教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-06-0279)
- 作品数：13 被引量：100H指数：6
- 相关作者：王晓东罗怡王立鼎张宗波孙屹博更多>>
- 相关机构：大连理工大学更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家自然科学基金国家部委预研基金更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术金属学及工艺理学更多>>
- 低温环境下MEMS微构件的动态特性及测试系统被引量：6
- 2010年
- 研究了微机电系统(MEMS)微构件的谐振频率等动态特性在低温环境下的变化规律,从理论上分析了改变环境温度对微悬臂梁谐振频率的影响,并对低温环境下微构件的动态特性测试技术进行了研究。研制了低温环境下MEMS动态特性测试系统,采用半导体冷阱实现低温环境,利用压电陶瓷作为底座激励装置的驱动源,通过底座的冲击激励,使微悬臂梁处于自由衰减振动状态,使用激光多普勒测振仪对微悬臂梁的振动响应进行检测,从而获得微悬臂梁的谐振频率。利用研制的测试系统,在-50℃～室温的环境下对单晶硅微悬臂的谐振频率进行了测试,结果表明,随着温度的降低,微悬臂梁的谐振频率略有增大,其谐振频率的温度变化率约为-0.263 Hz/K,与理论分析的结果基本一致。该测试装置能够有效地完成在-50℃～室温环境下微构件的动态特性测试。
- 佘东生王晓东张习文王立鼎
- 关键词：微机电系统动态特性微悬臂梁
- 聚合物微流控芯片超声波微熔融键合方法被引量：2
- 2011年
- 为了将超声波聚合物焊接技术更好地应用于聚合物微流控芯片的键合,提出基于界面微熔融的聚合物微流控芯片超声波键合方法.设计了适用于该方法的导能筋结构,在合理的键合工艺参数控制下使导能筋结构材料不发生熔融流延,通过键合界面软化润湿来实现对微流控芯片微通道的密封连接.实验结果表明,键合时间仅为0.09 s,键合后微通道的承压能力可达6个大气压,满足微流控芯片的使用要求.面接触导能筋可采用机械加工或注塑方法获得,具有良好的产业化应用前景.
- 王晓东郑英松张宗波罗怡
- 关键词：微通道
- 基于机器视觉的微装配控制策略及软件架构被引量：21
- 2009年
- 研究了装配控制和软件架构等微装配的重要环节,分析了微装配的具体需求、工作流程和人机交互,提出先看后动的微装配控制模式。采用由任务层、策略层和行为层组成的分层控制架构,建立了基于显微机器视觉的微装配平台。围绕可复用性要求,分析软件中核心类的结构和对象间关系,采用面向对象的聚集关系构造任务层和策略层中的主要对象,最终实现了微装配控制软件。基于本文的控制方法进行了微装配实验,所装配的微系统为微挠性摆动系统,由6个微小零件组成,所有零件上均无人工标。对其关键技术指标的测量和对比结果表明:自动装配与手动装配的同轴度误差平均值相近,而对称度误差平均值有所改善,自动装配的各项指标不确定度优于手动装配,装配的微系统其一致性有明显改善。本文提出的控制方法可有效地用于复杂微系统的装配,且具有较高的人机交互性、鲁棒性和可复用性。
- 徐征王晓东程新宇罗怡王立鼎
- 关键词：微装配人机交互软件架构机器视觉
- 热塑性聚合物热熔接过程界面扩散行为分子动力学模拟被引量：2
- 2011年
- 采用分子动力学模拟方法对热塑性聚合物的热熔接过程界面扩散行为进行了研究,建立了具有两个层晶胞的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)界面模型,采用等温等压(NPT)系综分别对不同温度及压力下界面间分子链扩散行为进行了模拟,计算了PM-MA界面体系原子扩散系数、扩散层厚度及界面结合能,分析了温度、压力等因素对界面扩散行为的影响规律.结果表明,升高温度或增大压力能提高原子的扩散速率,增大压力能增大界面扩散层厚度,增大压力能提高界面结合能.模拟结果与宏观热键合试验结果吻合,从分子尺度反映了PMMA在熔接过程中界面的扩散行为.
- 冯余其罗怡孙屹博王晓东张苗苗
- 关键词：分子动力学热塑性聚合物
- 基于机器视觉的微小型零件精密装配(英文)被引量：10
- 2009年
- 基于机器视觉的精密装配是实现微小型零件自动组装的重要方法.所研制的基于机器视觉的自动装配系统解决了某小型产品装配中的关键问题,其中包括待装配的零件尺寸相差大、形状和特征多样、表面质量差别较大、需要同时保证组装的位置精度和形位公差等.采用Canny边缘提取、圆的最小二乘拟合、轮廓提取、质心主轴计算、图像拼接等方法实现了待装配零件的识别定位,通过设备坐标系统的转换保证了小型零件的精确装配.实验结果表明装配精度小于40μm.
- 王晓东程新宇徐征罗怡刘超
- 聚合物微器件压力自适应超声波精密联接被引量：4
- 2010年
- 将超声波联接技术应用于聚合物微器件的联接,搭建了超声波精密联接系统。为了保证微器件在精密联接中的形状精度,选用工作频率为60 kHz的超声换能器及驱动电源为微器件提供高频、低振幅的超声波振动;以高细分步进电机驱动直线导轨控制超声波工具头的纵向移动,精确控制超声波工具头的位置,并结合力传感器实现了超声波联接过程中聚合物材料力学性能的实时检测。针对联接表面特性差异引起的联接质量不一致问题,提出了基于材料力学性能反馈的压力自适应联接方法,可以对不同零件提供自适应的超声波能量。应用该系统对PMMA材料微器件进行了联接实验,实验结果表明,该方法大幅提高了超声波联接的稳定性,实现了聚合物微器件的超声波精密联接。
- 孙屹博罗怡王晓东
- 超声波塑料焊接机理被引量：25
- 2010年
- 采用数值仿真和试验研究了超声波塑料焊接过程中不同特征温度段的产热机理.利用有限元法(FEM)对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料超声波焊接过程中的粘弹性热以及摩擦热进行了计算.基于计算结果,提出了摩擦热是焊接过程的启动热源,粘弹热是焊接过程主要热源的观点.制备了相应的试件并搭建测温系统对焊接过程进行测温试验,试验结果验证了仿真结果的正确性.对焊接过程中的产热机理给出了更清晰的解释,有助于超声波塑料焊接技术进一步在精密焊接领域的应用.
- 张宗波王晓东罗怡郑英松张彦国王立鼎
- 关键词：超声波焊接有限元
- 塑料超声波焊接及其用于聚合物MEMS器件键合的研究进展被引量：13
- 2008年
- 为了解决当前聚合物MEMS器件键合技术中存在的问题,将塑料超声波焊接技术引入聚合物微器件键合领域,从而形成了一种新的MEMS键合工艺——超声波键合。目前广泛应用于聚合物加工的塑料超声波焊接技术具有不需要焊剂和外部热源、对焊件破坏轻、焊接时间短、焊接影响区域小等优点,超声波聚合物MEMS器件键合是塑料超声波焊接技术从宏观器件到微观器件的一次应用范围上的拓宽。简述了塑料超声波焊接和MEMS器件超声波键合技术的国内外研究发展现状。采用MEMS加工工艺制作了带有键合接头的PMMA微流控芯片,并利用超声波塑料焊接机实现了高强度密封键合试验。然而,与宏观器件的焊接相比超声波MEMS键合存在着因结构微型化而产生的特殊技术问题,文章对这些问题进行了讨论。
- 张宗波罗怡王晓东王立鼎
- 关键词：微流控芯片
- 微小型零件螺纹连接中预紧力的精确控制被引量：6
- 2010年
- 针对不同的螺纹副间摩擦力不确定,仅靠提高扭矩的控制精度无法保证预紧力一致性的问题,提出了一种预紧力控制方法——扭矩/时间控制法。该方法基于螺栓弹性变形范围内预紧力与扭矩、转角的关系,根据恒定转速下扭矩随时间变化的斜率关系以及系统的刚度,对每对螺纹副施加不同的拧紧力矩,以提高预紧力的一致性。仿真模拟带碟形弹簧垫圈的螺纹副拧紧螺母的装配过程,按照扭矩/时间控制法进行分析,结果表明,刚度与扭矩斜率比在±0.02%内波动时,预紧力控制精度为2.94%,说明扭矩/时间控制法具有较好的精度。
- 宋莎王晓东罗怡
- 关键词：有限元仿真动力学仿真
- 聚合物微流控芯片的键合技术与方法被引量：11
- 2008年
- 在微流控芯片的制作中,键合是关键技术之一,基片与盖片只有通过键合才能形成封闭的微通道,因此键合质量直接影响芯片的制作质量。对键合方法进行了分类,综述了目前已有的芯片键合技术及方法,分析了各种键合方法在制作质量、制作效率以及是否适用于批量化制作等方面的局限性,详细介绍了具有效率高、适合批量化生产等优点的超声波键合技术的研究进展。
- 罗怡王晓东王立鼎
