MEMS器件微装配系统的设计与研制

在分析微装配特点的基础上,讨论了微装配系统的功能需求和组成。提出了一种新型MEMS器件微装配系统设计方案,描述了系统样机关键技术模块的研制方案。以微型光谱分析仪极板对准为示范目标开展了实验研究,结果表明该系统适用于典型MEMS芯片的微对准和封装研究。     

基于快速成形的MEMS微制造技术

评述了当前主要的MEMS微制造技术方法及特点，综述了基于快速成形的MEMS微制造系统的基本原理和基本结构，目前所能达到的精度与应用典型实例，微型制造技术的优越性与局限性，对最新发展的每一层面一次曝光的高速快速成形MEMS微制造系统原理与研究示例进行了介绍。     

微能源的研究现状及发展趋势

电子产品小型化、微型化、集成化是当今世界技术发展的大势所趋.随着微机电系统(MEMS)技术的发展,与之相关的微能源技术得到人们更多的重视.人们希望MEMS技术和微能源技术互为促进,运用MEMS技术工艺改善和提高微能源的性能,同时微能源以某种方式集成于MEMS中,使MEMS具有更加强大和完备的功能.目前供能问题已经成为MEMS降低成本、进入实用化、自动化的最大障碍.介绍了微能源技术的研究现状和发展趋势,介绍了国际上微型锌镍电池、微型内燃机系统、微型锂电池、微型太阳电池、微型燃料电池和微型同位素电池研究工作的最新进展.简单分析了微能源的发展方向和应用前景.     

微/纳机电系统

微机电系统（MEMS）和纳机电系统（NEMS）是微米／纳米技术的重要组成部分。MEMS已在产业化道路上发展，NEMS还处于基础研究阶段，分析了微／纳机电系统的发展特点，简要地介绍了典型的MEMS和NEMS器件及系统后，讨论了MEMS和NEMS发展中的几个问题以及它们的发展前景。     

中国微纳制造研究进展

介绍了中国微纳制造领域的总体概况。从微构件力学性能、微纳摩擦磨损及粘附行为研究、典型微流体器件输运特性研究、拓扑优化技术在微纳结构设计中的应用研究、微传热学的研究和微测试方法和装置的研究具体介绍了微纳制造基础理论方面取得的进展。从设计方法、硅基微机电系统(Micro electro mechanical system,MEMS)制造工艺、非硅MEMS制造工艺等方面介绍了微系统设计与加工工艺研究进展。从物理量微传感器、微执行器件与系统、微纳生化传感与分析和微能源等方面介绍了微纳器件与微纳系统的研究进展,最后对中国微纳制造发展进行了总结和展望。     

基于机器微视觉的MEMS平面微运动测试技术

随着微电子机械系统(MEMS)研究的深入和产业化的需求,检测技术在MEMS中的重要性越来越大。基于机器微视觉原理组建MEMS动态测试系统,在此系统之上,提出模糊图像合成技术对MEMS器件的平面微运动特性如谐振器的运动幅度、谐振频率等重要参数进行了测试,给出了测量结果,并对测试结果进行了分析和讨论。     

微机电系统文献计量分析

微机电系统(MEMS)是基于微机械或微电子技术的微型机电器件或系统,主要包括微传感器、微执行器、微系统等。MEMS作为新兴的高技术产业之一,已成为世界各国政府竞相争夺的技术制高点之一。本文通过对MEMS领域的SCI文献计量分析,结果显示,近年来,该领域的研究呈现出增长趋势,美国在MEMS领域的研究处于绝对领先的地位。SCI文献分析表明,薄膜、微加工、封装、传感器等是近年来研究的热点领域。     

MEMS及微系统的计算机模拟与辅助设计

介绍了MEMS CAD的特点及MEMS与微系统的设计方法,对MEMS CAD系统中的系统级、器件行为级、器件物理级及工艺级等各级仿真器的特点、相互关系及在MEMS CAD中的作用进行了分析,并对MEMS CAD方法、MEMS与微系统的EDA工具进行了综述.     

部分国家/地区支持推动MEMS发展的举措

微机电系统(MEMS)是基于微机械或微电子技术的微型机电器件或系统,主要包括微传感器、微执行器和微系统等。MEMS由于尺度小,集成度高,功能灵活强大,使人类的操作、加工能力延伸到μm级空间,同时作为新兴的高技术产业,已成为世界各国政府竞相争夺的技术制高点之一。介绍了世界上部分国家和地区在推动MEMS发展方面的各种政策措施,并对我国MEMS的发展具有启示作用。     

碰摩微转子系统稳定性与分岔行为分析

微型旋转机械是MEMS中的重要动力源之一,微转子作为系统的主要驱动部件,其动力学特性直接影响到整个系统的稳定性和可靠性。本文以Jeffcott微转子系统为研究对象,建立微转子系统的碰摩力模型和系动微分方程,应用微分方程稳定性和分岔理论,分析微转子碰摩解的稳定性与分岔特性及系统参数对稳定域的影响。结果表明:微转子转动角频率、偏心量、静子径向刚度、阻尼系数及摩擦系数等系统参数是影响MEMS微转子系统稳定性的主要因素。     

A flexible microassembly system based on hybrid manipulation scheme for manufacturing photonics components

In this paper, a flexible microassembly system based on hybrid manipulation scheme is proposed to apply to the assembly of photonics components such as lensed optical fiber ferrules and laser diode (LD) pumps. In order to achieve both high precision and dexterity in microassembly, we propose a hybrid microassembly system with sensory feedbacks of vision and force. This system consists of the distributed six degrees of freedom (DOF) micromanipulation units, the stereomicroscope, and haptic interface for the force feedback-based microassembly. A hybrid assembly method, which combines the vision-based microassembly and the scaled teleoperated microassembly with force feedback, is proposed. The feasibility of the proposed method is investigated via experimental studies for assembling micro-optoelectrical components. Experimental results show that the hybrid microassembly system is feasible for applications to the assembly of photonic components in the commercial market with better flexibility and efficiency.     

MEMS微装配机器人系统的研究

首先总结了国内外微装配机器人系统及其关键技术的研究现状,并列举了部分应用实例。然后在分析微装配特点的基础上,提出了在显微视觉、多传感器信息融合控制以及微夹持器设计的解决方案。最后展望了微装配机器人及其关键技术的发展趋势。     

微装配的若干关键技术

随着微机电系统的快速发展,对微装配技术的需求日益迫切。详细地综述了近年来微装配技术发展的几个主要方面,包括微装配机理、视觉伺服微装配的结构、微夹持器等等。最后对微装配的发展方向进行了讨论。     

微型零件胶粘接的微装配技术

微型零件的胶粘接技术是微装配中一种重要的联接技术，用于微小型产品的制造。本文介绍了微型零件的胶粘接技术及其所研制开发的用于胶粘接的微装配机器人系统，对微型直线电机导轨的胶粘接进行了说明，分析了胶粘接过程中可能出现的问题，提出了基于视觉图象对微型零件胶接过程的检测方法，通过图象处理测量胶滴的点样位置和大小，以确保胶粘接的质量。     

基于机器视觉的微装配控制策略及软件架构

微装配是制造由不同材料组成的复杂微系统关键技术。本文针对装配控制和软件架构等微装配实用化的重要环节开展研究。对微装配具体需求、工作流程、人机交互方式进行了分析,建立一种基于显微机器视觉的微装配平台,提出先看—后动的微装配控制模式,建立了包含任务层、策略层和行为层的控制分层架构。围绕软件可复用性,对软件部分的核心类和类之间关系进行了分析,主要采用面向对象的聚集关系构造任务层和策略层中的类,最终实现了微装配控制系统软件。利用本系统对由6个无人工标记点的微型零部件组成的系统进行了微装配实验,采用工具显微镜对所装配的微系统关键技术指标进行了测量和对比分析。实验结果表明：自动装配与手动装配的同轴度误差平均值相近,而对称度误差平均值有改善,自动装配的各项指标不确定度误差均明显优于手动装配结果,提高了所装配的微系统互换性。利用本文建立的基于机器视觉的控制方法可以有效地对复杂微系统进行装配,基于分层架构建模和开发的软件具有较高的人机交互性、鲁棒性和可复用性。     

微装配技术的发展现状

微器件的装配并不是一个新兴的领域 ,但随着微加工技术、显微技术和集成电路技术的发展 ,微装配概念发生了根本性的变化 ,产品的范围和应用领域被拓宽 ,出现了许多新的技术 ,它的发展是与微机电系统 (MEMS)、纳米技术 (Nanotechnology)密切相关的。本文对微装配技术的发展现状进行了综述 ,介绍了微装配的特点和使用的许多新技术     

毫米级全方位微机器人结构设计与控制对运动精度的影响研究

运动精度是微操作机器人的一个重要参数。针对一种用于微装配操作的毫米级全方位微机器人,分析了影响其运动精度的两个重要方面,即结构设计与控制。分析了结构设计方面的优点和不足,主要涉及传动系统、轮子的安装等。控制方面涉及路径规划和驱动器电磁微马达等。针对微机器人直线运动的非线性问题,提出了对工作区域进行分区的路径规划控制方法。针对电磁微马达的结构特点,提出了矢量合成、力矩自平衡等特殊的控制方法和思想,将微机器人步进运动精度提高了3倍。应用微机器人进行的微装配实验证明了以上方法的有效性。     

基于显微镜聚焦的微装配视觉伺服研究

利用显微镜聚焦理论,沿显微镜光轴方向移动物体,不断计算图像的灰度变化之和,可判断出物体沿光轴的坐标,将这一坐标集成在伺服控制方程中,可完成立体视觉跟踪。这样,采用单目视觉系统就可以获得物体的三维坐标,避免了双目立体视觉系统的复杂结构。为了提高系统图像处理速度,利用卡尔曼滤波器对跟踪的特征点进行预测,并用窗口处理技术减小图像处理区域。实验和仿真结果表明,上述方法可完成复杂微装配的视觉跟踪,系统有好的实时性。     

基于实体模型的虚拟微装配视觉伺服研究

微装配的主要问题是装配的器件小,装配精度高,一般用显微镜作为视觉传感器对装配运动进行控制。在大放大倍数下,显微镜的视场和景深很小,这时操作对象和操作工具就不会同时处在焦平面内,使得图像模糊,操作很难完成。利用显微镜的聚焦理论,提取对象的三维信息,构造对象的实体模型,使微装配在虚拟环境中进行,而实际环境只起监视的作用,当对象和工具不动时,虚拟操作环境不变化,而当操作对象和工具位置变化时,重构三维环境,使得虚拟环境和实际环境具有严格的位置对应关系。试验和仿真结果表明,该方法可以克服物体在显微镜下的失焦问题,而且操作方便。     

微器件装配系统总体方案研究

微器件装配技术是微机械的关键技术之一,本文从微器件装配系统的特性和功能出发,提出了一套微装配系统设计方案,并对系统各个组成部分进行分析,介绍了系统实现的方法。