选用PVD-AlTiN涂层硬质合金刀具高速干铣削高强钢AISI4340,采用分形理论,研究了铣削参数对切削力分形特征的影响,指出分形维数是独立于切削力大小,并可描述切削力的稳定性;发现分形维数随铣削速度的增加,出现"高-低-高-低"的趋势,并在试验铣削参数范围内,确定了切削力较为稳定的铣削参数是v_c=320m/min,f_z=0.02mm/z,a_p=0.2mm,a_e=4mm;在较高铣削速度v_c=400m/min和v_c=440m/min条件下,v_c对切削力稳定性的影响即分形维数的大小占主导作用。此研究内容丰富了分形理论在高速切削领域的应用,对高速铣削切削力稳定性的表征具有指导意义。

为了提高MEMS微接触式测头的性能，系统开展了测头的结构设计和参数优化．根据测头结构各个部分的设计目标，提出了测头悬挂系统拓扑结构的设计方案．基于测头结构的力学模型，提出了结构参数对测头性能的影响机理，并采用有限元方法对测头的测杆、中心连接体、梁等结构参数进行了仿真优化，获得了符合测头整体性能设计要求的参数及应力分布曲线．

设计和实现了一种用于灾害救援的单通道便携式声波／振动探生仪。能够实现对地下声／振信号的捕捉、放大功能，并以声音的方式传送至监听耳机，以供救援队员确定该区域是否有生命存在，为进一步使用多通道声波／振动探生仪等系统救援设备进行准确、系统的救援提供可靠的依据，能大大提高救援速度。该设备灵敏度高，体积小，功耗低，通过实验验证，可用于实际救援和信号探测工作。

分析了打印机小型三层齿轮的结构和功能特点根据其特点选择合适的注塑材料和注塑模具设计方案详细分析了材料的性能并对模具的整体结构及整体注塑过程进行了详细的阐述.结果表明所设计的三层齿轮注塑模具结构紧凑、运动精确、工作稳定达到所要求的制造精度对类似的小型齿轮类注塑模具设计具有一定的参考价值。

碳纳米管具有小的半径、高的长径比、高的弹性模量和弯曲强度和导电特性,这使得它很适合做原子力显微镜探针进行高分辨率测试和纳米级加工,并使加工的纳米点、线和复杂图形在加工过程中保持比较一致的形状和高的纵横比.文中提出了一套制备碳纳米管探针的热丝化学气相沉积(HF-CVD)装置,叙述了HF-CVD的原理、装置以及在纳米加工上的应用.

将自主开发的基于MEMS工艺的微触觉测头与纳米坐标测量平台相结合,构建高性能的扫描测量平台,提高了微结构和器件扫描测量的精度和分辨力。基于微触觉测头的测量原理,研究了微触觉测头应用于纳米坐标测量平台的反馈控制方法以及控制转换参数的标定方法,讨论了扫描平台不同扫描方式对测量的影响。实验进行了相对平整表面和非平整表面形貌的扫描测量,结果表明,相对平整和非平整表面进程回程重复扫描差值的标准偏差分别为15.519 nm和23.088 nm,系统具有较高的测量重复性。

针对微小结构几何量测量的需求,通过集成MEMS微触觉测头和纳米测量机构建了高精度的测量系统。在验证测头性能的基础上,完成了一系列判断测头测量分辨力和精度的实验,在轴向、同向横向、异向横向三个方向测量的标准偏差分别为41.7552nm,6.05μm,6.16μm,同时,在扫描实验中进程回程扫描差值的标准偏差为23.088nm。

为提高纳米坐标测量机的测量效率,降低因测头切换频繁引起的设备故障率,设计了一个具有测头测量信号/观察信号切换并能够实时显示测量信号电压值的装置。该装置主要以C8051F单片机为核心,通过A/D转换芯片和液晶显示模块实现信号电压值的显示功能,同时通过多路选通开关实现信号切换功能。试验表明,该装置的电压示值与输入电压的标准值之间的偏差为0.005 V,并且切换操作简便、准确安全,可以很好地实现显示和切换功能。

为了解决连续体机器人运动学建模的难题并实现机器人的位姿控制,以自行研制的一种仿象鼻型气动连续体机器人为例,先忽略机器人自重和负载,做出连续体构节变形后其中心线上各部分曲率保持一致的假设,通过推导,得到了连续体构节变形参数(s、k、φ)与构节长度(l1、l2、l3)之间的关系表达式。将连续体构节离散为关节变量,参考D-H法建立了该机器人的运动学模型,设计了机器人的气动系统并对机器人进行运动数据采集。将实际采集数据代入上述模型中来确定模型参数,在一定程度上弥补了因忽略机器人自重和负载而产生的模型误差,提高了运动控制精度。机器人的抓取实验结果表明按实际采集数据确定参数的常曲率运动模型,可以应用于连续体机器人的位姿控制;对比机器人末端的仿真计算轨迹和实际轨迹,得到最大运动误差为6.3 cm,误差主要来源于系统...

选用PVD-TiAlN+TiN复合涂层硬质合金刀具高速铣削高强钢AISI4340,探讨了铣削参数对后刀面磨损的影响,并分析了加工成本。通过响应优化器得到具有95%置信度的理论最佳加工参数,采用Gilbert方法计算了加工成本,验证了该涂层刀具在高速铣削AISI4340时的经济可行性。结果表明,切削速度对后刀面磨损的影响最为显著,径向切深没有统计上的显著性,但径向切深在1~3mm时,后刀面磨损随径向切深的增加而增加。PVD-TiAlN+TiN复合涂层硬质合金刀具高速铣削AISI4340钢在最佳切削参数vc=350m/min,fz=0.03mm/z,ap=0.6mm,ae=4mm条件下的刀具寿命为31.30min,估计加工成本为17.35。该研究对高强钢的高效低成本加工具有指导意义。