微机电系统(MEMS)纳米摩擦学研究进展

随着微型机电系统(MEMS）的快速发展，MEMS摩擦学已成为当前纳米摩擦学研究中最活跃的前沿领域之一。微观尺寸上的摩擦磨损和润滑对整个MEMS系统的性能、稳定性和寿命起着决定作用，因此研究MEMS的微观摩撩学性能至关重要。本文对近年国内外MEMS摩擦学研究的新进展作了综述，介绍了MEMS系统的纳米摩擦学特性，讨论了包括环境条件、材料处理、表面改性、分子超薄膜润滑等在解决MEMS摩擦和润滑问题上的研究状况，提出了当前相关研究的几个重要问题。     

微机电系统(MEMS)技术及发展趋势

主要介绍了微机电系统(MEMS)(Micro Electro Mechanical System)的发展概况、特点、加工技术及其发展趋势。     

微机电系统(MEMS)磨损的分形分析

基于M-B分形磨损模型,建立微机电系统(MEMS)表面磨损率与分形维数之间的关系,对MEMS表面的磨损规律与表面特性进行相关分析.结果表明,分形维数对MEMS表面磨损率的影响具有一定的规律性,当分形维数在某一范围时,磨损率随着分形维数的减小而迅速增大;当分形维数为1.5时,磨损率达到最小值.当分形维数一定时,磨损率随着尺度系数、磨损概率常数的增大而增加,随着MEMS材料性能参数的增大而减小.当其它影响参数保持一定时,磨损率随着MEMS表面接触面积的增大而增加.     

微机电系统(MEMS)中薄膜力学性能的研究

主要介绍微机电系统（MEMS）中几种测量薄膜力学性能的方法，如纳米压入法、单轴拉伸法、基底弯曲法、微旋转结构法，比较了各种方法的优缺点。这对MEMS器件的设计与研究具有重要意义。     

微机电系统(MEMS)的仿真和模型分析

微机电系统 (MEMS)器件及系统仿真正日益受到MEMS研究者的重视。其仿真内容涉及力学、电子学、热学、光学、流体学等许多学科。MEMS和其他微系统可看作为一个多域物理系统。本文从方法学观点讨论了建模方法、计算机辅助模拟工具、多域模型库以及不同仿真器的耦合问题。将电网络概念引入到不同域系统仿真中以及等效电路被应用到不同的物理域系统。对于系统模拟和仿真来说,元件模型库的建立非常重要,引入多端口元件,并用线性和非线性微分方程加以描述。另外,本文也简单分析了系统仿真中涉及的降阶问题、模型优化方法以及相关的仿真工具和仿真器间的耦合问题。     

基于MEMS的微流体机械研究进展

介绍了近十年特别是近三年以来微流动系统研究的最新成果，具体介绍了新型微加速度计、微泵、微喷、微阀、微通道及微系统的结构、原理及应用情况，并对微流动系统研究中存在的问题和发展方向作了简述。     

MEMS微型可编程光栅的研究现状(上)

近10几年来,微机电系统--MEMS技术作为一种使能技术,在各个领域(如机械、生物、光学、射频、能源等)得到了迅速发展,并实现了一定的产业化应用,取得了良好的经济效益.光学MEMS使光学元器件具备了体积小、重量轻、性能稳定、成本及功耗低等显著优点,实现了器件中关键结构的动态可控性,这是传统技术所无法比拟的.本文以MEMS微型可编程光栅为核心,介绍了它的特点及其优异性能,并重点阐述了国外已经实现商品化应用的3种MEMS微型可编程光栅的工作原理、结构特点及其典型应用.     

聚类算法在机电系统稳定性检测中的应用

根据机电系统输出的各组性能稳定性指标值,利用聚类算法对其指标值进行了聚类计算,得出了各组指标值的聚类水平及类级关系,并绘出了聚类谱系图.根据各组指标值的聚类水平大小及相差度,检测机电系统性能是否稳定,并举例说明了该方法的运用.     

非平稳信号分析在机电系统状态识别中的应用

在非平稳状态下的机电系统故障诊断与趋势预测中,正确分析系统的当前状态是一个必经环节.基于EMD的信号分析方法在分析非平稳信号中有明显的优势.阐述了基于EMD非平稳信号分析方法,并对其进行编程实现.同时进行了经验模态分解中抑制端点效应的研究.从软、硬件方面设计和实现了“非平稳状态下的机电系统状态信号分析集成系统”.为构建开放式、柔性化状态分析和趋势预测系统提供了基础.     

虚拟样机技术及其在机电系统新产品开发中的应用研究

针对机电系统新产品开发的实际需求和技术瓶颈,将虚拟样机技术应用于新一代汽车电气系统的开发过程,并结合该系统开发,在建立相应的功效模型和物理模型的基础上,以多种支持各部件的性能仿真模块为工具,形成了一种基于仿真技术的机电系统及其部件的建模和分析的有效方法,从而达到在设计之初就能预测其性能,提高新产品开发成功率之目的。     

现代机电系统（设备）耦合动力学的研究现状和展望

阐述大型动力设备和电力系统、交通运输设备、机器人、工程机械、航天器和国防关键设备中存在的各种动力学耦合效应，包括机电耦合、流固耦合、热弹耦合和刚弹耦合等，论述耦合动力学研究的重要意义，国内外研究现状和有待研究的主要内容。     

复合式MEMS微夹持器研制

研制了一种针对亚毫米微小构件实施稳定夹取及可靠释放的微夹持器,应用MEMS体硅工艺将静电梳齿驱动与真空驱动集成构成复合式驱动,设计了微夹持器静电驱动控制系统以及真空控制系统。在80V的驱动电压下,微夹持器末端夹爪位移25μm。设计了两种尺寸的微夹持器,一种张合量为100µm～150µm,另一种为150µm～200µm。针对100～200µm的小球进行了微操作实验,实验结果证明静电梳齿驱动结合真空吸附能够使夹取操作更加稳定,基于闭环控制的正压气流能有效克服小球与夹爪之间的粘附力,实现了可靠的释放操作。     

复合式MEMS微夹持器的研制

为实现对亚毫米微小构件稳定夹取及可靠释放等操作,研制了一种复合式微夹持器.采用有限元软件分析了微夹持器的机构及动力特性.应用MEMS体硅工艺将静电梳齿驱动与气动吸放集成构成复合式驱动,气动吸放的引入改善了微夹持器的操作性能,S形柔性梁结构的设计将梳齿驱动的直线运动转化成末端夹爪的转动实现了夹持操作.两种不同尺寸的微夹持器,有效扩展了微夹持器的夹持范围.根据微夹持器的操作控制需求,设计了微夹持器静电驱动控制系统以及气压控制系统.在80 V的驱动电压下,微夹持器末端夹爪位移可达25 μm.针对100～200 μm的小球进行了微操作实验,实验结果表明,静电梳齿驱动结合真空吸附能够使夹取操作更加稳定,基于闭环控制的气路正压力能有效克服小球与夹爪之间的粘附力,实现可靠的释放操作.微夹持器基本满足100～200 μm微小构件的操作需求.     

MEMS中的微组装技术

随着微机电系统(MEMS)的迅速发展，对微组装技术的需求日益迫切。介绍了微器件组装技术的研究和发展概况，包括顺行和并行微组装技术，并对各种微组装技术进行了比较。对未来微组装技术的发展和应用前景进行了讨论。     

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。     

复杂机电系统耦合与解耦设计--现代机电系统设计理论的探讨

针对现代大型复杂机电系统的性能与运行状态多物理过程和多参数全局耦合结果的实,提出了对复杂机电系统进行全局耦合分析及合并行设计的基本思想,探讨了全局耦合分析与设计的基本理论框架,以其研究复杂机电系统功能,奇异工况的生成机制,实现,复杂机电系统的全局耦合最优设计。     

微电子机械系统(MEMS)中的铁电器件

提出了一种将铁电材料与MEMS集成的新趋势,并介绍了几种在这种趋势下应运而生的最新的微传感器和微执行器.     

基于MEMS的微动力系统的发展动态

综述了微动力机电系统的发展概况和研究进展,简单介绍了微型热电发生器、微燃料电池和能量收集器这3种典型的微动力机电系统的一些研究成果,在此基础上研制了一种新颖的,无运动部件的微热光电系统.     

MEMS固体化学微推进阵列的微冲量测试技术

为了评价MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)固体化学微推进阵列的推进性能,对其单元微冲量的精确测试显得尤为重要。在传统冲击摆的基础上,考虑微推进器推力和燃气射流冲击力之间的比例关系,设计了一套适用于MEMS固体化学微推进阵列单元微冲量的间接测试装置,并成功用于6×6规格(单元集成度为36个/cm²)微推进阵列的实际测试中。结果表明:典型实验数据下的待测微冲量为2.5442×10-4Ns,相对误差小于5%;实测8个单元的微冲量平均值为2.5574×10-4 N·s,相对偏差较小,具有很好的重复性。 