纳米级精度柔性机器人的设计方法及实现研究

从材料、几何结构、柔性铰链、驱动器、运动与负载及加工等几个方面总结了面向精密作业的柔性机器人设计准则。对柔性机器人的设计方法进行了探讨。以精密作业中的具体应用为例 ,依据这些设计方法与准则 ,从机械本体和驱动器控制 2个方面详细描述了可实现纳米级精度的 3自由度柔性机器人样机设计的具体实现过程 。

2MNKA9820型纳米级精度微型数控磨床

介绍了一种用于加工超硬脆性、超硬合金、模具钢、非电解镍镀层等难加工材料的纳米级精度微型数控磨床,并对其设计生产过程中遇到的问题及解决方法进行了说明。

纳米级精度注射活细胞

据报道，使用特定波长的激光射线可以向单个细胞内注射多种不同物质，但人们还不知道活体细胞接受这种注射时会产生什么反应。伦西里尔综合技术实验室的研究者们研究了在纳米级别的精度下对活体细胞的注射操作，并且发现对激光射线强度做细微的调整，可以有效标记健康细胞和已经死亡细胞之间的区别。

纳米级精度微型数控磨床通过国家级鉴定

日前，上海机床厂有限公司申报并获得“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项课题项目之一的“2MNKA9820纳米级精度微型数控磨床”顺利通过了国家级鉴定。

NANO—TM500超精密纳米级精度车铣复合机床

NANO—TM500超精密纳米级精度车铣复合机床，切削加工的最大工件直径为Ф500mm，主轴回转精度达到O．05μm，X轴和Z轴运动的直线度为0．1μm／100mm。其回转工作台的回转精度为0．05μm，X、Z坐标轴的最小移动控制量为1μm，工件表面粗糙度Ra≤15nm。机床控制的联动轴数为4轴。该机床结构设计采用直线电机对称双驱动结构的纳米级运动分辨率的溜板；具有直接驱动结构的空气静压回转工作台，高精度空气静压轴承整体结构电主轴，运动控制的精度高，可以控制纳米分辨率移动的部件，可以实现多种不同类型工件的高精度加工。机床适合光学平面、球面及非球面的加工。

基于纳米二氧化硅浆料的化学机械抛光研究

化学机械抛光技术是当今时代能实现集成电路(IC)制造中晶圆表面全局平坦化的重要技术。集成电路芯片上各个功能元器件制作完成之后,需用金属导线按照特定的功能将其连接。金属铜具有低电阻率、高导热系数和优异的抗电迁移能力,是实现互连最为重要的金属材料。目前,主要采用双大马士革工艺实现芯片各元器件之间的铜导线互连,该工艺对每一层布线后铜的表面平整度有非常高的要求。因此,需采用合适的化学机械抛光技术对铜导线进行处理。研发了一款以纳米SiO_(2)为磨料的化学机械抛光液,可用于金属铜及其合金的化学机械抛光作业,浆料pH值在9—10之间且质量分数可调,研究了抛光液磨料含量和抛光工艺参数对其抛光铜片效果的影响。结果表明:抛光液中的纳米SiO_(2)磨粒原生粒径为(50±20)nm,比表面积为(50±10)m^(2)·g^(-1),粒径分布均匀,且能长时间保持稳定分布状态,经过约280 d的跟踪监测,浆料中SiO_(2)粒子中位粒径仅增大4.5%,浆料稳定性良好;抛光可实现单质铜表面亚纳米级精度,在抛光液磨料质量分数为25%、抛光加载压力为10 N、抛光头和抛光盘转速为150 r·min^(-1)且逆向旋转的工艺条件下,单质铜表面粗糙度最低,可达1.33 nm;单质铜的材料去除率最高可达160 nm·min^(-1),能够满足IC制造过程中晶圆表面快速平坦化加工的需求。

耦合差动式纳米级分辨力位移测量激光干涉仪

介绍了一种新型的纳米级精度位移测量激光干涉仪的设计原理与应用，该干涉仪以独特的光学原理被命名为“耦合差动式激光干涉仪”．其结构简洁紧凑，性能稳定，光路布局对称性好，不存在死光程，光程差倍增，容易装调，符合阿贝原则和结构变形最小原则，在１０ｍｍ （可以扩展至５０ ｍ ｍ ）测量范围内，获得了λ／８００ 的分辨力和纳米级的测量精度．

激光合成波长纳米位移测量干涉仪的研制

本文采用合成波长干涉条纹细分原理,提出激光合成波长纳米位移测量干涉仪的研制,以检测参考镜毫米或微米级的位移来表征测量镜纳米级的微小位移,并利用单波长干涉信号作为标记参考信号,在同一干涉仪中实现了毫米量程测量范围和纳米级精度位移的同时测量,且具有米溯源性。

纳米科学和技术的新进展

介绍纳米科技几个主要方面的最新研究进展 :纳米级精度的测量 ;扫描隧道显微镜和原子力显微镜 ;超精密加工和原子级加工 ;纳米材料 ;微型机械和微型机电系统 ;

二维纳米激光测量系统的研究

介绍了一种新型的纳米级精度的二维激光干涉测量系统.该系统以光学8倍频的耦合差动式干涉光路为基础,在获取大量测量数据的基础上,利用线性回归的方法对测量结果进行处理.系统结构设计简洁紧凑,符合阿贝原则和结构变形最小原则,与普通的迈克尔逊干涉仪相比具有光路布局对称性好,光程差倍增,抗干扰能力强等优点.通过与电容测微仪比对的方法对该系统进行检测.结果表明,该干涉测量系统的精度为10～12nm.

纳米技术在机加工中的应用

纳米技术是20世纪80年代末诞生并在蓬勃发展的一种高新科学技术,本文对纳米技术在机加工中的应用从概念及应用上作了分类综述。

纳米尺度控制激光脉冲

巴塞罗纳光子科学研究所（mro）的科学家们已演示了飞秒级和纳米级精度的激光脉冲控制。Nicol5Accanto及其同事将宽带脉冲整形与显微镜内单个纳米粒子的二次谐波检测相结合，以控制亚衍射区内的超短光脉冲。这种通用方法可以弥补由激光脉冲在原位遭遇的相位失真，

纳米加工（nanometric machining，NM）

纳米加工是指达到纳米级精度、尺度和效率的加工。纳米加工技术是为了适应微电子及纳米电子技术、微机械电子系统(MMES)的发展而迅速发展起来的一门加工技术。目前，探索新的纳米加工方法和手段已成为纳米技术领域中的热点。纳米加工技术主要包括：

多轴激光位移测量同步采样技术

采用基于广播总线的同步采样技术,提出6轴高精密XY工件台激光位移测量的同步测量架构.设计专门的同步动作控制器和同步信号总线,实现6轴激光位移测量系统的同步采样,提高了数据采样频率.结果表明:6个激光测量轴之间的同步采样时间误差最大为1.616ns,并由此引起的位移测量误差是0.808nm;在硬件读取数据方式下,6个激光测量轴最高采样频率可达640 kHz.

国内外超精密加工技术与机床的发展状况

超精密加工技术每前进一步,都离不开创新,这是由超精密加工技术所处的位置决定的,因为这门技术始终处在发展的前沿,飞速发展的需求决定了它必须创新。例如金刚石车刀的刃口圆弧半径达到2～4nm,就可切削下小于1nm厚度的切屑,为更高精度的加工创造了前提;摩擦驱动的出现,完全解决了滚珠丝杆的发热、振动、振摆和噪音等的不足,使获得更佳的质量具有可能性;冷却液的温度能控制到20℃±0.0005℃,在喷淋下切削可以保证高精度……

机床产品三则

NAND—TM500超精密纳米级精度车铣复合加工机床北京工研精机股份有限公司生产的NAND—TM500超精密纳米级精度车铣复合加工机床，主轴为采用高精度空气轴承的整体电主轴，带有CS轴功能，溜板采用具有纳米级运动分辨率的直线电动机对称双驱动结构，回转工作台空气静压轴承支承和直接驱动结构。机床的运动控制精度高，可以控制纳米分辨率移动的部件，实现纳米插补；加工应用范围广，车铣复合加工可以实现多种不同类型工件的高精度加工。此外，该机床在设计中充分考虑到机床加工的工艺性和应用的方便性，并具有加工和检测一体化功能。

宏微3-RPR并联机构运动学精确求解

针对所研制宏微伺服驱动的3-RPR并联机构运动学纳米级求解精度的要求,研究其运动学模型及其正解和逆解算法。推导3-RPR的逆解方程,通过MATLAB编程得到其解析解;建立正解方程,采用数值迭代法、神经网络算法和遗传算法优化的神经网络算法对其进行正解研究,并采用MATLAB实现其算法求解。通过最终的求解精度对比,经遗传算法优化的神经网络算法能实现纳米级的求解精度、且耗时最短。

宽视场效应成像干涉技术

以色列的研究人员们已开发了一种在单次曝光深度分辨全息成像过程中使视场加倍的方法。特拉维夫大学的Pinhas Girshovitz和Natan Shaked把干涉显微术作为了他们的技术基础。干涉显微术利用干扰效应来提取与成像物体的厚度或高度轮廓有关的定量信息,这些信息是有用的,例如可用于给生物样品成像而不留标记,或从光学角度为要做无损检测的元件生成亚纳米级精度的图像。但遗憾的是,为了能够在单次曝光中捕捉整个定量图像,视场减小了。

第2届上银优秀机械博士论文奖——优秀奖 超精密隔振系统建模与控制

作者：蒲华燕 毕业学校：华中科技大学 指导教师：陈学东 罗欣 超精密隔振系统是精密制造、测量装备纳米级精度生成的必要保障。它通过隔离地基振动、抑制装备内部激励，来解决影响超精密装备精度生成的微振动问题。与传统隔振技术相比，