用于精密微装配的全方位微小机器人

研制出了一种90 mm×60 mm×85 mm，可用于精密微装配作业的全方位微小型机器人，机器人集成了移动定位单元与精密微操作单元，移动定位单元由微型电机驱动的快速宏运动单元与压电陶瓷驱动的精密微运动单元两部分组成，最大宏运动速度为50 mm/s，开环定位精度1 mm，微运动最大速度200 μm/s，开环定位精度1 μm，分辨率为50 nm；微操作单元由压电陶瓷驱动的球基微驱动器与微夹持器两部分组成，微驱动器转动分辨率为0.000 1°，定位精度为0.000 5°，微驱动器金属球可以实现空间复杂的扫描运动，同时带动微夹持器末端实现精密定位，微夹持器采用压电陶瓷驱动的两级杠杆放大机构，末端最大张合位移为280 μm，最大微夹持力为0.1 N.开发了基于视觉反馈的微装配作业控制系统，并在视觉的引导下，实现了机器人对微型齿轮、微型轴/孔等元件的夹取、搬运等微作业任务，并顺利完成了Φ180 μm微型轴与Φ200 μm微型孔之间的精密装配实验研究.     

共焦生物芯片扫描系统的光学信息量

从光学信息量的表达式出发,研究了激光光斑尺寸和探测器小孔尺寸对共焦生物芯片扫描系统的扫描分辨率及信噪比的影响,并定量分析了在获取生物芯片图像过程中,共焦扫描系统的扫描分辨率和信噪比对光学信息量的制约关系.结果表明,为了获得尽可能大的光学信息量,必须保证激光光斑尺寸小于系统的扫描分辨率,并根据激光光斑尺寸合理地选择共焦扫描系统的扫描分辨率和探测器小孔尺寸.理论分析和实验结果表明,当扫描分辨率大于扫描激光光斑的1.2倍,且探测器小孔尺寸为扫描激光光斑的1.5～2.0倍时,系统的光学信息量较大.     

一种用于中子探测高灵敏度扫描变像管

设计一种用于中子探测的高灵敏度扫描变像管.其特点是:不设置狭缝,将大面积光电阴极(30mm)所发射的电子束聚焦成小束斑(1mm)直接进行扫描,再经内置MCP(microchannelplate)电子倍增,使扫描变像管的探测灵敏度得到大幅度提高,可探测中子产额为5×107条件下的激光惯性约束聚变(ICF)中子飞行时间谱,扫描变像管时间分辨率可达约55ps.     

双激光生物芯片分析仪扫描物镜设计

描述了一种用于生物芯片分析仪的像方远心f-theta扫描物镜.通过对物镜像差参数要求的分析，
选择初始结构，利用ZEMAX进行了光学系统的优化， 给出了数值孔径0.17，焦距40 mm，总长140 mm的f-
theta物镜设计结果的光路图和芯片荧光测试实验结果.f-theta物镜用于生物芯片分析的扫描系统在100
lp/mm的调制传递函数（MTF）在0.35以上，f-theta畸变量控制在0.13%以内，在整个视场内具有高荧光激
发和收集效率，分辨率可以达到10 μm，一块芯片的测试时间可以在200 s以下.     

四象限探测器在空间激光通信中应用研究

研究了不同模式光斑对四象限探测器(QD)工作的影响,重点分析了高斯光斑对探测灵敏度的影响。搭建实验系统用扫描偏转镜及辅助CCD相机完成了对其性能测试实验。实验表明,形心算法的检测精度为质心检测精度的5倍;在极限探测灵敏度下,QD只能实现二细分,采用平滑滤波可以改善其细分能力;在高信噪比条件下可实现位置分辨力为1.6μm,角度分辨率为0.8μrad。同时研究了不同光斑大小、不同强度背景光对器件的影响。     

微弱光电信号的检测与采集

针对光电倍增管接收微弱光电信号的检测问题,研究了基于H7712光电倍增管的微弱光电信号的检测与采集方法,研究光电检测技术原理,分析影响微弱检测信号的因素;利用高响应、低噪声OPA686设计信号放大处理电路,采用12位高精度A／D转换器设计信号采集电路．实验结果表明：本设计的电路可以对微弱光信号进行放大处理,响应的输入信号频率可以达到100kHz,可以探测到大于3mV以上的光信号．     

核测井用小型光电倍增管高温特性的研究

本文简要介绍了三种国内外小型高温光电倍增管的热噪声、放大系数与温度的关系特性，通过实验测试，并加以比较，结果表明，对国产光电倍增管严格挑选的情况下，国产光电倍增管可以替代进口管．     

单色仪能量检测系统的设计

针对原子吸收分光光度计单色仪模块的光能检测,设计一套能量采集系统.由光电倍增管将元素灯发出的光能信号转换成脉动弱电压信号;设计二级放大电路及滤波电路,将弱脉动电压信号放大为直流电压信号,提高信号传输中的抗干扰性;采用高精度的AD转换器进行模数转换,并进行相应的软件滤波处理,得到高精度的能量信号;最后由上位机通过CAN总线与微控制器进行通信获取能量并进行吸光度处理.实际应用结果表明:该检测模块具有精度高、信噪比低和实时性好等优点,提高了系统的检测性能.     

嵌入式生物芯片扫描仪图像自动定位方法研究

生物芯片扫描仪扫描结果图像包含了多个高密度的微斑点阵列,为了满足嵌入式生物芯片扫描仪智能化、自动化要求,提出了一种生物芯片图像全自动定位的算法。首先对图像做基于形态学的腐蚀算法预处理,以及图像轮廓提取;采用投影法做行、列方向投影,将2维灰度矩阵转换为一维灰度和序列,结合离散傅立叶变换和功率谱运算,估计斑点的行、列间距;利用行、列间距,在1维灰度和序列中实现分段搜索,获取光斑中心粗定位;利用轮廓图像投影后出现双次峰的现象,估算斑点直径;最后,依据重心法调整斑点中心,同时采用自适应变步长搜索斑点半径,最终实现生物芯片扫描图像的精确定位和分割。本算法用C语言实现,测试平台Pentium 4 2.2 GHz,处理一幅16×19斑点阵列的图像,算法用时1.8 s,定位准确率达到100%。     

单光子计数器冷却系统的设计

用单光子计数器探测绝缘聚合物的电致发光来测试聚合物老化击穿性能，比传统的计算空间电荷畸变方法准确度更高，因单光子计数器的总灵敏度受光电倍增管噪声及量子效率的影响，故采半导体制冷与水冷双重冷却的方法研制了单光子数器冷却系统，经实验证明，该系统大大降低了光电倍增管的噪声，提高了量子效率，从而提高了计数器的总灵敏度，为聚合物性能方面的新型绝缘材料的开发利用提供了更加准确可靠的方法。     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.