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基于工业机器人在智能装配上的可重构模块化设计研究与应用

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世界制造技术与装备市场 2023年第4期 15-19,47页

作者：钱自富李剑刘松白竹川李鹏四川九洲电器集团有限责任公司

在各行各业的精密组件柔性装配生产中,智能装配是行业共性难题,面向市场反应迅速、项目生产研制周期短、质量要求高、稳定性好等要求,基于工业机器人的高适应性,借助创新方法,采用可重构模块化的设计思路,开展智能装配相关技术研究,为... 详细信息

在各行各业的精密组件柔性装配生产中,智能装配是行业共性难题,面向市场反应迅速、项目生产研制周期短、质量要求高、稳定性好等要求,基于工业机器人的高适应性,借助创新方法,采用可重构模块化的设计思路,开展智能装配相关技术研究,为机械自动化领域智能装配问题的解决提供一种思路和参考,并以扎带机为例进行模拟应用,以初步验证方法的理论可行性,通过扎带机及扎带方法的发明专利间接验证本文理论的创新性,从而为相关设计研究提供参考。

关键词：工业机器人智能装配机械自动化发明专利模拟应用柔性装配理论可行性可重构模块

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金刚石薄膜上的高频高功率声表面波滤波器

半导体光电 2011年第4期32卷 474-477,483页

作者：高杨陈营端白竹川席仕伟郑英彬中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010

设计了一种Si基金刚石薄膜上的SAW RF MEMS滤波器,其中心频率为400MHz,叉指换能器(IDT)线宽为5μm。采用中物超硬材料公司定制的硅基金刚石薄膜基片,利用射频溅射方法在金刚石薄膜上制备了厚度为2μm的ZnO压电薄膜,XRD分析证明其具有良... 详细信息

设计了一种Si基金刚石薄膜上的SAW RF MEMS滤波器,其中心频率为400MHz,叉指换能器(IDT)线宽为5μm。采用中物超硬材料公司定制的硅基金刚石薄膜基片,利用射频溅射方法在金刚石薄膜上制备了厚度为2μm的ZnO压电薄膜,XRD分析证明其具有良好的C轴取向。采用剥离工艺制备IDT,通过精细的工艺控制,得到了设计的IDT图形。最后,对该滤波器样品进行了封装和测试。测试结果表明,其中心频率为378MHz,插损为15.9dB。

关键词：射频微机械系统声表面波金刚石薄膜压电薄膜叉指换能器

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声表面波谐振器传播状态的ANSYS仿真

微纳电子技术 2009年第12期46卷 739-743,749页

作者：陈营端高杨白竹川刘婷婷西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010

为描述声表面波的传播状态,利用ANSYS软件对声表面波(SAW)谐振器进行了仿真。在对声表面波产生机理和SAW谐振器工作原理分析的基础上,建立了SAW谐振器仿真模型,讨论了网格划分不同对仿真结果精度的影响,得出了在每个SAW波长尺寸内划分30... 详细信息

为描述声表面波的传播状态,利用ANSYS软件对声表面波(SAW)谐振器进行了仿真。在对声表面波产生机理和SAW谐振器工作原理分析的基础上,建立了SAW谐振器仿真模型,讨论了网格划分不同对仿真结果精度的影响,得出了在每个SAW波长尺寸内划分30～40个网格可以得到较精确的仿真结果。对不同长度声孔径的声表面波谐振器进行了仿真分析,得出了声表面波只在固体表面1～2个波长深度范围内传播的仿真效果图,与理论分析有很好的一致性。最后对IDT/ZnO/金刚石/Si结构的声表面波器件进行了仿真,得出该结构声表面波器件SAW传播速度与ZnO的厚度成反比,其大小是IDT/ZnO结构器件SAW传播速度的2～3倍。

关键词： RF MEMS SAW谐振器叉指换能器(IDT) ANSYS软件建模与仿真

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电渗泵的研究进展

微纳电子技术 2009年第4期46卷 236-243页

作者：白竹川高杨刘婷婷陈营端西南科技大学制造科学与工程学院中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010

概述了电渗泵驱动的基本原理。根据电渗泵微通道的结构特征,将其分为多孔介质电渗泵和开放通道电渗泵两类,并阐述了两类电渗泵的研究进展和各种结构电渗泵性能的优缺点,分析了驱动电压、温度、通道结构尺寸和电解液特性等关键因素对电... 详细信息

概述了电渗泵驱动的基本原理。根据电渗泵微通道的结构特征,将其分为多孔介质电渗泵和开放通道电渗泵两类,并阐述了两类电渗泵的研究进展和各种结构电渗泵性能的优缺点,分析了驱动电压、温度、通道结构尺寸和电解液特性等关键因素对电渗泵电渗流性能的影响。概括了目前电渗泵研制中存在的主要问题:高压高流量的电渗泵所需驱动电压很高;电渗泵工作过程中产生大量焦耳热,导致热力效率低于6%;各种电渗泵的结构、微加工工艺与电渗流性能匹配不好。这些问题阻碍了电渗泵的实用化,是未来研究工作的重点。

关键词：微电子机械系统微流体电渗泵多孔介质开放通道

折叠梁平面角对电容式RF MEMS开关性能的影响

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传感器与微系统 2009年第4期28卷 11-14页

作者：白竹川高杨刘婷婷陈营端西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010

低驱动电压电容式RF MEMS开关采用弹性拆叠梁支撑可变电容活动极板,使开关弹性结构具有很小的弹性系数,但也降低了开关的一阶模态谐振频率,致使开关无法获得较高的开关速度。提出了通过调整弹性折叠梁平面角微调弹性结构弹性系数的方法... 详细信息

低驱动电压电容式RF MEMS开关采用弹性拆叠梁支撑可变电容活动极板,使开关弹性结构具有很小的弹性系数,但也降低了开关的一阶模态谐振频率,致使开关无法获得较高的开关速度。提出了通过调整弹性折叠梁平面角微调弹性结构弹性系数的方法,在保证开关具有低驱动电压的同时,尽可能提高弹性结构的一阶模态谐振频率。仅改变弹性折叠梁平面角的大小,对其分别为0°,45°,90°的具体开关结构,应用MEMS CAD软件CoventorWare进行机电耦合仿真,定性分析了弹性折叠梁平面角对微结构弹性系数的影响。仿真结果表明:改变弹性折叠梁平面角大小,可以微调电容式RF MEMS开关的驱动电压和一阶模态谐振频率。

关键词：射频MEMS开关弹性折叠梁平面角弹性系数

低驱动电压电容式RF MEMS开关结构设计优化

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微纳电子技术 2009年第3期46卷 160-165页

作者：高杨刘佳白竹川刘婷婷陈营端中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010

RFMEMS开关将成为微波、高频信号控制的关键器件。针对其驱动电压过高,不能满足现代通信系统低电压的要求,推导了电容式RFMEMS开关驱动电压的理论公式;基于降低开关柔顺结构的弹性系数、驱动电极上极板与可变电容上极板分离的思路,优化... 详细信息

RFMEMS开关将成为微波、高频信号控制的关键器件。针对其驱动电压过高,不能满足现代通信系统低电压的要求,推导了电容式RFMEMS开关驱动电压的理论公式;基于降低开关柔顺结构的弹性系数、驱动电极上极板与可变电容上极板分离的思路,优化设计了三种具有不同的连接梁和支撑梁结构形式的开关微桥柔顺结构。第一种结构为驱动电极板和电容上极板之间以双直梁连接;第二种结构以一组弹性折叠梁代替结构一中的双直梁;第三种结构是在结构二的基础上,改变了起支撑作用的弹性折叠梁的方向。使用MEMS CAD软件CoventorWare对开关结构进行了机电耦合仿真,仿真结果表明开关的驱动电压小于3V。

关键词：微电子机械系统射频微电子机械系统开关机电耦合Ware软件

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微通道尺寸对开通道电渗泵性能的影响

微纳电子技术 2010年第11期47卷 684-688页

作者：高杨白竹川刘婷婷袁明权中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010

开通道电渗泵的结构简单,性能优越,制作工艺满足标准MEMS微加工工艺,是实现微泵片上集成应用的重要途径之一,可应用于微电子机械系统中作为液压致动元件。开通道电渗泵的压力流量性能与微通道的尺寸参数有直接关系。首先理论分析了微通... 详细信息

开通道电渗泵的结构简单,性能优越,制作工艺满足标准MEMS微加工工艺,是实现微泵片上集成应用的重要途径之一,可应用于微电子机械系统中作为液压致动元件。开通道电渗泵的压力流量性能与微通道的尺寸参数有直接关系。首先理论分析了微通道的长度、宽度和高度对开通道电渗流性能的影响,得出了各参数对电渗流性能的影响趋势。应用MEMS CAD软件Coventorware对微通道尺寸的影响进行了数值仿真分析,结果表明:数值仿真得出的结论与理论分析相一致,高深宽比微通道的电渗泵,减小宽度W和深度H有助于提高开通道电渗泵的压力,但流量也随之减小,设计时宽度和深度需折衷取值;长度L只对流量有影响,对压力无影响,通过优化设计微通道的几何尺寸可以使开通道电渗泵的压力和流量性能得以提高。

关键词：微电子机械系统微流体电渗泵微通道开通道

低驱动电压k波段电容耦合式RF MEMS开关的设计

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传感器与微系统 2008年第9期27卷 75-77,81页

作者：刘佳高杨白竹川李仁锋西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

设计了一种低驱动电压的电容耦合式射频微机械(RF MEMS)开关。RF MEMS开关采用共面波导传输线,双电极驱动,悬空金属膜采用弹性折叠梁支撑。使用MEMS CAD软件CoventorWare、微波CAD软件HFSS,分别仿真了开关的力学性能和电磁性能,仿真结... 详细信息

设计了一种低驱动电压的电容耦合式射频微机械(RF MEMS)开关。RF MEMS开关采用共面波导传输线,双电极驱动,悬空金属膜采用弹性折叠梁支撑。使用MEMS CAD软件CoventorWare、微波CAD软件HFSS,分别仿真了开关的力学性能和电磁性能,仿真结果表明:开关的驱动电压为2.5 V,满足低驱动电压的设计目标;开关开态的插入损耗约为0.23 dB@20 GHz,关态的隔离度约为18.1 dB@20 GHz。最后给出了这种RF MEMS开关的微制造工艺。

关键词：射频开关低驱动电压仿真

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高压开关柜触头温度场的数值仿真分析

传感器与微系统 2008年第12期27卷 102-105页

作者：周岩高杨刘婷婷陈营端白竹川西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

为验证光纤温度传感器用于高压开关柜触头温度检测的可行性,调研了高压开关柜触头的几何结构,利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics,结合传热学相关理论进行了触头的温度场数值仿真分析。计算了额定电流和短路电流2种情况下的... 详细信息

为验证光纤温度传感器用于高压开关柜触头温度检测的可行性,调研了高压开关柜触头的几何结构,利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics,结合传热学相关理论进行了触头的温度场数值仿真分析。计算了额定电流和短路电流2种情况下的触头温度分布情况,结果表明:触指为触头温度检测的最佳位置;短路电流通过时,触头温度最高可达564℃。在此基础上,在安装、量程、应变干扰三方面对光纤温度传感器进行了分析,证实光纤温度传感器可用于触头温度的检测。

关键词：高压开关柜触头光纤温度传感器数值仿真