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润浙早讯:微米纳米世界里造大飞机传感器

来源:润浙资本   2018-09-14 阅读:438
 近日,AC311A结束了在青海省共和机场多日的试飞任务,转场至海拔近4000米的玉树机场开展后续科研试飞。
此次试飞包括多项近地面机动和悬停科目,为充分验证该型机在不同海拔高度下的抗侧风能力,设计人员首次安装了防砂装置,并通过不同的试验科目验证AC311A安装防砂装置的高原性能。此前,AC311A已在海拔近3000米的共和机场完成了上述两项性能的验证试飞,后续还将开赴海拔近2000米的固原机场开展相关试飞任务。

AC311A直升机是在AC311直升机平台基础上通过换装大功率发动机和采用综合化航电系统等技术措施,提升AC311的各项性能,实现AC311产品系列化、家族化的一款2吨级轻型通用直升机,可满足中国主要使用环境和地域的使用要求,尤其是高原区域,适用于边防巡逻、公安执法、抢险救灾、海上运输、空中指挥、森林灭火等通用航空服务。

波音首次完成无人机机载指控技术同步飞行测试:
波音公司首次成功完成了无人机新机载自主指控技术同步飞行测试,这项新技术让无人机无需人类飞行员输入指令就可自主操作。此次测试在澳大利亚昆士兰州进行,5架无人机装备了新系统,作为一个团队完成了机载程序预置的任务,没有任何人为干预。

波音国际幻影工厂主管Shane Arnott在发布会上说:“我们在澳大利亚开发的先进技术有可能使无人装置的用途发生转变,使之能更好地用于民用、商业和国防目的——无论是在空中、地面还是海上。”

波音公司与中小企业的伙伴关系有助于推动新技术的快速设计、开发和测试。两个月内,波音与昆士兰州14家企业签订了230万澳元的合同。下一步计划是在高性能飞行器上对这项技术进行更先进的测试,之后,开始研究将其用于其他领域,如无人海上航行器。Shane Arnott表示,这种能力将成为提高效率和生产力的重要因素。通过无人系统与有人操作系统安全协作,可以让人们远离枯燥、肮脏和危险的任务,这样人们就可以专注于机器不能或不应该做的活动。

工业机器人是智能制造也最具代表性的装备:
智能装备是高端装备的核心,是制造装备的前沿和制造业的基础,已成为当今工业先进国家的竞争目标。作为高端装备制智能制造装备主要包括新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线。

制造业的重点发展方向和信息化与工业化深度融合的重要体现,发展智能装备产业对于加快制造业转型升级,提升生产效率、技术水平和产品质量,降低能源资源消耗,实现制造过程的智能化和绿色化发展具有重要意义。

工业机器人是智能制造也最具代表性的装备,工业机器人指应用于生产过程与环境的机器人。工业机器人是一种固定或移动地应用在工业自动化中的可自动控制、可重复编程、多用途、三轴或更多轴机器。

在中商产业研究院发布的《2018-2023年中国工业机器人产业市场前景及投资机会研究报告》,2009年以来,全球工业机器人销量逐年增长,数据显示,2017年全球工业机器人销量达到36.33万台,与2016年的30.87万台同比增长17.7%;随着工业机器人技术的逐渐成熟,应用场景不断拓展,全球工业机器人的需求将持续增加,预计2018-2020年全球工业机器人销量将保持15%的增长速率,2018年全球工业机器人销量将达到39.69万台。

在全球各地区工业机器人销量情况中,2017年亚洲工业机器人总销量达到24.2万台,工业机器人销量实现爆发式增长,预计2020年销量将有望突破35万台;2017年欧洲工业机器人销量为6.4万台,与2016年的5.9万台增长8.9%;美洲地区工业机器人销量为5.0万台,同比增长17.1%。

数据显示,2017年中国工业机器人销量为12.08万台,与2016年的9.14万台增长32.2%。随着工业机器人需求的增加,预计2018年中国工业机器人销量将达到14.7万台,占全球工业机器人销量的37%。

微米纳米世界里造大飞机传感器:
越来越多功能被集成到手机中,以电子罗盘为例,它与三轴陀螺仪、三轴加速度传感器组成九轴系统,成为满足精准定位需求的关键器件。从全球导航的地磁传感器,到检测海拔气压的压力传感器,智能手机依靠各种各样的微传感器“眼观六路、耳听八方”。
据了解,上海交通大学正准备公开展示其微纳集成制造技术,在电子显微镜下的微米纳米世界里,不但能造出可用于手机的高度集成传感器,还能造出大飞机上的“高精尖”传感器

自主研发一系列高端微纳传感器
在智慧城市中,传感器就是“五官”和“皮肤”,承担着感知并获取环境中一切信息数据的功能,并追求在更小的器件空间内集成最大的“感官功能”。作为集成电路器件的延伸,各类新型传感器芯片如微型压力传感器、加速度传感器等,通常都包含可动的微小机构,需采用先进加工手段,精度甚至达到头发丝直径的百分之一。目前,我国高价值传感器主要依赖进口,国产器件市场份额小且多处于低端。
上海交大电子信息与电气工程学院有一支40多名师生组成的微纳集成制造技术团队,长期从事基于微机电系统(MEMS)的高性能传感器研发。团队负责人丁桂甫介绍,在传统集成电路硅材料的微加工技术之上,通过工艺兼容,合理引入金属、聚合物、陶瓷、碳基等多种类型的敏感材料和功能材料,就能丰富和发展微纳集成的技术内涵。进入学院的微米纳米加工技术国家级重点实验室,基于这样的微米纳米级“智能工厂”,各类非硅材料在传感器芯片中被高精度集成。他们率先建立多元兼容的集成制造技术体系,成功开发出一系列具有自主知识产权的高端微纳传感器。
为航空发动机研制提供支撑
我国大型客机C919已成功上天,但如何真正拥有属于自己的大飞机“心脏”——航空发动机,仍是摆在国人面前的一道难题。其中,对航空发动机叶片设计优化所需的高温原位检测技术,需求最为迫切。国际上主要航空发动机制造商早在上世纪80年代就开展相关研究,国内在这方面亟须突破。
对此,上海交大微纳集成制造技术团队联合国内重要的航空发动机研制单位,将专用高端传感器的先进设计制造技术应用于高温传感器研制,重点解决耐高温合金材料的兼容集成工艺难题。双方联合攻关,对特种加工设备数十次改造,加之无数次的工艺优化实验,终于成功研制出可在发动机叶片表面上原位集成的薄膜型高温传感器,其敏感结构的厚度不及头发丝的五分之一,几乎不会对空气动力特性产生影响。其检测温度上限可达1200摄氏度,有望满足目前航空发动机研制的迫切需求。丁桂甫说:“相信随着研发深入,更高监测温度和更高稳定性的原位集成薄膜温度传感器,会为先进航空发动机研制提供支撑。”
建专业技术平台服务社会企业
高新技术如何推向产业应用?这支技术团队在市科委支持下建立起“非硅微纳集成制造专业技术服务平台”,面向社会开展技术推广。
在一家专业从事糖尿病高端诊疗设备开发的医疗器械科技公司,微纳集成制造技术团队在其创建初期就协助完成动态血糖传感器电极初始原型的样品研制,承担了柔性电极小批量制造工艺优化和批量制造成套技术开发。他们指导企业建成投资3000万元的植入式微针电极专用生产工艺线,微针电极核心技术指标达国际同期产品的先进水平。
目前,技术团队已申请国家发明专利100多项,其中已获授权的有60余项。

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