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中国机械工程 2021年第12期32卷 1414-1422,1431页

作者：张金柱史汉卿王涛黄庆学姜力太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 太原理工大学先进成形与智能装备研究院太原030024 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心太原030024

提出了一种具有三移动和二转动的多分支耦合并联驱动机构,基于方位特征集法分析了机构自由度及机构末端的运动特征。利用齐次变换法建立了机构的运动学逆解模型,求解了并联驱动机构的全雅可比矩阵。基于牛顿迭代法建立了运动学正解模型... 详细信息

提出了一种具有三移动和二转动的多分支耦合并联驱动机构,基于方位特征集法分析了机构自由度及机构末端的运动特征。利用齐次变换法建立了机构的运动学逆解模型,求解了并联驱动机构的全雅可比矩阵。基于牛顿迭代法建立了运动学正解模型,并对理论模型进行了仿真验证。利用CAD变分几何法绘制了机构的可达工作空间。定义了机构的全域位置敏感度系数指标,系统分析了特定工况下的驱动系统分辨率对机构位置分辨能力的影响规律。

关键词：并联驱动机构运动学雅可比矩阵位置分辨能力

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高位置分辨能力的微通道板、制备方法及其应用

高位置分辨能力的微通道板、制备方法及其应用

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作者：杨晓明邱祥彪丛晓庆金戈王健徐昭徐伟陈晓倩闵信杰聂慧君潘凯 650217 云南省昆明市经济技术开发区红外路5号

本发明提供一种高位置分辨能力的微通道板、制备方法及其应用，该高位置分辨能力的微通道板，包括：薄片形的微通道板阵列基底；在输入面和输出面镀制的电极膜层；在输出面进一步镀制的多孔泡沫状金属膜层，并朝向通道内部延伸。在输入... 详细信息

标准号: CN116759286A

本发明提供一种高位置分辨能力的微通道板、制备方法及其应用，该高位置分辨能力的微通道板，包括：薄片形的微通道板阵列基底；在输入面和输出面镀制的电极膜层；在输出面进一步镀制的多孔泡沫状金属膜层，并朝向通道内部延伸。在输入面，通过扩口降低对原本撞击到通道壁的电子发生弹性、非弹性散射或者产生二次电子偏移至其他通道的比例，提升位置分辨能力。在输出面，采用具有高功函数及高孔隙率的多孔泡沫状金属膜层，吸收撞击到多孔泡沫状金属膜层区域的电子，抑制此区域二次电子的产生，通过损失出射角度大的电子来实现输出电子准直，提高微通道板位置分辨能力，从而提升微通道板应用于微光像增强器后的分辨力、传函等位置分辨性能。

关键词：微通道板多孔泡沫分辨能力金属膜层输出面二次电子高位置输入面镀制微光像增强器位置分辨能力非弹性散射电极膜层电子发生高功函数高孔隙率内部延伸提升位置位置分辨薄片形通道壁偏移出射基底扩口准直制备分辨应用输出吸收

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Segmented HPGe平面型位置灵敏探测器阵列的γ成像分析

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中国科学：物理学、力学、天文学 2010年第6期40卷 748-752页

作者：郑勇周小红马飞陈亮张玉虎雷祥国 S.SHIMOURA E.IDEGUCHI S.OTA M.NIIKURA 中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院研究生院北京100190 Center for Nuclear Study University of Tokyo

探测器位置分辨能力的高低是实现γ成像的一个重要指标.Segmented HPGe平面型位置灵敏探测器能够很好地给出γ射线与探测器晶体相互作用的作用点位置信息.利用由这种探测器组成的探测器阵列对^(22)Na标准源进行了γ成像实验.结果能够区... 详细信息

探测器位置分辨能力的高低是实现γ成像的一个重要指标.Segmented HPGe平面型位置灵敏探测器能够很好地给出γ射线与探测器晶体相互作用的作用点位置信息.利用由这种探测器组成的探测器阵列对^(22)Na标准源进行了γ成像实验.结果能够区分出标准源两个不同的摆放位置的细微差别,并与实际情况符合得很好.从而检验了Segmented HPGe平面型位置灵敏探测器的位置分辨能力.

关键词： Segmented HPGe 探测器阵列位置分辨能力 γ成像标准源

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大面积GEM探测器的研制及应用研究

大面积GEM探测器的研制及应用研究

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作者：尤文豪中国科学技术大学

学位级别：博士

自1997年问世以来,气体电子倍增器（Gas Electron Multiplier,GEM）迅速发展成为一种主流的微结构气体探测器（MPGD）。GEM探测器的核心部件（GEM薄膜）是两面镀铜的聚酰亚胺薄膜（Kapton）,该GEM薄膜经化学刻蚀后具有一系列等间距的微... 详细信息

自1997年问世以来,气体电子倍增器（Gas Electron Multiplier,GEM）迅速发展成为一种主流的微结构气体探测器（MPGD）。GEM探测器的核心部件（GEM薄膜）是两面镀铜的聚酰亚胺薄膜（Kapton）,该GEM薄膜经化学刻蚀后具有一系列等间距的微孔,孔径50μm～80μm,孔间距140μm左右。当薄膜上下两侧的铜面上加上一定的电压时,孔内会形成强电场（＞50kV/cm）,使得电子在孔内能够发生雪崩放大。由于单层GEM膜的放大倍数有限,一般通过多层GEM膜级联的方式获取很高的增益（可达106）。GEM探测器具有高计数率、高增益、高空间分辨、较好的能量分辨等优点,同时它容易加工成各种形状,价格低廉,可在强磁场中使用,因而非常适合高计数率环境下的带电径迹的探测与触发以及辐射成像。在GEM探测器的发展初期,由于·薄膜制作工艺（双掩膜,Double-Mask）的限制,只能生产较小面积的GEM薄膜,无法实现GEM探测器的大规模使用。因此,GEM探测器的大型化是其大规模应用的一个关键影响因素。2010年出现的单掩膜工艺（Single-Mask）使得大面积GEM探测器的制作成为可能,使用该工艺已经可以生产尺寸达到200cm×60cm的GEM薄膜,有力地推动了GEM探测器在大型核与粒子物理实验中的应用。目前大面积GEM探测器已经在多项国际大型核与粒子物理实验中得到大规模应用,如CMS、SBS、SoLID等,主要用于径迹探测或触发。随着大面积GEM薄膜生产的成功,大面积GEM探测器制作技术的研究已成为其研发的一个重要方向。鉴于GEM探测器广阔的应用前景,多年以来,国内很多大学和研究所都在积极开展对GEM探测器的研发工作,但在大面积GEM探测器的制作上面开展的工作不多,未有相关的研究成果出现。目前,传统的大面积GEM探测器的制作技术是粘胶法,其问世最早,但存在耗时长、不可拆卸、有效区内有死区等问题。而新出现的自张紧技术（Self-Stretching）是·种纯机械技术,在大面积GEM探测器制作上优势明显,具有安装快捷、有效区内无死区、可拆卸等优点。本论文计划利用自张紧技术研制大面积GEM探测器,且在此基础上研发出一种新型的制作技术用于·超大面积（米量级）GEM探测器制作,并对探测器的性能及应用开展研究工作。主要研究内容和成果如下:通过对自张紧技术的研究,在系统理解了大面积GEM探测器的设计、制作方法的基础上,优化了该技术使用的部件及材料,制作出有效面积30cm×30cm的高性能GEM探测器原型。在工作电压4kV时,测得其能量分辨率为19.6%,均匀性为5.3%,增益约为104,增益均匀性为19%,位置分辨精度为70μm左右,稳定性良好,计数率可达125kHz/mm2。通过对大面积GEM探测器制作技术的进一步升级改进,发展了一种新型的滑动式自张紧技术（SlidingSelf-Stretching）,用于米量级以上尺寸GEM探测器的制作。该新型工艺能够保证探测器整体受力均匀且张力合适,已成功申请国家发明专利。利用该技术,我们制作出了有效面积100cm×50cm的GEM探测器,其测试性能良好。基于APV25芯片,建立了用于大面积GEM探测器信号读出的多通道高密度电子学系统,顺利开展了探测器位置分辨等性能的研究。基于该读出系统,开展GEM探测器高位置分辨宇宙线测试平台的应用研究。由于大面积GEM薄膜无法及时供应,已使用多个10cm×10cm有效面积的GEM探测器对这一测试平台进行原理和技术验证,成功建立了用于高精度位置分辨测量的宇宙线测试系统。此外,使用该探测器搭建了可以进行清晰成像的光学读出系统,测试结果检验了该平台的可行性,扩展了大面积GEM探测器的应用范围。通过本论文的研究,深入掌握了高性能大面积GEM探测器的制作技术,并对该探测器的应川进行了探索。开发了新型的滑动式自张紧工艺,成功制作出了米量级的大面积GEM探测器,对于大面积GEM探测器在大型物理实验及相关领域的应用有重要的意义。搭建了适用于大面积GEM探测器的多通道高密度读出电子学系统,对采用该技术的高位置分辨测试平台进行了原理和技术验证,为大面积GEM探测器的末来发展建立了基础。

关键词：气体电子倍增器大面积自张紧技术滑动式自张紧技术增益均匀性位置分辨能力多通道高密度电子学宇宙线系统光学读出

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基于位置灵敏探测器的电子学系统的研制

基于位置灵敏探测器的电子学系统的研制

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作者：牛德芳西北师范大学

学位级别：硕士

在空间探测和中子打靶实验中都需要探测带电粒子的入射位置信息和能量信息，根据位置灵敏探测器的特性，本文研制了位置灵敏硅探测器的电子学读出系统，对探测器的位置分辨和能量分辨能力进行了初步测试，并采用蒙特卡罗方法模拟了探测... 详细信息

在空间探测和中子打靶实验中都需要探测带电粒子的入射位置信息和能量信息，根据位置灵敏探测器的特性，本文研制了位置灵敏硅探测器的电子学读出系统，对探测器的位置分辨和能量分辨能力进行了初步测试，并采用蒙特卡罗方法模拟了探测器厚度、面积和入射电子能量、角度四个因素对位置灵敏探测器位置分辨的影响。主要内容包括：位置灵敏探测器的结构及原理、前置放大电路的设计、电路仿真、PCB电路板设计与测试、采集系统的调试、探测器位置性能测试，仿真模拟了探测器厚度、探测器面积、带电粒子入射能量、入射角度对探测器位置分辨的影响。　　探测器的电子学读出系统即放大电路系统和采集系统是决定探测器探测结果好坏的重要影响因素，在对探测器小信号放大和信号采集方面具有重要作用。本文设计的探测器电子学读出系统初步满足实验需求。经过测试，通过电子学读出系统可以成功读出241Am发散出的α粒子击打在位置灵敏探测器上产生的电信号，并且初步测得探测器在x轴和y轴的位置分辨有效率分别约为83%和76%，能量分辨率约为4.5%。采用FLUKA模拟软件，以电子为研究对象，分析了电子入射能量、方向和探测器的厚度、灵敏面积等因素对位置灵敏硅探测器位置分辨的影响。仿真结果显示：随着入射电子能量的增加，探测器的位置分辨率先变差后逐渐变好;当电子能量全部被探测器吸收时，不同厚度的探测器位置分辨能力基本一致，探测器不能完全吸收电子能量时，厚度较大的探测器位置分辨相对较差;当探测器的面积有限，电子从探测器的侧面逃逸时，探测器对电子的探测位置会在集中在入射点和逃逸侧面之间，影响位置分辨能力;电子入射角度（0~45°）入射1mm厚度探测器时，探测到的电子入射位置会沿着入射方向发生偏移，从而降低了探测器的位置分辨能力。

关键词：位置灵敏探测器电子学读出系统能量分辨能力位置分辨能力蒙特卡罗模拟法

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五自由度并联驱动修磨机械臂设计与分析

五自由度并联驱动修磨机械臂设计与分析

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作者：史汉卿太原理工大学

学位级别：硕士

钢铁工业是自动化程度较高的流程工业之一,工业机器人已成为欧美国家钢铁生产线的主流配置。近年我国部分钢铁企业也在炼钢、轧制等关键工序开始应用工业机器人。特钢棒材精整作业包含拆捆、打捆、修磨、贴标、称重等作业工序,具有转运... 详细信息

钢铁工业是自动化程度较高的流程工业之一,工业机器人已成为欧美国家钢铁生产线的主流配置。近年我国部分钢铁企业也在炼钢、轧制等关键工序开始应用工业机器人。特钢棒材精整作业包含拆捆、打捆、修磨、贴标、称重等作业工序,具有转运频繁、环境恶劣、劳动繁重、安全风险高等特点,迫切需要推动作业岗位机器人化及无人化,以满足特钢企业安全、高质、高效的生产需求。修磨作为特钢精整现场的关键工序,可消除产品缺陷,提升产品附加值。现有磨抛装备大多采用串联机构,主要适用于金属去除量小的柔性打磨抛光任务,制约着特种钢材智能化修磨向高精度、大荷重的方向发展。本文依据特钢棒材精整现场人工双臂修磨方式,设计了一种仿人上肢的五自由度并联驱动修磨机械臂,对其机构学进行了深入的研究。分析了特钢棒材表面微裂纹缺陷的形貌特征,并根据精整工艺要求确定了修磨机械臂需具备的自由度特性,即三维移动和二维转动。通过研究修磨过程中人体双臂的拓扑结构和运动模式,分析了人工双臂修磨的运动特征。利用仿生学原理设计了仿人体上肢结构的修磨机械臂执行机构和驱动机构构型,综合出两种满足修磨工艺要求的驱动机构。系统分析了全部机构的方位特征集,确定了执行机构运动输入点和对应的运动输入特征。通过设置同轴转动副改善了修磨机械臂的耦合性。基于方位特征方程研究了驱动机构和执行机构的运动匹配性,确定了驱动机构各分支与执行机构的运动匹配关系和所需的拓扑结构条件。设计了五自由度并联驱动修磨机械臂的构型方案和修磨机器人的原理样机。利用齐次变换法建立了修磨机械臂机构的位置反解模型。基于变分几何法在CAD软件中绘制了机构的可达工作空间。对第一驱动分支建立复数方程,求解了其关节和任务空间的映射矩阵,对第二驱动分支的运动学回路向量方程求导,得到了第二驱动分支的雅可比矩阵,通过分析执行机构局部坐标系之间的变换关系并构造矩阵得到了修磨机械臂机构的全雅可比矩阵。基于牛顿迭代法建立了机构的位置正解模型,并通过仿真验证了运动学模型的正确性。通过定义机构的全域位置敏感度系数指标,绘制了一套参数化性能图谱,系统地分析了特定工况下驱动系统分辨率对机构位置分辨能力的影响程度。对修磨机械臂进行力学分析,通过定义错切变换矩阵,简化了第一驱动分支和执行机构之间静态分析过程,求解了修磨机械臂在静态平衡状态下驱动力与输出力之间的映射关系。对驱动机构和执行机构各支链质心的速度和加速度分析,建立了修磨机械臂的动力学模型。利用无量纲雅可比矩阵对修磨机械臂的局域运动学性能进行评价。综合考虑驱动机构和执行机构多分支之间的耦合效应和高维参数设计空间的特点,提出了多分支协同优化策略。分别建立了驱动机构和执行机构的优化设计模型,根据特钢棒材修磨任务的特点提出了四个设计指标,包括工作空间体积指标、全域灵活性指标、全域刚度指标和匹配性指标。绘制了关于上述指标的性能图谱,分析了各指标和不同尺寸之间的关系,得到了各驱动分支和执行机构的优质尺度域,计算出修磨机械臂全域最优结构参数。本文的研究内容为该修磨机械臂的开发与应用提供理论基础,对扩大并联驱动机构应用范围、推动冶金工业智能化发展具有一定意义。

关键词：仿生学修磨机械臂并联驱动机构位置分辨能力优化设计

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二维辐射监测系统的研发

二维辐射监测系统的研发

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第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会

作者：李鑫吴朝霞刘亚强孙熙杉金永杰清华大学工程物理系

具有位置分辨能力和能谱分析能力的辐射监测系统在很多领域都有广泛的应用:放射源的贮藏和运输,核废物的处理,反恐怖,交通口岸货物放射性检测,环境辐射污染检测,核电站及反应堆检测,放射性实验室以及医疗部门检测,……。本课题研制的二... 详细信息

具有位置分辨能力和能谱分析能力的辐射监测系统在很多领域都有广泛的应用:放射源的贮藏和运输,核废物的处理,反恐怖,交通口岸货物放射性检测,环境辐射污染检测,核电站及反应堆检测,放射性实验室以及医疗部门检测,……。本课题研制的二维辐射监测系统,采用改良均匀冗余阵型的铅制编码板作为准直器,NaI(T1)切割晶体和H8500的平板型位置灵敏光电倍增管构成系统的探测器,系统的电子学为我们自行开发的高速读出电路。通过将二维辐射图像和光学图像融合,系统可以给出放射源在环境中的位置信息,方便了放射源的实际定位。另外此系统还能对放射源的能谱进行分析,可以对放射源的种类加以确定。该系统视野较大,而且可以达到在保持一定空间分辨率的情况下达到较高的探测效率和较好的图像质量,尤其适用于环境中较弱辐射源的监测。目前我们已经完成了系统的调试工作,并给出了初步的实验结果。

关键词：编码板准直器位置分辨能力能谱分析能力

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晶圆加工设备

晶圆加工设备

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作者：许剑锋侍大为张建国郑正鼎于世超 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号

本发明公开一种晶圆加工设备，属于晶圆加工技术领域，包括磨削单元、直线运动单元、砂轮修磨单元和检测单元；本发明的XYZ三个方向的直线轴模块，具有高定位精度及位置分辨能力、联动能力和隔振能力；实现转台模块、磨削主轴模块和砂... 详细信息

标准号: CN114454024B

本发明公开一种晶圆加工设备，属于晶圆加工技术领域，包括磨削单元、直线运动单元、砂轮修磨单元和检测单元；本发明的XYZ三个方向的直线轴模块，具有高定位精度及位置分辨能力、联动能力和隔振能力；实现转台模块、磨削主轴模块和砂轮检测模块的精准位置控制；转台模块利用旋转接头可实现吸附平台的不限角度的多圈旋转，为改进和尝试多种磨削工艺提供条件，同时提高磨削精度和品质，减少崩碎现象的发生，明显提高成品率。视觉检测系统检测磨边过程，利用四点定位实现晶圆定心提高晶圆定位精度，磨削过程各运动轴伺服信号智能反馈、磨削力监测，在线检测模块利用3D位移传感器检测晶圆的磨削深度和宽度，实时误差补偿，确保质量可控。

关键词：磨削砂轮转台模块晶圆检测实时误差补偿视觉检测系统位置分辨能力在线检测模块直线运动单元位移传感器加工设备检测模块晶圆定位晶圆加工磨削主轴四点定位伺服信号提供条件位置控制吸附平台旋转接头智能反馈成品率高定位磨削力运动轴直线轴定心多圈隔振可控联动磨边修磨种晶监测改进

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用于产生人工触觉的电刺激器系统及人工触觉产生方法

用于产生人工触觉的电刺激器系统及人工触觉产生方法

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作者：刘连庆赵亮贺凯于鹏杨铁杨洋 110016 辽宁省沈阳市东陵区南塔街114号

本发明涉及用于产生人工触觉的电刺激器系统及人工触觉产生方法，系统包括顺序连接的微控制器、恒流输出调节电路、切换电路和电极板；所述微控制器与切换电路连接，还通过通讯接口电路与上位机连接。方法包括：微控制器电路接收来自上... 详细信息

标准号: CN108733198A

本发明涉及用于产生人工触觉的电刺激器系统及人工触觉产生方法，系统包括顺序连接的微控制器、恒流输出调节电路、切换电路和电极板；所述微控制器与切换电路连接，还通过通讯接口电路与上位机连接。方法包括：微控制器电路接收来自上位机的触觉强度二维分布信息和触觉种类信息，调节恒流输出调节电路的电流输出强度，根据触觉种类信息，通过分时改变刺激信号切换电路中各个开关的状态，实现不同的刺激模式。本发明以高压光电开关阵列方案为基础，通过改变开关状态组合实现多重模式的电刺激。本发明能够在皮肤上产生真实的震动、压迫体验，并具有良好的位置分辨能力。

关键词：触觉输出调节电路人工触觉微控制器种类信息上位机恒流电路电刺激器系统二维分布信息光电开关阵列通讯接口电路微控制器电路位置分辨能力刺激模式刺激信号电流输出电路连接多重模式开关状态顺序连接电刺激电极板分时压迫皮肤震动

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一种分组编码方法、装置、设备以及计算机存储介质

一种分组编码方法、装置、设备以及计算机存储介质

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作者：陈雷李笑梅孙鹏飞周静胡守扬孙浩宋金兴李沛玉贾世海智宇赵明锐张昀昱 102413 北京市房山区新镇三强路1号院

本申请实施例公开了一种分组编码方法、装置、设备以及计算机存储介质，该方法包括：确定读出电极包括的读出单元数量n；其中，n为大于零的整数；将n个读出单元划分为K组，并对K组中每一组内的读出单元分别进行编码，得到K组各自的编码... 详细信息

标准号: CN113890674B

本申请实施例公开了一种分组编码方法、装置、设备以及计算机存储介质，该方法包括：确定读出电极包括的读出单元数量n；其中，n为大于零的整数；将n个读出单元划分为K组，并对K组中每一组内的读出单元分别进行编码，得到K组各自的编码结果；其中，K为大于零的整数，且K的取值与读出电极在单次事件中可触发的读出单元门限值具有关联关系；根据K组各自的编码结果分别进行位置解码，确定K组中每一组触发读出单元的物理位置。这样，使用分组编码读出方式，在一次事件中能够具有识别出多个读出单元触发的能力，同时又能够保证气体探测设备的位置分辨能力。

关键词：读出单元触发编码结果读出电极分组编码计算机存储介质位置分辨能力关联关系气体探测位置解码物理位置门限读出申请保证

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