微机电系统技术的实际应用——微型仪器

微机电系统被普遍认为是一项面向21世纪的可以广泛应用的新兴技术,作为其实际应用的微型仪器,具有传统仪器无可比拟的优势.从微型仪器入手,分别介绍了其概念、特点和市场应用,并在最后阐述了对微型仪器的几点认识.     

现代微机电技术的研究与应用现状

微机电技术是20世纪60年代发展起来的一项新兴技术,它将微型机械技术和微电子控制技术相结合,产生了以微型化、集成化和电子化为主要特征的微机电系统。微机电系统不但在民用领域具有巨大的应用潜力,而且其军用前景也相当看好并在不断拓展,预计未来几年这种器件将如同现在的微处理器一样在军事装备中得到普及。 一、制导、导航和控制 以传统机械、环形激光、光纤陀螺和加速度计为基础的惯性测量装置,在炮弹发射时会因震     

军事与装备动态

NASA研究微米尺寸传感器美国航空航天局(NASA)先进概念研究所9月26日授予安斯科公司一项价值50万美元的合同,继续研究能够测量大气中飘浮粒子(如蒲公英籽大小飘浮物)的微米尺寸传感器。大气微型传感器概念基于微机电系统和纳米技术,属于NASA正在进行的“全球环境微机电传感器系统”计划的一部分。这些微型传感器将装在气球或浮空器內,探测空气中的微小粒子,并将探测数据传输给地面接收站。可用来改善气象预报,从而提高飞行安全性。     

MEMS技术发展现状及未来发展趋势北大核心

MEMS技术作为一门多学科高度交叉的前沿学科领域,在近些年来得到迅速发展,在航空、航天、生物技术等领域都有广泛的应用。该技术可实现优质高产低耗,大大提高系统的可靠性和智能化功能,已经成为电子领域活跃的发展方向之一。论述了MEMS微系统技术的重要性,从微感知与微控制、微流动控制、微惯性测量装置、微型飞行器、可穿戴和可植入式装备、纳机电谐振器、扫描隧道显微镜等七大方面分别论述MEMS微系统技术发展现状,并对该技术进行了展望,以期对未来发展并应用该技术具有借鉴意义。     

MEMS技术发展现状及未来发展趋势

MEMS技术作为一门多学科高度交叉的前沿学科领域,在近些年来得到迅速发展,在航空、航天、生物技术等领域都有广泛的应用。该技术可实现优质高产低耗,大大提高系统的可靠性和智能化功能,已经成为电子领域活跃的发展方向之一。论述了MEMS微系统技术的重要性,从微感知与微控制、微流动控制、微惯性测量装置、微型飞行器、可穿戴和可植入式装备、纳机电谐振器、扫描隧道显微镜等七大方面分别论述MEMS微系统技术发展现状,并对该技术进行了展望,以期对未来发展并应用该技术具有借鉴意义。     

惯性传感技术发展与展望

利用GPS辅助INS的系统已在各种应用领域崭露头角,这些新的应用领域将驱动市场对极低成本惯性传感器的大量需求。在回顾惯性传感技术的发展历程、研究热点、应用领域的基础上,讨论和展望了光纤陀螺仪、微机械陀螺仪和加速度计,以及微型光学传感器技术近期和远期的发展趋势。     

微小型武器发展动向

微小型武器是20世纪90年代美国等先进工业国家开始发展的新概念武器,它不但在基础理论、设计、制造与计量测试技术等方面是革命性创新,而且对21世纪战争的模式将会带来变革性的影响。 基于微米、纳米、微机电系统技术发展起来的微小型武器技术的内涵是:根据微小型武器特殊功能和特性,应用微机电系统(MEMS)、计算机、感知、控制等先进技术,通过软、硬件接口,综合集成为微小     

微喷管流动的DSMC方法模拟

目前微型航天器正在积极地发展中,微喷管在其推进系统中具有重要地位,对微喷管进行进一步研究是很有必要的。运用DSMC(DirectSimulationMonte Carlo)方法从分子运动论层次对轴对称微喷管流动现象进行模拟,分析了喷管流量以及尺寸大小对喷管流动和性能的影响。研究表明,喷管流量及尺寸对流动特性和微喷管性能存在不同程度的影响。     

红外微测辐射热计

微测辐射热计(Microbolometer)是一种利用半导体工艺集成的微型辐射热计阵列,是目前仅有的两种常温工作型红外成像传感器的主要代表 本文论述了实现微测辐射热计的技术途径,现有产品的主要技术指标,微测辐射热计的特点、应用以及发展趋势     

微型软体机器人能源驱动技术研究进展

具有高柔顺性、低能耗、高功率等特点的微型软体机器人在管道检修、战场侦察等复杂环境中具有广阔的应用前景。能源与驱动器决定了微型软体机器人运动方式和运动性能。为使更多研究人员了解现有柔性驱动技术及其能量来源的研究进展,从物理能源驱动、化学能源驱动以及生物混合驱动三方面入手,总结了基于这三种能源的典型驱动方式并分析其优劣。对现有柔性驱动及其能源存在的不足与未来发展进行讨论与总结,可为后续软体机器人柔性驱动技术发展与性能提升提供参考。     

基于MEMS的微型无人机姿态仪的设计

姿态测量系统是无人机设计中的关键部分.尤其是对于载荷很小的微型无人机,姿态测量系统就更有研究的必要.设计了由微机电技术(MEMS)传感器组成的姿态测量系统.该系统由三轴磁阻传感器、三轴角速率陀螺和三轴加速度计组成.通过测量载体的动态加速度和角速度进行姿态解算.采用双矢量参考,利用Kalman滤波技术,得到动态的姿态数据.针对微小型无人机的高机动性特别进行了优化.该系统体积小、重量轻、功耗低、无长期漂移.测角为航向、俯仰、滚转.和原有同类系统相比,动态条件下精度大为提高.     

新型微机电系统射频离子迁移谱仪的技术分析及应用评述

介绍了一种带有微型漂移管(0.6cm^3)的微机电系统射频离子迁移谱仪及其检测性能。该仪器的检测下限可达PPb浓度水平,同时在毒剂检测和识别化合物方面具有传统飞行时间离子迁移谱所不具备的高选择性。文中对其工作原理及制造工艺进行了详细的分析和阐述,并对其应用前景进行了评述。     

部队思想政治教育微型模式探析

以微课为代表的微型教育广受学习者和教育工作者的普遍欢迎,其具有短小精悍、形式新颖、易学易用的特点.为提高部队思想政治教育的时代性和感召力,应当汲取微课精华,打造基于现代信息技术支撑的微型教育活动样式.     

微型计算机控制的三座标自动跟踪和测量系统

复杂零件的形状和尺寸测量一直是机械行业中的重要研究课题。过去一般由人在光学测量仪器上逐点读数。近年来出现的三座标测量机可利用计算机实现自动显示、记录和处理数据,但一般仍需由人操作或示教后逐点静态测量,且属于高级精密设备,价格昂贵。我们研制的微型计算机控制的三座标跟踪和测量系统可以使测量过程自动化,即实现自动跟踪进行动态测量。此系统既可对已知外形和名义尺寸的零件进行检测,也可对未知尺寸的零件进行自动跟踪测量。并可由计算机显示、记录和处理数据,还可通过计算机图形显示技术复现被测工件的外形。样机实验表明:应用此系统可在普通机床上达到相当高的动态测量精度(最大误差为±0.005mm)。此系统由微型计算机、测量机床、激光测长仪及接触传感式测量头组成,可用于座标的动态测量,软件控制的仿形铣加工和焊接机器人的导引与自学习等。本文说明了系统的组成与工作原理;讨论了系统中所采用的控制算法与应用软件,给出了硬件接口的设计与配置原则,最后分析了实验结果,并得出了初步的结论。     

未来战场上的精灵:美国的军用机器人

随着技术的发展,各种类型的军用机器人大量涌现。它们外型千姿百态,尺寸大小不一,从无人驾驶的机器人战车到各种仿生外型的机器人装置,应有尽有。这些机器人已被广泛应用于各军事领域,尤其是排雷、拆除炸弹等危险工作、在未来则将肩负起更多的特殊任务。美国很重视军用机器人的发展。预计今后2～3年内,美国将部署超过500个新型的遥控机器人。这些遥控机器人多是可编程的,能在不断变化的复杂环境中工作并具有学习能力,可靠性高,将为今后发展全自主智能机器人打下基     

世界最小的自主机器人

美国能源部桑迪阿国家实验室研制成据称是世界最小的无外接电缆的自主机器人,该机器人体积为4.1厘米~3、重量不到30克,以三个手表电池作为动力,安装在履带式轮子上,由一个8千比特ROM处理机、一个温度传感器和两台驱动履带轮的电动机组成。这种微机器人能以8.5毫米/秒的速度移动。 据负责机器人微电子系统开发的Heller介绍,这种机器人或许将成为未来的机器人,今天比它大得多的机器人在做的有难度的工作,如查明陆地矿物资源或探测生化武     

MIMU/GPS系统在卫星不足时的导航算法研究

随着微机电系统技术的不断发展,低成本的微型惯性测量单元在民用和军事方面应用越来越广泛,由于其测量误差较大导致系统误差出现发散的问题,通常采用卫星进行组合导航,抑制系统导航误差的发散。当可见卫星数为4颗及以上时,以松组合的方式能实现较高精度的导航,当可见卫星数低于4颗时,松组合不能正常工作,但紧组合的方式依然能正常工作,当载体出现转弯或变向运动时,导航误差出现较大波动,尤其航向角误差出现缓慢发散的趋势。针对此问题,在伪距观测的基础上,通过增加姿态观测信息,提高系统的可观测性,仿真实验表明,在增加全姿态观测信息时,MIMU/GPS紧组合导航系统的导航误差不受载体运动状态的影响。     

外骨骼机器人技术研究综述

外骨骼是指为生物提供保护和支持的坚硬外部结构.外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算,为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术.本文简要介绍了军事领域外骨骼世界机器人技术的发展现状与趋势.     

管道在线检测技术及检测机器人研究

概述了管道检测技术发展现状,介绍了最新检测技术的原理,分析了管道内检测机器人的技术要点,概括介绍了课题组在差压式管内检测机器人周围流场建模与仿真、腐蚀环境下管道钢裂纹群演化的混沌动力学、差压式管内检测机器人的通过性能、管内检测机器人运行速度和姿态分析及运动状态控制、管内检测机器人小型化、小型化管内检测机器人检测精度、小型化管内检测机器人定位精度及管道剩余寿命的预测方法等方面的研究进展,为今后的研究打下了坚实的基础。     

微型桩的发展趋势及其重复劈裂注浆机理

本文介绍了近年来欧美国家广泛应用微桩技术的历史背景及发展趋势,着重分析了微型桩施工新技术－重复劈裂注浆的力学机理。为完善该技术提供理论依据。