微装配

摘要： 对微结构的制作、微装配系统进行了研究.采用飞秒激光双光子聚合微加工技术制作有底座、精细的三维立体"拱形"微结构,其高250μm、长300μm、厚50μm.将此微结构与实验室自主搭建的二维微装配平台相结合,利用自主编程的人机交互界面驱动步进电机,远程操控微装配设备;将荧光闪烁陶瓷粉末装配到微结构中,对装配后的微结构进行荧光光谱表征发现,纯荧光粉末和微结构中的荧光粉末的发射光谱在测量误差范围内基本一致,表明荧光粉末的光学性质未发生改变.利用该装置可以将各类微纳米级材料和微结构进行装配,形成含有不同材料的微结构系统.

摘要： 在一些微装配任务中,对微器件姿态的测量是至关重要的一步.带有微孔的球形微器件,特征较少,姿态测量困难.为此,本文提出一种基于双目显微视觉的微球孔姿态高精度测量方法.设计了微球/微孔边缘提取方法,实现了微球球心和微孔孔心的精确定位.通过对两路显微相机聚焦轴方向的标定,弥补了由相机聚焦轴运动引入的测量误差,提高了微球孔姿态的测量精度.通过两路倾斜正交的显微相机的主动运动,计算出微球孔姿态向量在相机运动坐标系中的分解角.根据相机运动坐标系与微球调整平台坐标系间的角度转换矩阵,将相机运动坐标系中的分解角转换为微球调整平台坐标系中的旋转角,从而计算出精确的微球孔姿态向量.实验结果表明,微球孔姿态测量的最大误差为0.08°,验证了本文方法的有效性.

摘要： 高性能精密微小器件或产品的零件及其关键结构尺寸微小,因此在制造过程的装配环节,需借助基于传感器与测量技术的精密微小装配以保证装配精度.在微小零件装配过程中,需要精确测量待装配零件之间的相对位置和姿态的偏差,控制配合零件之间的接触力或接触状态.文章对用于精密微小装配的传感器技术进行了概述,结合精密微小装配中的应用需求,对机器视觉、力觉等主要传感器与测量技术进行了综述,并分析了精密测量与装配控制的技术与方法,旨在对精密装配相关的技术开发、装配设备研制提供参考和借鉴.

摘要： 异质异构零件连接是提高微小系统集成度的关键.采用高粘胶液进行微胶连具有无需高温高压处理、实施简单、内应力小等特点,已成为加速度计等高性能系统核心组件的重要连接方法,分配到连接点的高粘胶滴分辨率和一致性对连接性能影响显著,目前能够用于微量胶液分配的方法可大致分为注射法和转印法.由于高粘胶管式注射体系的流阻极高,易出现流动不畅和堵塞问题,需要改变驱动方式等实现特定场合的胶液微量分配,但高粘流阻问题无法从根本上解决.转印法分配液体则主要依赖转印头-液体-基板表面之间的粘附作用和转印压力,消除了管内流阻制约,而且不需要很高的驱动力,这对高粘液体的微量分配是有益的.本文重点介绍高粘胶液的微转印机理,以及高粘液滴加载和液滴转印两项关键技术的研究进展,并展望了未来发展趋势.

摘要： 针对过盈微装配中弱微零件易损的问题,以激光惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)研究中微靶关键部件—冷冻罩(Thermomechanical Package,TMP)组件装配作为研究对象,开展弱微零件过盈装配方法研究.首先,针对装配空间狭小及存在视觉遮挡,导致难以实现装配过程中硅臂形变检测的问题,提出了基于灰度变化的形变检测方法并建立了小爪灰度—形变模型;然后,针对受到显微视觉检测精度影响,硅臂与套筒微小位姿偏差不易检测的问题,基于硅臂受力变形情况分析,提出了硅臂与套筒位姿偏差定性判断方法,实现两者微小位姿偏差的检测;最后,基于零件灰度变化及几何分析,提出了微装配过程位姿偏差定量计算方法并设计了过盈装配控制策略.实验结果证明了所提方法的有效性,并且实现了过盈20～26μm的TMP组件无损装配.该方法适用于微机电系统制造中微轴孔过盈装配.

摘要： 针对微装配连接中高黏胶液微量分配的难题,研究了静电诱导加载与微力反馈转移技术与设备.通过静电力加载胶滴的仿真模型,计算分析了转印头距离胶面的初始高度、电流等参数对胶液加载转移过程的影响,结合力反馈转移胶滴的工艺,确定了微量高黏胶分配的技术指标和关键元件.设计了高黏胶液微量分配工艺流程,研制了微量胶液分配样机的硬件结构和控制软件.最后,以环氧树脂胶为样品进行胶液的微量分配实验,结果表明:通过调整液膜-转印头之间的高度和触发液桥拉断的阈值电流,可以控制加载胶滴和转移胶滴量,转移胶滴的半径可控制在96～193μm,体积控制在0.43～2.81 nL,分配的胶滴半径的一致性误差为4％.该技术为解决皮升至纳升级高黏胶液的微量分配提供了新途径.

摘要： 针对微装配过程中微力测量的问题,提出一种基于几何矩不变量分析的视觉测力方法.利用形状描述算子几何矩不变量构成特征向量,用于描述微夹爪变形前后的形状,推导出几何矩不变量特征向量与受力之间的映射关系,在此基础上建立测力模型及其求解方法;然后建立训练集,输入为在已知受力下微夹爪形状对应的特征向量,输出为已知受力;同样地建立测试集,输入为在未知受力下微夹爪形状对应的特征向量,输出为未知受力;最后支持向量机(SVM)比较测试集与训练集中的特征向量,对测试集的输入进行多类分类,从而测量未知受力.实验结果表明:该方法可以准确而稳定地测量微力.

摘要： 本文介绍了微力感知的各种方法,分析了每种感知方法的基本原理、检测精度及适用范围,并对微装配与微操作中微力传感器的应用作了简要的回顾。在微操作与微装配中,实现可靠的微力感知是目前研究的重要目标之一。本文通过对各种微力感知方法的基本原理进行研究,总结出六大类方法的特点、检测精度以及适宜的使用场合。目的是为从事微力感知研究的学者提供参考,进而促进微装配和微操作的自动化加工技术水平,实现微型装备的可靠、高产量的批量制造。

摘要： 微装配系统由微机器人、微移动平台、普通摄像头和显微摄像头组成.微机器人本体尺寸为9mm×9mm×6mm,具有全方位移动特性.机器人使用了4个直径3mrn电磁型微电机,其中1个为转向驱动器,其余为前进动力源.基于LIGA技术制造的微齿轮减速系统将4个电机联系在一起,提高了转向分辨率和转向驱动力矩.由SU-8胶制成的手掌固定于压电机械手臂的前端并安装在机器人的顶部,可夹放工件.通过采用细分方法,微机器人直线移动定位达到每步0.07mm,转向精度每步0.8°.微移动平台的定位精度为每步0.005mm,其位移范围为0～0.3mm.微机器人与微动平台相互结合实现了轴孔装配,轴承孔径为0.6mm,轴径0.35mm.

摘要： 微机械电子技术的快速发展及其系统结构的日趋复杂,促进了微机电系统中微装配技术的日益蓬勃发展.因此对微装配和微操作的研究日益引起国内外研究人员的重视.本文详细地综述了近年来微装配技术的国内外发展现状以及其发展过程中面临的一些关键技术,包括微装配机理、显微视觉技术、微夹持器、微驱动技术等,最后对微装配的发展进行了展望.

摘要： 介绍了一种微装配机械手的电气驱动系统方案,该方案采用步进电机做为驱动部件,其控制器采用了PC+PLC的两级控制结构.详细描述了驱动系统的硬件系统组成、软件流程以及关键的技术问题.

摘要： 随着微机电系统的快速发展,对微装配技术的需求日益迫切.详细地综述了近年来微装配技术发展的几个主要方面,包括:微装配机理,视觉伺服微装配的结构,微夹持器等等.最后对今后微装配的发展方向进行了讨论.

摘要： 提出了基于立体视觉的微装配系统中微器件三维坐标变换的方法.该方法的系统模型中综合考虑了CCD摄像系统、显微成像系统、工作台以及微夹持手等多坐标系统,并运用光学原理,建立了微装配系统中微器件成像关系.研究分析表明,这种方法是一种有效、简单、易行的方法.

摘要： 本文提出了微小型器件装配中虚拟检测技术的概念，并分别采用解析法和有限元方法对微装配过程中虚拟检测技术进行了论述和验证，给出了虚拟检测的步骤。建立了微小型圆轴和套装配的解析模型，论述了在微装配过程中虚拟检测技术的必要性，建立了D型轴与齿轮装配、圆轴与套装配的有限元模型，验证了数字化微装配中虚拟检测技术的正确性、必要性和重要性。

摘要： 简要分析了微操作机器人系统的体系结构,在此基础上介绍了所研制的微操作机器人系统,该系统具有视觉监控和双向力反馈功能,采用自主和遥控作业法均完成了Φ0.2mm的微小轴孔零件装配.该系统在微小机械零件装配、MEMS组装等领域具有广泛的应用前景.

摘要： 介绍了所研制的微操作机器人系统,该系统具有视觉反馈和双向力反馈功能,采用视觉伺服和遥控作业相结合的方法,完成了Φ0.1mm的微小轴孔零件装配,操作者可获得稳定的接触力感觉.该系统在微小机械零件装配、MEMS组装等领域具有广泛的应用前景.

摘要： 介绍了所研制的微操作机器人系统,该系统具有视觉反馈和双向力反馈功能,采用视觉伺服和遥控作业相结合的方法,完成了Φ0.1mm的微小轴孔零件装配,操作者可获得稳定的接触力感觉.该系统在微小机械零件装配、MEMS组装等领域具有广泛的应用前景.

摘要： 本发明涉及微机电系统制造技术领域，特别是涉及一种微半球谐振陀螺结构装配夹具、装配系统及装配方法,将电极基板放置并固定在装配槽内，吸盘金具吸附微半球谐振结构的锚点位置，操作位移平台、调节支架以及微调夹取机构压紧微半球谐振结构与电极基板，调节调焦支架选择合适的焦距，调节显微物镜选择合适的放大倍率，以使得在视频显示器中能清晰看到电极间隙；根据视频显示器中所看到的电极间隙，通过调节多自由度压电平台使微半球谐振结构与电极基板之间的电极间隙均匀；将加热片通电，通过导电胶将微半球谐振结构与电极基板固定连接。多个功能系统搭配合作可显著减小微半球谐振陀螺结构装配误差，提升工艺的稳定性、一致性以及精密性。

摘要： 本发明涉及微机电系统制造技术领域，特别是涉及一种微半球谐振陀螺结构装配夹具、装配系统及装配方法,将电极基板放置并固定在装配槽内，吸盘金具吸附微半球谐振结构的锚点位置，操作位移平台、调节支架以及微调夹取机构压紧微半球谐振结构与电极基板，调节调焦支架选择合适的焦距，调节显微物镜选择合适的放大倍率，以使得在视频显示器中能清晰看到电极间隙；根据视频显示器中所看到的电极间隙，通过调节多自由度压电平台使微半球谐振结构与电极基板之间的电极间隙均匀；将加热片通电，通过导电胶将微半球谐振结构与电极基板固定连接。多个功能系统搭配合作可显著减小微半球谐振陀螺结构装配误差，提升工艺的稳定性、一致性以及精密性。

摘要： 本发明提供了一种微声薄膜滤波器的装配方法及装配结构，所述方法包括：提供微声薄膜滤波器和基板，并将微声薄膜滤波器装配到基板上；计算微声薄膜滤波器装配后的阻抗值；根据阻抗值，设计匹配电路，通过匹配电路对微声薄膜滤波器进行阻抗匹配。在本发明中，将微声薄膜滤波器装配到基板之前或之后，设计一个匹配电路，通过匹配电路对微声薄膜滤波器进行阻抗匹配，能消除装配后寄生效应所引起的性能偏差；对不需要裸露部分进行密封保护的同时，露出匹配电路的可调节部分，针对长时间使用后老化或者极端环境条件等因素所引起的微声薄膜滤波器性能偏差，可通过匹配电路的可调节部分对阻抗值进行调节，实现微声薄膜滤波器的再次匹配。

摘要： 本发明公开了一种微半球陀螺曲面电极的装配系统及装配方法，所述装配系统包括装配台、六自由度真空吸附位移装置、成像相机和控制单元；装配台水平设置且采用透明材料制成；成像相机设于装配台下方，用于采集微半球谐振子和微半球曲面电极的图像；六自由度真空吸附位移装置和成像相机分别与所述控制单元连接，控制单元通过获取微半球谐振子和微半球曲面电极的图像判断微半球谐振子和微半球曲面电极的水平姿态和水平位置，以控制六自由度真空吸附位移装置调节微半球谐振子和微半球曲面电极的水平姿态和水平位置，以完成微半球谐振子和微半球曲面电极的装配。该装配系统能有效保证微半球谐振子与微半球曲面电极装配的同轴度以及电极间隙的均匀性。

摘要： 本发明公开了一种飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置以及装配方法，属于飞机发动机技术领域。其包括：轴承组件以及分别设置在轴承组件上的支撑组件和压紧组件；轴承组件包括底座以及设置在底座中部的轴承结构；支撑组件分布在轴承结构的四周，支撑组件包括固定在底座上的支撑座；压紧组件包括与轴承结构连接的压板。本发明准确性高，通过塞尺的测量可以直观的反应叶片装配后的间隙数据，能够确保间隙在规定的范围以内，从而提高装配的合格率。本发明易操作性好，操作人员经过简单培训均可直接上岗，大大降低操作难度。本发明通用性强，可广泛用于其他叶片微间隙装配。

摘要： 本发明提供了一种集流管装配支架、微通道换热器和集流管装配方法，集流管装配支架包括用于与集流管连接的卡板和与卡板连接的连接部，卡板包裹在集流管的外侧，卡板具有用于包裹集流管的内表面，卡板的内表面上设置有用于卡紧集流管的定位凸起。本发明的集流管装配支架解决了现有技术中的对微通道换热器的集流管进行定位的方式容易对集流管的基材造成破坏的问题。

摘要： 本实用新型公开了一种路灯杆型微站钢模装配式快装配重装置，外围钢模由底段钢模、中段钢模和顶段钢模组成，底段钢模、中段钢模与顶段钢模的端部均设置有角钢，底段钢模、顶段钢模均通过连接螺栓配合角钢与中段钢模固定装配，外围钢模的内部浇筑有混凝土层，外围钢模的外侧安装有型钢，型钢的外表面设置有地脚螺栓；本路灯杆型微站钢模装配式快装配重装置，外围钢模结构强度高，且可以直接通过组装完成，因而令工期缩短，混凝土层避免连接螺栓和地脚螺栓遭受腐蚀，进而加强整体使用寿命，整体结构制造安装方便，为微站提前投入运营提供了可靠保证，经济效益显著。

摘要： 一种微装配系统的微装配空间的数字化方法，通过计算机显微视觉断层扫描技术、计算机显微视觉切片扫描技术在微装配系统各单目显微视觉系统所在的方向对微装配空间进行断层扫描获取断层扫描位置，沿显微视觉系统光轴垂直的两个正交方向上进行切片扫描获取切片扫描图像，计算各单目显微视觉系统所在的方向的三维数字化微装配空间，并计算各方向上单目显微视觉系统获取的微装配空间的相交空间，即为微装配系统的数字化微装配空间。该方法不仅在保证高分辨率的同时，提高微装配空间范围，而且将超视场或超景深的微装配系统空间信息用数字化形式表示出来，以实现在微装配空间/微操作空间下高效率、高精度、全自动的装配或操作，具有广泛的应用前景及经济效益。

摘要： 一种微装配系统的微装配空间的数字化方法，通过计算机显微视觉断层扫描技术、计算机显微视觉切片扫描技术在微装配系统各单目显微视觉系统所在的方向对微装配空间进行断层扫描获取断层扫描位置，沿显微视觉系统光轴垂直的两个正交方向上进行切片扫描获取切片扫描图像，计算各单目显微视觉系统所在的方向的三维数字化微装配空间，并计算各方向上单目显微视觉系统获取的微装配空间的相交空间，即为微装配系统的数字化微装配空间。该方法不仅在保证高分辨率的同时，提高微装配空间范围，而且将超视场或超景深的微装配系统空间信息用数字化形式表示出来，以实现在微装配空间/微操作空间下高效率、高精度、全自动的装配或操作，具有广泛的应用前景及经济效益。

摘要： 本发明提供一种微装配用微力传感器及压电陶瓷驱动微夹持器，该微夹持器包括具有小端与大端的外壳、与大端端面相连接的后盖、固定连接在大端内部的柔性腕及与柔性腕中部安装孔相连接的夹持机构，小端端面上开设有通孔，微力传感器安装在柔性腕上；夹持机构包括承重块、压电陶瓷片及接触头，承重块可拆卸地穿插连接在安装孔内，压电陶瓷片上下对称设有两片、分别与承重块相连接，每片压电陶瓷片前端与接触头相连接、末端连接有多根银丝，银丝通电后可致使压电陶瓷片弯曲从而带动接触头夹持微零件以进行装配。本发明通过承重块和压电陶瓷片，消除了在微零件装配时微零件自身重力对微力检测精度的影响，实现了微牛级别微小受力的偏转检测。