电刺激视网膜相关组织是现阶段治疗视网膜色素变性和黄斑病变的一种新途径，运用微加工技术，通过人造视网膜传感芯片替代受损的视网膜细胞恢复视觉是可行的，植入芯片具有微型化、柔性化及生物兼容性等特点。通过模拟仿真实验验证，设计了一种新型的视网膜传感芯片，给出了该芯片的材料选择、工艺过程及最终的结构参数，选择Polyimide作为芯片衬底及绝缘材料，Parylene-C作为芯片封装保护材料，金作为电极和引线材料。

设计了一套用于测试极限电流型氧敏元件性能的测试系统。该测试系统主要包括注气排气装置、流量控制及测量装置、供电加热装置、控温测温装置、测试电路等，可以很好地模拟氧敏元件的各种现场使用环境，能满足极限电流型氧敏元件的测试要求。设计相应的测试电路，可用于测试浓差型和半导体电阻型氧敏元件的性能。

微机电系统(MEMS)正在成为新崛起的大规模产业和各国政府竞争的至高点,但随着其特征尺度的日趋减小,表面效应显著增强,由此引起的摩擦磨损、表面粘附等问题成为制约MEMS发展的瓶颈.论证了'荷花效应' 应用于MEMS领域仿粘减摩的机理,探讨了类荷叶仿生功能表面的制作方法,并给出了初步试验结果.

开发了一台利用电阻焊实现MEMS器件真空封装的设备，探索了内部真空度在10Pa以下的MEMS器件的真空封装工艺，即一次压力为0．4MPa、二次压力为0．6MPa、充电电压为325V时封装质量最好；研究了一种利用晶振测量真空度的方法，经试验，至少经两天老化后晶振的共振频率才能稳定；对7个真空封装器件进行高低温循环试验，其中有5个器件的真空度在三天后还保持在10Pa以下且趋于稳定，成品率达到71．43％。

分析了常用的产品虚拟展示技术及设计工具，提出了Web环境下动态交互式3D浏览的具体方法。在Web浏览器端，通过ActiveX控件显示产品的三维模型和二维工程图，允许旋转、平移、缩放等操作。同时通过调用Solid Edge等三维CAD软件的二次开发接口，实现产品的在线驱动。最后，利用ASP．NET技术开发了一个工业产品虚拟展示的网站。

进出口危险化学品运输是国际货运的重要组成部分,因其特殊的物质结构和理化特性,通常具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质,如果使用的运输包装不科学,会对人体、设施、环境等造成危害。为充分保障危险化学品运输安全,除需考虑产品的主危险性、次危险性和建议包装类别外,还应考虑挥发性液体的沸点和饱和蒸汽压等物理化学性质。本文通过实验检测和理论计算等方式,对《危险化学品目录》(2015版)中液态危险化学品纯净物的沸点和饱和蒸汽压数据进行试验、整理、计算和分析,找出需要特别关注的挥发性液态危险化学品,以期为相关企业选择合适的运输包装提供数据基础和理论支持,有效保障危险化学品运输安全。

人机协同操作是机器人研究的热点。基于自主搭建的用于人机协同操作的小型Delta并联机器人,对其进行了系统地理论建模及抓取实验研究。建立了系统的运动学约束方程,推导出机构的运动学正逆解方程,并在此基础上利用虚功原理建立系统的简化动力学模型。在工作空间内对末端进行抓取轨迹规划。为检验系统的可行性,搭建实验系统进行抓取实验研究,实验结果表明了该小型Delta机器人系统的可行性,为后续人机协同操作奠定理论和硬件基础。

由弹性材料制成的气动多腔室型软体驱动器可以通过简单的控制产生复杂的运动。提出并设计了0°PN和60°PN两种多腔室仿生章鱼爪软体驱动器。0°PN软体驱动器能够进行二维弯曲运动,60°PN软体驱动器在0°PN的结构基础上更改腔室角度,能够实现三维空间的弯曲和扭转,形成螺旋结构。使用Abaqus软件对软体驱动器进行有限元分析,得到两种软体驱动器的气压-位移变化曲线、气压-末端输出力变化曲线。利用模具浇铸法制作0°PN和60°PN软体驱动器,并开展两种软体驱动器在不同气压下的弯曲试验和末端输出力的测量试验,实验与仿真结果一致,结果表明60°PN软体驱动器的气压承载能力提高1.5倍,末端输出力提高1.8倍。

由柔性材料制成的末端软体夹持器依靠结构本身的弹性变形实现对物体的无损抓持,具有自由度高、适应性强的特性,在非结构化环境中具有广阔的应用前景。目前,多数软体夹持器功能单一,适应性差,难以实现对各种形状、尺寸物体的通用抓取。为解决这一问题,通过分析形状尺寸各异物体对软体夹持器结构及性能的要求,结合现有夹持器的优点,设计出一种中间部位能抓取体积较大目标、尖端部位可精确夹持细微物体的通用型气动软体夹持器。基于Yeoh模型建立夹持器变形角度与压力关系数学模型,使用ABAQUS软件对其进行正压和负压仿真,分析出夹持器的弯曲变形情况,得到其极限气压。通过实物的变形实验,得到仿真结果和实验结果相对误差为9.10%,验证了仿真的有效性和变形角度与压力关系数学模型的准确性。

为了进一步研究唇形密封圈的密封机制，建立唇形密封的理论模型。基于流量因子分析轴向泵汲效应，建立泵汲流量方程；运用圆周平均雷诺方程描述密封界面流场，采用G-W模型近似描述唇轴粗糙峰互相接触下的接触力与径向变形：定量分析密封界面的周向摩擦力，并给出流体摩擦表达式；对以上各因素进行强耦合分析。结合船舶桨轴密封圈的实际应用工况及结构参数进行仿真计算，得出其方向角、膜厚、压力分布，并得到净流量随转速和粗糙度的变化关系。研究结果表明：净流量随转速增加而增加，但增速逐渐变缓；净流量随粗糙度近似呈线性增加，但高粗糙度会使泄漏量增大和导致表面更容易被磨损，因此实际唇口粗糙度的选取应综合考量多种因素。