尺度流动三维速度场的测量装置及方法，其中测量装置包括双脉冲激光器、荧光显微镜、相机系统、同步控制器和计算机，其中计算机用于存储ＣＣＤ相机获得的光场图片；选择两帧时间间隔为Δｔ光场照片，利用计算的点扩散函数，反卷积重建出示踪粒子的三维位置信息；通过三维互相关算法得出微流场的三维速度场信息。本发明采用单相机系统与传统荧光显微镜结合，实现微尺度流场的三维速度场测量，系统无需深度扫描，可以对非定常流动或非周期性流动的流场测量。

该仪器对血氧的监测可以很好地反映组织氧合功能，通过血氧监测能提高对临床麻醉和重危病人呼吸治疗的安全性。研究内容包括测量、分析气道与肺动脉解剖结构参数和光学参数，模拟气道与肺动脉组织中光子传输特性；开发新型经气道导管的光纤式肺动脉血氧饱和度检测设备，包括气管导管内用的反射式光纤探头的设计和制作；光源驱动、控制电路的设计与制作；反射光信号采集、处理和信息显示的电路系统的设计与制作。 该仪器对肺动脉混合静脉血血氧饱和度监测方法，不但用于监测临床上的重要指标，而且对病人无副作用和不增加额外风险，具有实际的临床应用价值和广泛的临床应用前景，经济前景不可估量。  技术参数：  探头尺寸：Ф5mm×2000mm； 血氧饱和度探测精度：0.5%； 检测模式：连续； 整机尺寸：500×400×300mm3。

本发明公开了一种解耦型六自由度工业机器人的运动控制方法，该方法包括：（a）根据机器人所需实现的位姿，通过 D-H 模型法获得末端执行机构相对于基坐标系的位姿矩阵；（b）将机器人避开奇异形位时所能实现的正常位姿定义为不同的关节特性属性，并设定机器人实现所需的位姿时的关节特征属性组合；（c）根据位姿矩阵以及设定的关节特征属性组合及其取值条件，通过反变换法分别求得关于机器人各个关节变量的唯一解；（d）根据所求得的解，执行对六自由度工业机器人的关节运动，相应完成整体运动控制过程。通过本发明，具备可预知过奇异点路径、算法简单、反解速度快以及能较好地确定唯一解等优点，并能很好地应用于实际的工业机器人运动控制。

本发明公开了一种基于均值漂移的不同精度下的三维点云数据 的融合方法，针对两组精度等级不同的三维点云数据，利用高精度点 云建立低精度点云的误差分布，进而对低精度点云进行均值漂移，消 除低精度点云的漂移误差，从而实现两组数据信息的融合，该方法包 括：S1：建立低精度点云的拓扑结构信息，包括每个样点的邻域点集 和单位法矢；S2：利用高精度点云对低精度点云进行密度聚类，根据 聚类结果确定低精度点云每个样点的漂移误差；S3：利用低精度点云 的拓扑结构信息和所述漂移误差确定低精度点云各样点的漂移矢量， 根据该漂移矢量对低精度点云的各样点进行漂移，实现融合。本发明 的方法在消除低精度点云漂移误差的同时，可实现小幅度噪声的光顺。