细胞注射中数字化进退针装置的实验研究

针对微注射针刺膜速度慢和定位精度差等问题,研制了显微注射用数字化进退针装置。在可控脉冲序列驱动下,利用压电陶瓷低频振动产生的冲击惯性力驱动该装置来进行数字化进退操作。测试了数字化进退针装置样机的运动性能,在小鼠卵母细胞显微注射实验中对其进行了验证。结果表明:数字化进退针装置具有纳米量级进给精度,过程参数可控,可自动完成包括快速穿刺细胞膜、精确刺入细胞内指定注射位置和退针的整套显微操作。     

数字化进退针装置的设计与试验

针对细胞注射中微注射针刺膜速度慢和定位精度差等不足,研制一种基于惯性力与摩擦力交替作用的数字化进退针装置。阐述该装置工作机理,利用压电陶瓷低频振动产生的冲击式惯性力,克服摩擦力产生微进给。建立数字化进退针装置的动力学模型,利用数值方法求解其输入输出响应关系。该模型求解结果在性能试验得到了验证。在小鼠卵母细胞显微注射试验中,对数字化进退针装置进行了应用研究。研究结果表明：数字化进退针装置能够满足显微注射要求,其动力学模型是合理的。     

细胞与注射针间动态接触模型的建立与分析

显微注射过程中,细胞的变形量和受力大小对注射成功率有直接影响,为提高自动化注射系统的可靠性,需对细胞力学特性进行研究。基于膜理论建立了细胞的接触模型,针对静态膜理论模型无法描述细胞的受力和变形关系随穿刺速度及加速度变化的问题,提出动态修正细胞膜材料参数的方法。采用不同的穿刺速度和加速度对分形期的斑马鱼卵进行穿刺实验,导出了细胞膜的动态接触经验模型,较好地表征不同穿刺条件下细胞膜的变刚度现象,为控制系统的设计提供参考。     

细胞注射机三坐标微位移台结构设计

为实现细胞工程中细胞显微注射的要求,提出了一种用X—Y—Z三坐标微位移台来完成细胞微量注射微动平台定位和注射的装置,X—Y—Z三坐标微位移台微量注射装置的定位和注射动作全部由直流步进电机驱动,步进电机在高细分驱动器驱动下,步进精度达0.004μm,滑台的定位精度达0.3μm,而生殖细胞尺寸通常处于1~100μm范围,基本满足细胞显微操作精度要求,普通国产三轴控制器即可实现所需控制功能,和目前国内外的其他细胞微量注射装置相比,其主要特点是定位精度和注射精度都比较高、成本低。     

水生物种基因转移微注射自动化技术

针对目前水生物种转基因注射时存在的手工操作注射效率及成功率低等缺点,研究用于水生物种基因转移的专用细胞自动注射技术。提出卵细胞自动定位输送、吸持、注射的方法。研制了细胞自动注射试验系统,进行鱼卵细胞自动注射试验研究,试验表明,在注射过程中可完成卵细胞的自动定位输送、吸持、注射;可完成未注射和已注射卵细胞的分离和计数;可实现注射过程的计算机控制。该技术的研究为实现水生物品种杂交及品种改良提供高效快捷培育方法。     

数字化显微图像分析检测系统的设计研究

传统光学显微图像观测通过计算机硬件和软件技术的实现光电－数字化,是显微图像分析技术在信号化时代的升级换代,本文阐述实现数字显微图像技术跃变过程中若干重要的设计研究问题,包括图像的光电转换,图像处理,静态观测,活态观测和动力学观测,通用和特殊图像处理方法,若干专用显微图像信息处理技术等,并介绍所取得的成果。     

数字化细胞注射器的试验研究

针对目前广泛采用的细胞微注射器存在的系统结构复杂、注射量控制精度低等缺点，研制了基于叠堆式压电陶瓷微位移特性的数字化细胞微注射器，建立了数字化注射器的理论模型，进行了试验器件基本尺寸的计算。注射器注射试验结果表明，注射器注射量控制精度接近皮升级。     

细胞注射微针的流动特性研究

讨论了细胞微针内流体特性对细胞定量注射的影响，对不同尺寸的微玻璃针进行了临界喷射流动状态和流动特性的实验研究，取得了微玻璃针临界喷射状态的几何条件及能量条件等实验数据。实验结果表明，微玻璃针在临界喷射状态下实验数据符合流体静力学理论，在流动状态下实验数据与宏观尺度下流体动力学理论有偏离。     

转基因微注射器控制系统设计

根据显微注射流程要求,介绍一种基于单片机89S52的微注射器控制系统的设计.论述了控制系统气路工作原理、硬件电路设计和软件的设计思想.该系统可以完成微注射所需各种工作,并通过上下微机通信传送注射压力、补偿压力、注射时间,用于实验分析比较.     

压电驱动下显微注射仪的设计

提出了利用压电陶瓷的逆压电特性进行显微注射的设计方法,完成了显微注射仪的结构设计。利用计算机编制交替的驱动信号程序,通过压电陶瓷驱动器驱动电源对压电陶瓷进行驱动,压电陶瓷驱动器通过电致伸缩及对导杆的交替箝握实现显微注射仪的微米级步进运动,可精确控制显微注射时注射针的穿刺位置,有效提高显微注射成功率。     

Φ180mm穿孔机出口台二段简介

穿孔机出口台二段是热轧穿孔机组的重要辅助设备,直接影响到穿孔后毛管的质量及其生产效率。简要介绍了韩国Φ180mm穿孔机出口台二段的结构及其特点等。     

PLC控制侧窗自动冲孔模设计

采用PLC控制,步进电机分度,实现自动分度、自动冲孔、送料及退料的轴承保持架自动冲孔机,解决了传统的轴承保持架侧孔冲孔模机械方式分度,分度精度低及生产效率低等问题.     

斜轧穿孔过程金属流动的有限元模拟

应用刚塑性有限元法对热轧穿孔过程中的变形、几何构形以及变形区内速度场、应变场和温度场等进行了模拟计算。在确定的工艺条件下,如辊型、送进角、孔喉尺寸、顶头前伸量及毛管的椭圆度等,解决了斜轧金属流动有限元模拟中的边界条件、网格自动划分等相关问题。由变形速度场的分布可明确穿孔中顶头前的金属流动状况,其计算结果通过变形区轧卡试件进行了比较,认为该模拟对斜轧变形过程是可行合理的,且可用于其他斜轧过程的有限元模拟分析。     

侧向冲孔自动分度冲孔模设计

分析了圆筒类零件的冲裁工艺特性,论述了筒类零件侧向孔自动分度冲孔模结构特点和工作原理。通过棘轮棘爪机构带动主轴转过一个分度值,然后依靠分度盘、棘轮机构使主轴准确定位后再进行冲孔。结果使得所冲侧孔分度均匀。累积误差小,且模具结构简单、操作方便,保证了产品的品质,提高了生产效率。     

汽车冲压件修边工艺及模具设计要点

通过对冲压制件修边工艺参数和修边模具结构设计两方面的总结讨论,阐述了汽车冲压制件修边工艺及模具设计的基本要点及在设计过程中采用的经验方法,为冲压制件修边工艺的排布及修边模的设计提供参考。     

筐形保持架冲孔模花键杆、套的改进

通过对筐形保持架冲孔模花键杆、花键套的改进,使保持架等分孔质量稳定,延长工装寿命,降低生产成本。     

Finite element simulation of the punchless piercing process with Lemaitre damage model

The punchless piercing is a process that uses highly pressurized fluid instead of the conventional punch to make holes into the sheet metal. This process has many advantages over the conventional method for piercing various shaped holes into very thin strips of metal, composite, etc. An important cost advantage comes from not having to use a punch. Another important advantage comes from the top quality of pierced holes produced by punchless piercing, as no secondary finishing process will be needed for removing burrs typically found in conventional cutting processes.The ABAQUS/Explicit FEM code coupled with Lemaitre damage model has been used to more precisely characterize the punchless piercing process of a copper sheet. The formulation adopted for this purpose uses an established and efficient stress integration algorithm and development of a user material subroutine (VUMAT).For verification, the computed results have been compared with those of the experimental results in the literature and shown to be in good agreement with each other.The results obtained from this work are expected to be of significant interest to automotive and aerospace industries interested in using the punchless piercing process.     

浪形保持架冲孔模设计探讨

通过对浪形保持架冲孔模的改进,保持架定位准确,保证了铆钉孔位置公差,达到了工艺要求。     

An Automated CAD System for Progressive Working of Irregular Shaped Metal Products and Lead Frame for Semiconductors

This paper describes the development of computer-aided design of irregular-shaped sheet metal products and 32LD PLCC lead frames and semiconductors, requiring very precise piercing operations for progressive working. The approach to the CAD system is based on knowledge-based rules. Knowledge for the CAD system is formulated from plasticity theories, experimental results, and the empirical knowledge of field experts. This system has been written in AutoLISP using AutoCAD on a personal computer and the I-DEAS drafting programming language on the I-DEAS master series drafting with an HP 9000/715(64) workstation. Transference of data between Auto-CAD and I-DEAS master series drafting is accomplished using DXF and IGES methods. This system is composed of five main modules, which are input and shape treatment, production feasibility check, strip-layout, data-conversion, and die-layout modules. Based on knowledge-based rules, the system is designed by considering several factors, such as V-notches, dimple, pad chamfer, spank, cavity punch, camber, coined area, cross bow, material and thickness of product, complexities of blank geometry and punch profile, and availability of presses. As forming processes and the die design system using 2D geometry recognition are integrated with the technology of process planning, die design, and CAE analysis, the standardisation of die parts for lead frames requiring a high precision piercing process is possible. The die-layout drawing generated by the die-layout module is displayed in graphic form. Results obtained for each module provide help to the designer and the manufacturer of lead frames for semiconductors.     

三辊联合穿轧机液压压下系统分析

三辊联合穿轧机是一种新型斜轧机,采用组合孔型轧辊和顶头,在一个道次内完成钢管的穿孔、轧制和均整。基于某厂现有轧机,经过多次工艺试验,将液压同步缸应用于无缝钢管三辊穿轧机同步压下系统,并对该同步压下系统的可行性进行了仿真分析。该项研究对轧机液压控制系统设计,以及提高最终产品的质量和钢材成材率具有重要意义。