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隨著機(jī)器人技術(shù)的逐步完善,適于特殊作業(yè)的機(jī)器人種類也日益增多,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展到微電子制造,MEMS封裝與組裝,高精密機(jī)械加工與裝配,生物芯片制備,大范圍高速掃描檢測(cè)裝備等行業(yè).隨之而來的,各行業(yè)對(duì)機(jī)器人的性能指標(biāo)提出了越來越高的要求,追求機(jī)器人的高定位精度,高重復(fù)精度,高分辨力,同時(shí)還要求其工作范圍大,質(zhì)量輕,能耗低等,從而對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求.在這樣的前提之下,為滿足人類向微小世界探尋的需要,作為機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要分支,微操作機(jī)器人成為機(jī)器人學(xué)中十分活躍的研究領(lǐng)域. 本文結(jié)合國(guó)家"863"計(jì)劃項(xiàng)目"6自由度納米級(jí)宏微操作機(jī)器人的研究(項(xiàng)目編號(hào)2002AA422260)"和"原型裝置靶瞄準(zhǔn)定位系統(tǒng)工程預(yù)先研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)863-804-5)",共搭建了3套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其中采用了單一驅(qū)動(dòng)以及雙重驅(qū)動(dòng)兩條技術(shù)方案.在廣泛的分析了目前已有的柔性精密定位系統(tǒng),并聯(lián)精密定位系統(tǒng)和宏/微雙重驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上,針對(duì)目前大范圍運(yùn)動(dòng)定位與高精度定位的應(yīng)用實(shí)際需要,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設(shè)計(jì),并以此構(gòu)建六支鏈大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)定位系統(tǒng),為滿足超高精度的定位需要,在并聯(lián)支鏈中集成了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng),構(gòu)成了宏/微雙重驅(qū)動(dòng)并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng),充分體現(xiàn)了驅(qū)動(dòng),結(jié)構(gòu),檢測(cè)一體化的設(shè)計(jì)思想. 在結(jié)構(gòu)單元的設(shè)計(jì)方面,針對(duì)當(dāng)前柔性鉸鏈運(yùn)動(dòng)范圍小等問題,在通用的球副柔性鉸鏈的基礎(chǔ)之上,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設(shè)計(jì);在柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面,提出了在通用的并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中,采用大行程柔性鉸鏈代替?zhèn)鹘y(tǒng)運(yùn)動(dòng)副的設(shè)想,建立基于大行程柔性鉸鏈的并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng). 在大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模方面,利用材料力學(xué)的基本原理和小變形假設(shè),推導(dǎo)了大行程柔性鉸鏈的數(shù)學(xué)模型,并給出了在全局坐標(biāo)系下的顯式表達(dá);在此基礎(chǔ)之上,通過剛度組集的辦法建立了大行程柔性鉸鏈并聯(lián)結(jié)構(gòu)柔性支鏈的運(yùn)動(dòng)表達(dá)式,通過聯(lián)立運(yùn)動(dòng)位移協(xié)調(diào)方程和力約束協(xié)調(diào)方程,建立了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的位置解模型. 由于并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的各部件,特別是柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)在自身變形提供整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸出的同時(shí),還經(jīng)歷了大范圍的剛體運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的位置解模型成為典型的幾何非線性問題.鑒于此,本文首先推導(dǎo)了空間柔性結(jié)構(gòu)的幾何非線性的剛度遞推模型,并利用牛頓-萊弗森方法對(duì)該模型進(jìn)行了求解.由于幾何非線性模型的迭代求解方式,導(dǎo)致該模型的實(shí)時(shí)性很差,不易移植至控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制求解,故在大量的試驗(yàn)嘗試的基礎(chǔ)之上,選擇了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,建立了3層六輸入-六輸出的位置解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而在方便了實(shí)時(shí)控制編程的同時(shí),還大大提高了系統(tǒng)的位置解的求解速度. 由于柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的位置解模型中不僅僅包括結(jié)構(gòu)中的位置信息,還提供了結(jié)構(gòu)中相關(guān)的力信息以及剛度信息,本文在上述位置解模型的基礎(chǔ)之上,給出了該類系統(tǒng)的剛度模型,并建立了并聯(lián)結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)參數(shù)和尺度參數(shù)對(duì)系統(tǒng)剛度的影響圖譜,對(duì)這類系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)綜合以及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有力的工具. 在大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)建模方面,采用了歐拉梁理論和有限元方法,由拉格朗日方程建立了基于實(shí)際位移的大行程柔性鉸鏈并聯(lián)機(jī)器人各支鏈的動(dòng)力學(xué)模型,并通過位移協(xié)調(diào)方程和動(dòng)力協(xié)調(diào)方程,最終得到并聯(lián)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型.綜合采用了紐馬克方法和牛頓-萊弗森方法解決了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)求解問題,并通過一個(gè)算例進(jìn)行了基于逆動(dòng)力學(xué)的求解仿真. 在大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)方面,我們提出了采用大行程柔性鉸鏈作為被動(dòng)關(guān)節(jié)的6-PSS并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng),該系統(tǒng)采用壓電馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)器,精密光柵尺作為位置反饋元件,其可在立方厘米級(jí)的工作空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)微米級(jí)精度的運(yùn)動(dòng);在此基礎(chǔ)之上,我們?cè)诓⒙?lián)機(jī)器人的支桿中嵌入壓電陶瓷,在壓電馬達(dá)的宏運(yùn)動(dòng)結(jié)束之后,壓電陶瓷可以驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)一步的微調(diào),從而得到一個(gè)6-PSS和6-SPS結(jié)合宏微雙重驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng),其中,微動(dòng)系統(tǒng)可在微米級(jí)運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的運(yùn)動(dòng)精度.基于大行程柔性鉸鏈的宏微雙重驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng),可以同時(shí)滿足大工作空間和高精度的工程需要.此外,我們將大行程柔性鉸鏈并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng),成功的應(yīng)用到激光瞄準(zhǔn)靶支撐裝置中,其厘米級(jí)的運(yùn)動(dòng)范圍和納米級(jí)的運(yùn)動(dòng)分辨力,使其在神光III系統(tǒng)中發(fā)揮了十分重要的作用.

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:隨著機(jī)器人技術(shù)的逐步完善,適于特殊作業(yè)的機(jī)器人種類也日益增多,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展到微電子制造,MEMS封裝與組裝,高精密機(jī)械加工與裝配,生物芯片制備,大范圍高速掃描檢測(cè)裝備等行業(yè).隨之而來的,各行業(yè)對(duì)機(jī)器人的性能指標(biāo)提出了越來越高的要求,追求機(jī)器人的高定位精度,高重復(fù)精度,高分辨力,同時(shí)還要求其工作范圍大,質(zhì)量輕,能耗低等,從而對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求.在這樣的前提之下,為滿足

（專利號(hào)：ZL 201510007741.7） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開了一種線鋸繞制電極電解?機(jī)械微細(xì)切割加工方法，屬于特種加工技術(shù)領(lǐng)域。該方法利用兩股截面為圓形的電鍍金剛石線鋸相互扭絞在一起制作成電極；該電極利用其凹凸結(jié)構(gòu)以及高速自旋特性能有效地改善間隙內(nèi)流場(chǎng)狀態(tài)，使新的電化學(xué)反應(yīng)離子及時(shí)補(bǔ)充到加工區(qū)；利用電鍍金剛石線鋸刮除電解產(chǎn)物和電解作用產(chǎn)生的鈍化膜，能夠大幅提高加工質(zhì)量、加工效率；利用絞合線形成的很多凹槽，加工過程中磨損的金剛石顆粒進(jìn)入凹槽中，這樣在凹槽部分儲(chǔ)存著很多磨粒，可以提供更多的人造金剛石用于磨削，從而改善了排屑性能，提高了磨削性能、切削效率和切削質(zhì)量。

成果簡(jiǎn)介： 污泥資源化過程中最大的障礙是干燥高含水量污泥消耗的能源成本太高，導(dǎo)致長(zhǎng)期以來污泥資源化沒有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。提出了高濕碳基原料高溫加熱-干燥-熱解一體化工藝：水分在制富氫燃料系統(tǒng)中被加熱蒸發(fā)，并進(jìn)入氣化系統(tǒng)作為氣化劑和氫源（水分蒸發(fā)消耗的能量沒有浪費(fèi)），將原料中的有機(jī)物成分轉(zhuǎn)化為高

“秸稈還田”是增加土地有機(jī)碳含量提高土地持續(xù)生產(chǎn)能力及節(jié)省人力物 力的有效方法。但是此法達(dá)到預(yù)期效果的時(shí)間周期長(zhǎng)，而且容易造成耕地問題 保水性變差等一系列問題。據(jù)調(diào)查，我國(guó)僅因氮肥流失造成的損失每年在 400 億元以上，且部分地區(qū)由于施肥不當(dāng)已引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。 數(shù)據(jù)顯示：若將土壤有機(jī)質(zhì)含量提高 1%的話，相當(dāng)于土壤從空氣中凈吸收 了 306 億噸 CO2。每增加 0.1 個(gè)百分點(diǎn)的土壤有機(jī)質(zhì)含量就可釋放 600-800 千克 /公頃的糧食生產(chǎn)潛力。如果將秸稈經(jīng)過熱解炭化轉(zhuǎn)化為生物炭，并與化肥進(jìn)行 調(diào)質(zhì)處理后施用可實(shí)現(xiàn)兩全其美。 

針對(duì)采用硝酸作為氧化劑的反應(yīng)過程所排放的氮氧化物，提供一整套技術(shù)流程和裝備，既保證含NOX廢氣的環(huán)保排放，又能對(duì)廢氣中的NOX全部進(jìn)行回收資源化，產(chǎn)生55～65％的高濃度硝酸，供工業(yè)循環(huán)使用。并且整個(gè)流程中不產(chǎn)生廢水廢氣等二次污染源。 目前該技術(shù)已經(jīng)在中石油遼化金興化工、中科院山西煤化所安徽淮南催化劑廠、內(nèi)蒙古中科合成油100萬噸煤制油等裝置中成功應(yīng)用，技術(shù)先進(jìn)可靠，成本低。 針對(duì)煤制

針對(duì)采用硝酸作為氧化劑的反應(yīng)過程所排放的氮氧化物，提供一整套技術(shù)流程和裝備，既保證含NOX廢氣的環(huán)保排放，又能對(duì)廢氣中的NOX全部進(jìn)行回收資源化，產(chǎn)生55～65％的高濃度硝酸，供工業(yè)循環(huán)使用。并且整個(gè)流程中不產(chǎn)生廢水廢氣等二次污染源。 目前該技術(shù)已經(jīng)在中石油遼化金興化工、中科院山西煤化所安徽淮南催化劑廠、內(nèi)蒙古中科合成油100萬噸煤制油等裝置中成功應(yīng)用，技術(shù)先進(jìn)可靠，成本低。 針對(duì)煤制乙二醇過程中與MN（亞硝酸甲酯）再生配套的硝酸還原系統(tǒng)，給出了一整套系統(tǒng)解決方案，其原理是利用一種組