基于双压电陶瓷驱动原理的精密定位平台研究

为解决精密定位平台大运动行程与大扫描范围之间的矛盾性问题,实现大行程跨尺度纳米定位,该文提出了一种基于双压电陶瓷驱动原理的精密定位平台。该装置结合了粘滑驱动定位平台大运动行程、压电扫描器大扫描范围及高分辨率的优点。平台由基座、驱动模块、柔性铰链机构和导轨组成。驱动模块包括大、小压电陶瓷,大、小压电陶瓷分别以扫描和步进模式驱动定位平台。实验表明,该精密定位平台最大运动行程为21 mm,最大扫描范围为4.9 μm,最小分辨率为16 nm,水平运动方向最大步进运动速度可达10 mm/s,满足大行程、大扫描范围兼容的要求。     

采用线结构光的电动汽车电池包箱体孔组位置在线测量

三坐标测量机和位置度量规测量新能源汽车电池包箱体孔组效率低,投入大,且无法满足在线检测的要求。为此构建由大理石平台、直线电动机、3D线扫相机等组成的在线电池包箱体孔组位置度检测系统。该系统作为电池包生产线的一部分,在机械手将电池包放入检测平台后,直线电动机带动3D线扫相机获取电池包箱体孔组的3D点云数据。将3D点云投影到标定平面,采用中值滤波降噪预处理,膨胀、腐蚀逼出被检测孔轮廓,提取ROI;Canny边缘检测提取轮廓线,最小二乘法提取特征获取圆心坐标与装配孔半径,并采用柔性定位的方法校正所获得的数据。结果表明,在线电池包箱体孔组位置度检测系统满足电池包装配孔位置度0.2 mm的测量需求。     

显微注射中细胞自动搜索与定位方法研究

在面向生物工程的显微注射机器人系统中,迅速地在视野中寻找到目标细胞并精确定位可以有效减少操作人员的工作量,是实现自动化显微注射的必要条件。提出了一种基于视觉的细胞搜索方法,可自动扫描目标平面,能准确识别出目标平面内的细胞并可通过视觉伺服实现细胞定位,便于进一步的注射操作。实验证明该方法可有效地从细胞培养皿中快速识别出细胞,并能实现细胞位置的精确定位。     

基于微观极化机理的压电陶瓷迟滞控制模型

针对迟滞和蠕变现象严重影响压电陶瓷驱动器的控制精度问题,基于压电陶瓷微观极化机理,应用Langevin模型和电畴转向理论,解释了由于电畴转向能量损失.压电陶瓷电极化强度由不可逆的电极化强度和剩余电极化强度两部分组成,压电陶瓷应变和电场表现出迟滞现象,而应变和电极化强度呈线性关系,然后推导出基于电极化强度的控制模型.最后应用控制流过压电陶瓷的电流来实现电极化强度控制方法,实验结果表明,同电压控制方法相比,电极化强度控制方法可以显著减小迟滞,线性度好.     

制备纳米纤维的静电纺丝接收器研究进展

静电纺丝是制备纳米纤维的重要方法,在众多领域具有较强应用价值,引起广泛关注。所得纳米纤维的取向和结构对其性能有重要影响,近年来研究主要集中于如何获得结构不同、形态各异的电纺纤维材料,以满足不同领域的使用要求。接收器作为静电纺丝装置的重要部分,决定电纺纤维的分布与组合。目前,通过对接收器进行改进已经能够制备三种基本结构电纺纤维材料,分别是排列规则纳米纤维线、图案化纳米纤维膜和三维纳米纤维体。本文简述静电纺丝原理,分别对比三种类型纳米纤维结构制备中所采用的不同接收器结构特点和收丝效果。该综述可供纳米纤维材料制备、静电纺丝装置改进和静电纺丝技术应用等研究参考。     

基于显微视觉的旋转定位方法

旋转定位方法在生物组织图像扫描或细胞注射实验中有着重要的应用。文中针对生物显微镜中旋转定位功能的缺失,设计了一种紧凑型步进电机驱动的旋转工作台,提出了使用不等长十字标记对齐法来辅助定位。利用特征跟踪算法实时追踪目标,再结合倒置显微镜自身的X/Y载物台和基于图像的视觉伺服控制器,完成生物样品的定位。实验显示,定位后两十字标记角度偏差为0.462°,位置差在2~3μm,满足生物操作要求。