教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-08-0170)
- 作品数：10 被引量：45H指数：4
- 相关作者：荣伟彬孙立宁陈涛陈立国王乐锋更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学中国科学院哈尔滨理工大学更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家高技术研究发展计划长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程电子电信更多>>
- 基于虚拟3D视觉和力觉交互的SEM遥纳操作系统被引量：5
- 2013年
- 为增强纳米操作的交互性,本文结合虚拟现实技术,借助力觉反馈设备搭建了基于虚拟3D视觉反馈与虚拟力觉反馈的遥纳操作平台.为确保虚拟环境能够正确反映真实的纳米操作环境,对虚拟模型的碰撞检测和力觉渲染进行了详细设计;同时在力觉反馈设备和虚拟环境之间引入虚拟匹配环节保证力觉交互接口的稳定,增强主端控制模块的协调性.为实现准确的纳米操作,采用基于兴趣区域的图像特征方法提取探针深度信息,快速建立图像模糊度与探针到基底的距离的关系,实现对探针的闭环控制.最后,利用所述的系统平台以及操作方法,完成了单根ZnO纳米线的转移实验.
- 李东洁荣伟彬孙立宁肖万哲邹宇
- 基于SEM的微纳遥操作系统控制策略研究被引量：4
- 2014年
- 为改善基于扫描电镜微纳遥操作系统的力觉临场感与稳定性,针对微纳遥操作系统提出一种基于滑模的阻抗控制策略。主操作手端应用阻抗控制策略,以提高主操作手的顺应性;从操作手端采用基于滑模的阻抗控制策略,解决从操作手端参数的不确定性问题。由于实现上述控制策略需要的微分控制信号难以直接获取,故在主/从控制策略中结合跟踪微分器技术进行在线获取。针对微纳遥操作系统工作于低频带,具有极大的力反馈增益(105以上)特点,利用Liewellyn稳定判据推导出小延时下系统稳定条件。仿真和实验表明:所提出控制策略具有良好的鲁棒性,能够提供精确的力觉临场感。位置跟踪阶段最大位移误差小于0.5μm;接触阶段操作者能够精确地感知从操作手端1μN接触力。
- 周杰荣伟彬许金鹏孙立宁
- 关键词：滑模控制阻抗控制跟踪微分器
- 微量试剂分配压电叠堆泵的设计与实验被引量：4
- 2011年
- 设计、研制了进行微量、快速、精确试剂分配的压电叠堆泵,研究了压电叠堆泵的结构及工作原理,利用解析法和有限元仿真分析法对泵膜、位移放大机构的静态、动态特性进行了分析和研究,并研究了关键参数对泵性能的影响。对样机进行实验研究,研究了压电叠堆泵的输出流量、压力分别同加载电压及频率的关系,并测试了压电叠堆泵和试剂泵的输出流量的重复精度和精度。实验结果表明,该文研制的压电叠堆泵能满足微量、快速、精确的试剂分配的要求。
- 陈立国邵超刘德利陈涛朱永杨
- 关键词：微泵压电叠堆微位移放大机构
- 基于撞针原理的高粘性微喷系统的设计与分析被引量：3
- 2012年
- 为了实现对高粘性微量液滴的高效率喷射,研制了一种基于撞针原理的非接触式微喷装置。采用压电陶瓷作为驱动装置,再利用菱形放大机构进行微位移放大,采用有限元软件对菱形放大机构进行静、动态特性分析,确定喷针和喷嘴的配合形式及相关尺寸,然后利用MATLAB软件进行动力学方程的求解,仿真结果显示,喷针的位移和速度均满足喷射条件,最后针对5～10Pa.s粘度的液体进行了微喷实验。实验结果表明:该微喷装置可稳定地实现胶液的喷射,输出流量随着驱动电压的增大而增大。
- 陈立国孙慧孙立宁荣伟彬
- 关键词：非接触式压电陶瓷微位移放大
- 基于高精度测微仪的晶圆预对准方法被引量：3
- 2009年
- 现有的基于高精度测微仪的预对准方法需交换晶圆才能够完成操作.为提高其效率,介绍了一种无需晶圆交换的预对准方法.该方法采用缺口定向先于圆心定位的预对准顺序,通过一维旋转和二维直线平移完成晶圆的定位.另外,还给出了该方法重复定位晶圆圆心和缺口的误差表达式.针对线性最小二乘圆拟合算法进行晶圆缺口拟合时计算精度不易保证的问题,提出了一种非线性晶圆缺口拟合算法,即利用Levenberg-Marquardt算法直接求解缺口边缘拟合问题.精度测试结果表明,该算法的计算误差近似为现有缺口拟合算法误差的1/2.
- 曲东升张世忠荣伟彬孙立宁
- 关键词：LEVENBERG-MARQUARDT算法
- 基于改进随机Hough变换的快速中心检测方法被引量：16
- 2011年
- 为了实现芯片焊盘的中心提取,建立了显微视觉系统,研究了焊盘中心坐标的图像检测方法.该方法将改进的随机Hough变换与最小二乘法结合起来,实现对焊盘中心坐标的快速准确定位.首先,根据焊盘基本为圆形的特征,初步确定使用Hough变换法和最小二乘法进行中心检测.其次,分析了这两种方法存在的问题和不足,引出了改进的随机Hough变换法.最后,根据焊盘边缘凹凸不平的特点,将改进的随机Hough变换法和最小二乘法结合起来,通过随机Hough变换检测出焊盘中心的大致坐标,进而锁定焊盘边缘,再通过最小二乘法对中心坐标进行修正而得到精确的亚像素级中心坐标.实验结果表明,该方法的检测精度可达0.57μm,运行时间在12 ms以内,满足显微视觉系统的精度高、速度快和抗干扰能力强等要求.
- 刘延杰赖日飞荣伟彬孙立宁
- 关键词：机器视觉随机HOUGH变换最小二乘法
- 面向光纤熔融拉伸的电磁力施加装置设计与实验
- 2012年
- 设计了相应的电磁力施加装置以实现对超细径光纤熔融拉伸力的精确控制。采用有限元法分析不同线圈参数下电磁线圈与永磁铁之间电磁力的大小,获得电磁力与线圈各参数间的数学关系式。以拉伸系统性能要求及线圈骨架的外形尺寸为限制条件建立约束方程及目标函数进行优化求解,得到最优参数。在依据优化参数制作电磁线圈的基础上设计了电磁力控制电路,通过调节线圈电流精确控制电磁力。最后,进行电磁力施加装置性能实验。实验结果表明:光纤拉伸力的范围达到26.073mN;光纤拉伸力的分辨率达到7.473μN,满足超细径光纤熔融拉伸对拉伸力范围及分辨率的要求。
- 荣伟彬关楠楠王乐锋孙立宁
- 超细径保偏光纤的对轴方法优化及实验被引量：4
- 2010年
- 为了在光纤陀螺等关键器件中使用超细径保偏光纤取代常用的普通直径保偏光纤,需要对其偏振轴的确定方法进行改进和优化。首先,使用光线追迹法对图像侧面成像对轴法在几种条件下的理论图像进行计算机仿真,并对仿真结果较好的两种情形进行实验验证;然后,对实验数据曲线进行傅里叶展开以抑制随机干扰,将结果较好的三亮纹方法改进为三亮纹四点特征法,并对该方法进行实验验证;最后,测定使用三亮纹四点特征法得到的重复精度。实验结果表明,该方法大大提高了超细径保偏光纤偏振轴定轴过程中的抗干扰能力,重复精度达到1.6°,达到了普通直径保偏光纤的偏振轴定轴精度,满足实际应用要求。
- 荣伟彬高健陈涛王乐锋孙立宁
- 多目标拓扑优化设计在纳米定位平台中的应用被引量：2
- 2011年
- 纳米定位平台在微型机械和精密仪器的设计和制造领域起着重要作用。该文将拓扑优化引入到压电陶瓷驱动的一维纳米定位平台设计中,并利用多目标设计方法对平台的运动和结构需求进行了优化,采用楔形预紧结构对压电陶瓷进行紧密预紧。经有限元仿真和实验验证,该实验系统输出位移达10μm,定位精度5 nm,耦合误差小于1%。实验证明,该方法为纳米定位平台的设计和制造提供了一种新颖、灵活、有效的方法。
- 陈立国张洋陈涛荣伟彬孙立宁
- 关键词：拓扑优化
- 一维大行程高分辨率纳米定位平台的设计与性能测试(英文)被引量：4
- 2012年
- 设计了一种大行程、高分辨率的一维纳米定位平台,并进行了性能测试.该平台采用差动杠杆原理和柔性铰链,运用两个压电陶瓷叠堆致动器驱动.对柔性铰链平台建模,通过材料力学及结构振动微分方程等相关知识,对柔性铰链微动平台的刚度、输入反作用力、放大倍数等参数进行了分析,得到平台结构参数对平台性能的影响,并结合有限元分析软件,确定了微动工作台参数;最后建立了实验系统,对微驱动定位系统的输出行程、分辨率性能进行了测试.实验结果表明,所设计的微驱动定位系统的行程达到240μm,分辨率达到10 nm,外形尺寸80 mm×60 mm×20mm,可用于大行程高分辨率微动定位.
- 荣伟彬吴振广孙立宁
- 关键词：柔性铰链大行程高分辨率压电陶瓷驱动
