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潤浙早訊:微米納米世界里造大飛機傳感器

來源:潤浙資本 ??2018-09-14 閱讀:583
 近日,AC311A結束了在青海省共和機場多日的試飛任務,轉場至海拔近4000米的玉樹機場開展后續科研試飛。
此次試飛包括多項近地面機動和懸停科目,為充分驗證該型機在不同海拔高度下的抗側風能力,設計人員首次安裝了防砂裝置,并通過不同的試驗科目驗證AC311A安裝防砂裝置的高原性能。此前,AC311A已在海拔近3000米的共和機場完成了上述兩項性能的驗證試飛,后續還將開赴海拔近2000米的固原機場開展相關試飛任務。

AC311A直升機是在AC311直升機平臺基礎上通過換裝大功率發動機和采用綜合化航電系統等技術措施,提升AC311的各項性能,實現AC311產品系列化、家族化的一款2噸級輕型通用直升機,可滿足中國主要使用環境和地域的使用要求,尤其是高原區域,適用于邊防巡邏、公安執法、搶險救災、海上運輸、空中指揮、森林滅火等通用航空服務。

波音首次完成無人機機載指控技術同步飛行測試:
波音公司首次成功完成了無人機新機載自主指控技術同步飛行測試,這項新技術讓無人機無需人類飛行員輸入指令就可自主操作。此次測試在澳大利亞昆士蘭州進行,5架無人機裝備了新系統,作為一個團隊完成了機載程序預置的任務,沒有任何人為干預。

波音國際幻影工廠主管Shane Arnott在發布會上說:“我們在澳大利亞開發的先進技術有可能使無人裝置的用途發生轉變,使之能更好地用于民用、商業和國防目的——無論是在空中、地面還是海上。”

波音公司與中小企業的伙伴關系有助于推動新技術的快速設計、開發和測試。兩個月內,波音與昆士蘭州14家企業簽訂了230萬澳元的合同。下一步計劃是在高性能飛行器上對這項技術進行更先進的測試,之后,開始研究將其用于其他領域,如無人海上航行器。Shane Arnott表示,這種能力將成為提高效率和生產力的重要因素。通過無人系統與有人操作系統安全協作,可以讓人們遠離枯燥、骯臟和危險的任務,這樣人們就可以專注于機器不能或不應該做的活動。

工業機器人是智能制造也最具代表性的裝備:
智能裝備是高端裝備的核心,是制造裝備的前沿和制造業的基礎,已成為當今工業先進國家的競爭目標。作為高端裝備制智能制造裝備主要包括新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線。

制造業的重點發展方向和信息化與工業化深度融合的重要體現,發展智能裝備產業對于加快制造業轉型升級,提升生產效率、技術水平和產品質量,降低能源資源消耗,實現制造過程的智能化和綠色化發展具有重要意義。

工業機器人是智能制造也最具代表性的裝備,工業機器人指應用于生產過程與環境的機器人。工業機器人是一種固定或移動地應用在工業自動化中的可自動控制、可重復編程、多用途、三軸或更多軸機器。

在中商產業研究院發布的《2018-2023年中國工業機器人產業市場前景及投資機會研究報告》,2009年以來,全球工業機器人銷量逐年增長,數據顯示,2017年全球工業機器人銷量達到36.33萬臺,與2016年的30.87萬臺同比增長17.7%;隨著工業機器人技術的逐漸成熟,應用場景不斷拓展,全球工業機器人的需求將持續增加,預計2018-2020年全球工業機器人銷量將保持15%的增長速率,2018年全球工業機器人銷量將達到39.69萬臺。

在全球各地區工業機器人銷量情況中,2017年亞洲工業機器人總銷量達到24.2萬臺,工業機器人銷量實現爆發式增長,預計2020年銷量將有望突破35萬臺;2017年歐洲工業機器人銷量為6.4萬臺,與2016年的5.9萬臺增長8.9%;美洲地區工業機器人銷量為5.0萬臺,同比增長17.1%。

數據顯示,2017年中國工業機器人銷量為12.08萬臺,與2016年的9.14萬臺增長32.2%。隨著工業機器人需求的增加,預計2018年中國工業機器人銷量將達到14.7萬臺,占全球工業機器人銷量的37%。

微米納米世界里造大飛機傳感器:
越來越多功能被集成到手機中,以電子羅盤為例,它與三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器組成九軸系統,成為滿足精準定位需求的關鍵器件。從全球導航的地磁傳感器,到檢測海拔氣壓的壓力傳感器,智能手機依靠各種各樣的微傳感器“眼觀六路、耳聽八方”。
據了解,上海交通大學正準備公開展示其微納集成制造技術,在電子顯微鏡下的微米納米世界里,不但能造出可用于手機的高度集成傳感器,還能造出大飛機上的“高精尖”傳感器

自主研發一系列高端微納傳感器
在智慧城市中,傳感器就是“五官”和“皮膚”,承擔著感知并獲取環境中一切信息數據的功能,并追求在更小的器件空間內集成最大的“感官功能”。作為集成電路器件的延伸,各類新型傳感器芯片如微型壓力傳感器、加速度傳感器等,通常都包含可動的微小機構,需采用先進加工手段,精度甚至達到頭發絲直徑的百分之一。目前,我國高價值傳感器主要依賴進口,國產器件市場份額小且多處于低端。
上海交大電子信息與電氣工程學院有一支40多名師生組成的微納集成制造技術團隊,長期從事基于微機電系統(MEMS)的高性能傳感器研發。團隊負責人丁桂甫介紹,在傳統集成電路硅材料的微加工技術之上,通過工藝兼容,合理引入金屬、聚合物、陶瓷、碳基等多種類型的敏感材料和功能材料,就能豐富和發展微納集成的技術內涵。進入學院的微米納米加工技術國家級重點實驗室,基于這樣的微米納米級“智能工廠”,各類非硅材料在傳感器芯片中被高精度集成。他們率先建立多元兼容的集成制造技術體系,成功開發出一系列具有自主知識產權的高端微納傳感器。
為航空發動機研制提供支撐
我國大型客機C919已成功上天,但如何真正擁有屬于自己的大飛機“心臟”——航空發動機,仍是擺在國人面前的一道難題。其中,對航空發動機葉片設計優化所需的高溫原位檢測技術,需求最為迫切。國際上主要航空發動機制造商早在上世紀80年代就開展相關研究,國內在這方面亟須突破。
對此,上海交大微納集成制造技術團隊聯合國內重要的航空發動機研制單位,將專用高端傳感器的先進設計制造技術應用于高溫傳感器研制,重點解決耐高溫合金材料的兼容集成工藝難題。雙方聯合攻關,對特種加工設備數十次改造,加之無數次的工藝優化實驗,終于成功研制出可在發動機葉片表面上原位集成的薄膜型高溫傳感器,其敏感結構的厚度不及頭發絲的五分之一,幾乎不會對空氣動力特性產生影響。其檢測溫度上限可達1200攝氏度,有望滿足目前航空發動機研制的迫切需求。丁桂甫說:“相信隨著研發深入,更高監測溫度和更高穩定性的原位集成薄膜溫度傳感器,會為先進航空發動機研制提供支撐。”
建專業技術平臺服務社會企業
高新技術如何推向產業應用?這支技術團隊在市科委支持下建立起“非硅微納集成制造專業技術服務平臺”,面向社會開展技術推廣。
在一家專業從事糖尿病高端診療設備開發的醫療器械科技公司,微納集成制造技術團隊在其創建初期就協助完成動態血糖傳感器電極初始原型的樣品研制,承擔了柔性電極小批量制造工藝優化和批量制造成套技術開發。他們指導企業建成投資3000萬元的植入式微針電極專用生產工藝線,微針電極核心技術指標達國際同期產品的先進水平。
目前,技術團隊已申請國家發明專利100多項,其中已獲授權的有60余項。

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