喜歡這套資料就充值下載吧。資源目錄里展示的都可在線預(yù)覽哦。下載后都有，請放心下載，文件全都包含在內(nèi)，有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763 揚州大學(xué)廣陵學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期自查表 （中期教學(xué)檢查用） 學(xué)生姓名 吳一非 學(xué)號 100012129 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 機械81001班 指導(dǎo)教師 任 皓 職 稱 講 師 設(shè)計（論文）題　　目 箱體類零件鉆削組合機床設(shè)計 個人精力 實際投入 每天平均工作時　間 6h 迄今缺席天數(shù) 無 出勤率% 100% 指導(dǎo)教師每周指導(dǎo)次數(shù) 1周 每周指導(dǎo)時間（小時） 2h 未指導(dǎo)的周次及原因 無 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進度（完成）內(nèi)容及比重 已完成主要內(nèi)容（　70　%） 待完成主要內(nèi)容（　　40　%） 工序圖 加工示意圖 機床聯(lián)系尺寸圖 機床生產(chǎn)率計算卡1份 主軸箱 說明書 存在問題及解決方案 加工示意圖接桿設(shè)計問題，通過老師指導(dǎo)一起查閱相關(guān)資料確定接桿設(shè)計 指導(dǎo)教師意見：　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　指導(dǎo)教師簽名： 　 　　　　　 年 月 日 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）前期工作材料 學(xué)生姓名： 吳一非 學(xué)號： 100012129 教 科 部： 機械電子 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及自動化 設(shè)計題目： 箱體類零件鉆削組合機床設(shè)計 指導(dǎo)老師： 任 皓 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備注 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）選題、審題表 1 2 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 1 3 畢業(yè)設(shè)計（論文）實習(xí)調(diào)研報告 1 4 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告（含文獻綜述） 1 5 畢業(yè)設(shè)計（論文）外文資料翻譯（含原文） 1 6 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 1 2014 年 4 月 9 日 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）選題、審題表 學(xué) 院 機械學(xué)院 選題教師 姓名 任皓 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 講師 申報課題名稱 箱體類零件鉆削組合機床設(shè)計 課題性質(zhì) A B C D E 課題來源 A B C D √ √ 課題簡介 分析常用機械加工方法，了解各種專用加工設(shè)備；設(shè)計給定零件孔的鉆削加工組合機床的設(shè)計。 設(shè)計（論文） 要 求 （包括應(yīng)具備的條件） （1）明確本題目的設(shè)計參數(shù)，技術(shù)條件等； （2）“三圖一卡”總體設(shè)計； 根據(jù)零件圖繪制工序圖；繪制加工示意圖；繪制機床聯(lián)系尺寸圖； 制定機床生產(chǎn)率計算卡 （3）主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計； （4）專業(yè)外文資料譯文（1篇）； （5）設(shè)計說明書（1份）。 課題預(yù)計 工作量大小 大 適中 小 課題預(yù)計 難易程度 難 一般 易 √ √ 所在專業(yè)審定意見： 負責(zé)人（簽名）： 年 月 日 院主管領(lǐng)導(dǎo)意見： 簽名： 年 月 日 說明：1、該表作為本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）課題申報時專用，由選題教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)有關(guān)人員討論，負責(zé)人簽名后生效； 2、有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應(yīng)欄打“” 課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在“畢業(yè)設(shè)計（論文）資料袋”中存檔。  揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 教 科 部： 機械電子教科部 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及自動化 學(xué) 生 姓 名： 吳一非 學(xué)號： 100012129 畢業(yè)題目： 箱體類零件鉆削組合機床設(shè)計 起迄日期：2014年月初-2014年5月底 設(shè)計（論文）地點： 指 導(dǎo) 老 師： 任 皓 專 業(yè) 負 責(zé) 人： 發(fā)任務(wù)書日期： 2014 年 2 月 16 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達到的目的： ( 1）培養(yǎng)學(xué)生的調(diào)查研究以及資料、信息的獲取、分析、綜合能力； （2）培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力，主要包括設(shè)計、計算及繪圖能力； （3）培養(yǎng)學(xué)生的綜合運用專業(yè)理論知識，分析解決實際問題的能力； （4）培養(yǎng)學(xué)生的在設(shè)計過程中使用計算機的能力； （5）培養(yǎng)學(xué)生的撰寫設(shè)計說明書、論文的能力； （6）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。 2. 本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （1）明確本題目的設(shè)計參數(shù)，技術(shù)條件等； （2）“三圖一卡”總體設(shè)計； ① 根據(jù)零件圖繪制工序圖 ② 繪制加工示意圖 ③ 繪制機床聯(lián)系尺寸圖 ④ 制定機床生產(chǎn)率計算卡 （3）主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計； （4）專業(yè)外文資料譯文（1篇）； （5）設(shè)計說明書（1份）。 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求（包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實物樣品等）： （1）“三圖一卡”總體設(shè)計 A0 2張； ① 工序圖（A1 1張） ② 加工示意圖（A1 1張） ③ 機床聯(lián)系尺寸圖（A0 1張） ④ 機床生產(chǎn)率計算卡1份 （2）主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計　　　　　　　　　　　　　　　A0 1張； （3）專業(yè)外文資料譯文1篇（不少于10，000個印刷符號）； （4）設(shè)計說明書1份。 4．主要參考文獻： 《機械工程手冊》機械制造工藝及設(shè)備卷（二）機械工業(yè)出版社 1997 《機械零件設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社 《機械制造工藝學(xué)》 福建科技出版社 《機械設(shè)計制圖手冊》 侯鎮(zhèn)冰 同濟大學(xué)出版社 《機械制造工藝標準手冊》 張紀真 機械工業(yè)出版社 《組合機床設(shè)計》 遲建山等 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1994 《組合機床設(shè)計簡明手冊》 謝家瀛 北京：機械工業(yè)出版社，1999 《組合機床設(shè)計參考圖冊》 大連組合機床研究所 北京：機械工業(yè)出版社， 《機床夾具設(shè)計手冊》 東北重型機械學(xué)院 北京：機械工業(yè)出版社，1988 《機床夾具圖冊》 孟憲棟等 北京：機械工業(yè)出版社，1994 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 5、本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進度計劃 起止日期 工 作 內(nèi) 容 2月20日至3月6日 3月7 日 至4月24日 4月25日至5 月 8 日 5月12日至5月19日 實習(xí)調(diào)研、資料收集、翻譯、撰寫開題報告（3周） 組合機床設(shè)計 7周 編寫說明書 2周 評分及答辯 1周 所在專業(yè)審核意見： 負責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院意見： 院長： 年 月 日 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué) 生 姓 名： 吳一非 學(xué)號： 100012129 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計（論文）題目： 箱體類零件鉆削組合機床設(shè)計 指 導(dǎo) 老 師： 任 皓 2014年 4 月 1 日畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件是為組合機床提供主運動和進給運動的部件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。支承部件是用以安裝動力滑臺、帶有進給機構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等。控制部件是用以控制機床的自動工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。為了使組合機床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機床上加工，以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床。組合機床一般用于加工箱體類或非凡外形的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。專用機床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機床。二十世紀70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低達2.5～0.63微米；鏜孔精度可達IT7～6級，孔距精度可達0.03～0.02微米。最早的組合機床是1911年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標準。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商，確定了組合機床通用部件標準化的原則，即嚴格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。在我國，組合機床發(fā)展已有28年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當(dāng)前機械制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品更新，進行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進組合機床的生產(chǎn)技術(shù)亦日新月異，主要有以下發(fā)展趨勢：?1?組合機床品種的發(fā)展重點在組合機床這類專用機床中，回轉(zhuǎn)式多工位組合機床和自動線占有很重要的地位。?2組合機床柔性化進展迅速十多年來，作為組合機床重要用戶的汽車工業(yè)，為迎合人們個性化需求，汽車變型品種日益增多，以多品種展開競爭已成為汽車市場競爭的特點之一，這使組合機床制造業(yè)面臨著變型多品種生產(chǎn)的挑戰(zhàn)。為適應(yīng)多品種生產(chǎn)，傳統(tǒng)以加工單一品種的剛性組合機床和自動線必須提高其柔性。?3?綜合自動化程度日益提高近十年來，為進一步提高工件的加工精度和減少工件在生產(chǎn)過程中的中間儲存、搬運以及縮短生產(chǎn)流程時間，將工件加工流程中的一些非切削加工工序(如工序間的清洗、測量、裝配和試漏等)集成到自動線或自動線組成的生產(chǎn)系統(tǒng)中，以實現(xiàn)工件加工、表面處理、測量和裝配等工序的綜合自動化。4自動線可靠性和利用率不斷改善和提高自動線的經(jīng)濟性只有在其進行連續(xù)生產(chǎn)的情況下才有可能實現(xiàn)。從目前自動線生產(chǎn)控制和監(jiān)控的內(nèi)容看，生產(chǎn)控制和監(jiān)控系統(tǒng)基本上是由質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)、自動線運行控制與監(jiān)控系統(tǒng)和刀具監(jiān)控系統(tǒng)這幾個部分組成的。 設(shè)計基本內(nèi)容： (1)零件分析? (2)擬定零件工藝方案? (3)總體方案設(shè)計?? (4)組合機床設(shè)計——三圖一卡設(shè)計?? (5)主軸箱設(shè)計? 一般設(shè)計步驟： 計劃階段：提出任務(wù)—分析零件加工對機器的需求—確定任務(wù)要求。? 方案設(shè)計：機床功能分析—提出幾種可能的解決方案—組合幾種可能的方案—對比評價—討論優(yōu)化—得出最佳方案。? 技術(shù)設(shè)計：明確構(gòu)形要求—結(jié)構(gòu)化—選擇材料、計算尺寸—評價—決策確定結(jié)構(gòu)形狀及尺寸—零件設(shè)計—部件設(shè)計—總體設(shè)計。 參考文獻： 《機械工程手冊》機械制造工藝及設(shè)備卷（二） 機械工業(yè)出版社 1997 《機械零件設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社 《機械制造工藝學(xué)》 福建科技出版社 《機械設(shè)計制圖手冊》 侯鎮(zhèn)冰 同濟大學(xué)出版社 《機械制造工藝標準手冊》張紀真 機械工業(yè)出版社 《組合機床設(shè)計》 遲建山等 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1994 《組合機床設(shè)計簡明手冊》 謝家瀛 北京：機械工業(yè)出版社，1999 《組合機床設(shè)計參考圖冊》大連組合機床研究所 北京：機械工業(yè)出版 《機床夾具設(shè)計手冊》東北重型機械學(xué)院 北京：機械工業(yè)出版社，1988 《機床夾具圖冊》 孟憲棟等 北京：機械工業(yè)出版社，1994 《機械設(shè)計》濮良貴 高等教育出版社 《液壓與氣壓傳動》 王積偉 章宏甲 黃誼 高等教育出版社 2005年01月01日 《工程材料基礎(chǔ)》 張文灼? 機械工業(yè)出版社 2010年02月 《材料力學(xué)》閆曉鵬、武瑛、楊麗萍、高保鳳、李志剛 高等教育出版社 《機械原理》（第2版）陸寧、樊江玲 清華大學(xué)出版社 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 箱體類零件鉆削組合機床設(shè)計基本內(nèi)容： ?(1)零件分析? 仔細了解所欲加工零件的加工特點，精度和技術(shù)要求。 ?(2)擬定零件工藝方案? 確定零件在組合機床上完成加工時的定位基準以及零件的加工工藝方案。? (3)總體方案設(shè)計? 根據(jù)工藝方案確定機床的配置形式及總體結(jié)構(gòu)布局。? (4)組合機床設(shè)計——三圖一卡設(shè)計? 根據(jù)零件圖繪制零件工序圖，零件加工示意圖，機床尺寸聯(lián)系圖，制機床生產(chǎn)率計算卡。? (5)主軸箱設(shè)計? 繪制主軸箱草圖，確定主軸結(jié)構(gòu)形式和動力設(shè)計并設(shè)計主傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)? 可能遇到的問題：? (1) 組合機床被加工零件的夾具設(shè)計 (2) ?主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計? (3) 組合機床的總體配置形式? 主要解決方法是通過已學(xué)過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識并參考各類相關(guān)專業(yè)書籍，熟悉組合機床工作原理和設(shè)計原則，了解各項設(shè)計參數(shù)和技術(shù)要求進行設(shè)計計算，同時利用繪圖軟件進行初步結(jié)構(gòu)設(shè)計，參考已有的先進設(shè)計實例，學(xué)習(xí)其計算過程和其中的先進創(chuàng)新理念并運用到自己的計算創(chuàng)新設(shè)計中。相關(guān)自已無力解決的問題可以與同學(xué)討論解決，一些自己的創(chuàng)新思想也可與同學(xué)討論其可行性，或者向指導(dǎo)教師請教。 擬采用的研究手段（途徑）：? 1.對組合機床的設(shè)計有一定的掌握? 2.運用金屬切削原理及刀具知識可以確定切削用量和刀具? 3.運用機械制造技術(shù)知識可以完成“三圖一卡”? 4.運用機械制造裝備設(shè)計可以解決主軸箱設(shè)計的過程? 5.運用機械設(shè)計的知識可以完成傳動零件的校核?? 6.?運用機械制圖的知識和計算機繪圖軟件的幫助可以完成設(shè)計圖紙的繪制? 7.已經(jīng)擁有大量有關(guān)組合機床的書籍、圖樣，可以到圖書館查閱相關(guān)國家標準? 8.參考相關(guān)的設(shè)計的經(jīng)驗? 9.與指導(dǎo)老師討論協(xié)商 為了保證形體鉆孔的合理性、實用性以及加工精度等要求，我們在圖書館努力收集有關(guān)鉆孔組合機床的各類資料在箱體鉆孔組合機床的設(shè)計中作為參考，提高其加工的合理性。在箱體鉆孔組合機床的設(shè)計中，我們必須保證其主軸箱中各個主軸的進給量相同，而且必須保證各個主軸的轉(zhuǎn)速的同步性，以及加工時的各切削用量的準確性。經(jīng)過以上對箱體鉆孔組合機床的分析，結(jié)合平時老師的講解及書本知識，本次課題設(shè)計將圓滿完成。 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 指導(dǎo)教師意見： 1． 對“文獻綜述”的評語： 2． 對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 指導(dǎo)老師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責(zé)人： 年 月 日 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）外文資料翻譯 教 科 部： 機械電子工程系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 姓 名： 吳 一 非 學(xué) 號： 100012129 外 文 出 處：*Department of Micro System Engineering, Nagoya University （用外文寫） Center For Cooperative Research in Advanced Sci. and Tech., Nagoya University Furo-cho, Chikusa-ku, Nagoya 464-8603, JAPAN 附 件： Proceedings of the 2001 IEEE 指導(dǎo)老師評語 簽名： 年 月 日 注：請將該封面與附件裝訂成冊。 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 學(xué)生姓名 吳一非 學(xué)號 100012129 指導(dǎo)教師 任皓 選題情況 課題名稱 箱體類零件鉆削組合機床設(shè)計 難易程度 偏難 適中 偏易 工 作 量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化 的要求 任務(wù)書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責(zé)人 年 月 日 2001屆IEEE機器人與自動化國際會議 于2001年五月韓國漢城舉行 多壁碳納米管的三維超微型機械人裝置操作 利辛東*，秋篠宮文仁親王新井*，和福田敏男* *名古屋大學(xué)微系統(tǒng)工程系 **名古屋大學(xué)××中心合作研究在先進的科學(xué)與技術(shù) 日本名古屋464-8603東區(qū)，呋喃首席人事官 dong@robo.mein.nagoya-u.ac.j p, arai@mein.nagoya-u.ac.j p, fukuda@mein.nagoya-u.ac.j p 摘要： 多壁碳納米管（碳納米管）是在三維空間中操縱一10-DOF 超微型機械人裝置操縱，這包括壓電換能器,促進驅(qū)動（新焦點Inc.）和內(nèi)部的掃描操作，電子顯微鏡（SEM）。機械手的粗線的分辨率優(yōu)于30nm（X，Y，Z階段驅(qū)動促進）和旋轉(zhuǎn)一個2毫弧度，而光纖制造設(shè)備運動的決議（驅(qū)動PZT）是在納米級的。原子力顯微鏡的懸臂作為末端執(zhí)行器。操作的多壁碳納米管的幾種與介電電泳和范德瓦爾斯部隊的協(xié)助下開發(fā)的機器人進行。估計尺寸Φ40nmx7plm單壁碳納米管被原子力顯微鏡懸臂拾起。另一個50nmx6pm 米碳管之間放置兩個懸臂，還有一個040nmx8u米碳管的彎曲懸臂和樣品基質(zhì)。碳納米管（CNTs）連接是基于碳納米管更復(fù)雜的設(shè)備的基本構(gòu)建塊。交叉連接兩個為~Φ40nm×6um，~Φ50nm×7μm的維度，和一個丁字路口是由兩個碳納米管的~Φ40nm×3um.force測量尺寸進行抗彎剛度和一個~Φ30nm×7μm厚的多壁碳納米管，它們楊氏模量的估值分別是8.641×l0-20nm2和2.17tpa。這樣操作的兩個性質(zhì)研究的碳納米管和碳納米管為基礎(chǔ)的納米電子機械系統(tǒng)制造是必不可少的。 關(guān)鍵詞：三維操縱，碳納米管，碳納米管，納米電子機械系統(tǒng)懸臂，介電電泳，掃描電鏡 1、介紹 飯島愛后[ 1 ]觀察和鑒定第一奈米碳管（CNT）在富勒烯煙炱，許多研究工作已經(jīng)完成對碳納米管的理論和實驗，它們研究表明他們有特殊的機械和電氣性能。機械地說，碳納米管作為最終的纖維，電子的量子線，和化學(xué)和生物探針和納米容器。西都[ 2 ]和[ 3 ]首先預(yù)測濱田的碳納米管的金屬/半導(dǎo)體性質(zhì)。單壁碳納米管（SWNTs）的合成由飯島愛的AML橋[ 4 ]。個人多壁管（MWNTs）分別測定由西班牙的[ 6 ]埃布森 [ 5 ]，西班牙的[ 8 ]L蘭格[ 7 ] 使用一個單獨的碳納米管原子力顯微鏡尖端的技術(shù)。帖后[ 9 ]產(chǎn)生散、單分散的單壁碳納米管l.4-nm。曬黑[ 10 ]和巴克拉斯[ 11 ]在個別單壁碳納米管和束中觀察到單電子效應(yīng)。最近有報道[ 12 ],裝置如碳納米管量子電阻和室溫下的單壁碳納米管晶體管，對其機械特性進行了研究[ 14 ]，在這些研究中，利用原子力顯微鏡與一個優(yōu)秀的虛擬現(xiàn)實界面的二維平面中的碳納米管的一些操作報告[ 18 ]，可知在拉伸載荷作用下的破壞機理和多壁碳納米管的強度已經(jīng)解決了三維操縱[ 16 ]的幫助。 納米操縱，或位置控制在納米尺度，是對分子納米技術(shù)的第一步。隨著納米技術(shù)的進步，需要操縱成為進入納米尺度的物體。雖然原子力顯微鏡（原子力顯微鏡）是能夠適當(dāng)?shù)男幼鳎ò５氖种唬?，但不能重?fù)的位置。這也是目前有限的三個自由度，沒有旋轉(zhuǎn)的控制。作為掃描探針，它工作得很好；作為一個納米技術(shù)的施工設(shè)備，它實際上是有限的到二維平面。 這是在三維空間中構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)與器件非常重要的操縱納米對象。為了實現(xiàn)這樣的操作，具有納米級分辨率的機器人將是有用的工具。對于一個超微型機械人裝置操縱三維操作的基本要求包括納米尺度的位置分辨率，相對大的工作空間，足夠的自由度的末端執(zhí)行器的三維定位，并通常與復(fù)雜的操作，多終端效應(yīng)。一個關(guān)鍵的技術(shù)將如何設(shè)計末端執(zhí)行器在微/納米級的世界[ 19 ]的物理現(xiàn)象？它是申請一個微型帆船實現(xiàn)納米級物體的拾取和放置操作，而它已被證明。因為剪刀和物體之間的電磁相互作用引起大于重力引起的剪應(yīng)不同[ 19 ]對象的離開。因此，它是一個更廣闊的戰(zhàn)略，是通過控制相互作用的工具和對象，而不是用夾持器之間實現(xiàn)納米操作。基本實驗報道[日]幾種策略控制的相互作用已經(jīng)提出[ 19-2l ]，和一個遙控觸摸系統(tǒng)也被提出[ 22 ]。 在下面，一個超微型機械人裝置操縱在2節(jié)首先介紹，然后對超微型機械人裝置操縱策略3節(jié)中介紹的一些實驗操作，并在4節(jié)中的報道。在5節(jié)中，力測量方法的介紹 2。超微型機械人裝置操縱 開發(fā)了一套超微型機械人裝置操縱。如下圖所示，有3個單位共10自由度包括三自由度單元（x-y-a階段，一個是沿x軸旋轉(zhuǎn)）放置樣品基板，一個單自由度單元2（Z級）定位的原子力顯微鏡懸臂梁和六自由度壓電驅(qū)動單元3個懸臂梁的定位。樣品基板，也可以放在2或3方便操作單元。單元1單元2具有線性沖程6mm和旋轉(zhuǎn)360度。對于粗運動的線性分辨率為30nm（X，Y和Z階段）和旋轉(zhuǎn)一個2mrad。3單元是用于補償步進運動單位L和2的壓電驅(qū)動的，具有納米級分辨率的六自由度。 在X-Y臺旋轉(zhuǎn)毛發(fā)運動（新焦點Inc.）由兩個平移安裝硅基板毛發(fā)運動驅(qū)動，這是用于放置被操縱的。在硅襯底，薄膜的鋁涂層作為施加電場產(chǎn)生電極的介電泳力。另一個電極可以是有線或懸臂單位2或3。使懸臂尖端和硅板絕緣對方，聚酰亞胺薄膜粘貼在鋁膜。原子力顯微鏡懸臂和樣品之間的介電電泳的方法示于圖（接線單元3是類似的Z級，因此未顯示）。請注意，在單位L樣品基板的位置和懸臂梁2交換單元。 六自由度8驅(qū)動單元用來補償單位L和2步進運動。為獲得更大的工作空（26x22x35ltm3）和一個更高的分辨率，雙指令驅(qū)動和閉環(huán)控制應(yīng)用于此微刻手。致動器和傳感器的疊加使3號機組變?yōu)樾∏傻捏w積，容易放入掃描電子顯微鏡 [ 25 ]。 獲得實時觀測的機器人操作，全套安裝在掃描電鏡（JEOL jsm-5300）和二次電子探測器，具有相對大的真空室。顯微鏡的分辨率被指定為在30kV中4nm，然而，實時視頻的分辨率是兩個或三個較低的一個因素。所有的導(dǎo)線通過隔離真空饋通器通過掃描電鏡室壁連接。所有的機械部件和電纜從掃描電子顯微鏡觀察區(qū)域得到了妥善的保護，減少圖像失真的充電效果。 可以發(fā)現(xiàn)，機器人滿足所有的納米操作的基本要求。它共有10自由度和三個單位的雙懸臂梁，工作空間6x6x12mm3與3600旋轉(zhuǎn)，粗分辨率為30nm和2mrad而細的納米尺度。它是為里面的一個掃描電鏡的真空室，所以對于操作的實時觀測是實現(xiàn)和懸臂尖端和樣品之間的力也可以用多次曝光技術(shù)測量。 3、超微型機械人裝置操縱原理 處理微對象，由量子和電磁效應(yīng)引起的相互作用不可忽視，這是不同于宏觀世界。例如，在珠直徑和在掃描電子顯微鏡真空無限板之間相互作用的主要是范德瓦爾斯力[ 22 ]。 另一方面，介電電泳力格式化數(shù)據(jù)輸入程序是一個客觀珠半徑R函數(shù)，珠8和電場E0的介電系數(shù)。 由于介電泳力是電場強度的梯度功能，很容易通過改變AP控制：使用電壓。它也更容易實現(xiàn)比控制其他種類的粘附力。用于產(chǎn)生非均勻電場梯度，用鋒利的針如原子力顯微鏡懸臂梁與板的兩個電極，它是有效的。因此，可以拿起一個物體放置在板如圖2所示如果介電泳力大于范德瓦爾斯作用力的粒子。為了實現(xiàn)這樣的操作，有兩種方式可以有效地使用，其中一個減少范德瓦爾斯的部隊在[ 19 ]和[ 20 ]描述。另一種方法是控制強度和電場梯度 場。 如圖所示，一個放置在一個理想的板（粗糙度，B = 0，因此B / Z = 0）在掃描電子顯微鏡中不能拿起時產(chǎn)生的介電泳力電壓為100V（3區(qū)）。因為格式化數(shù)據(jù)輸入程序＜前輪驅(qū)動（在這種情況下，粘結(jié)力的其他種類被忽略，因為它們很大程度上不及范德瓦爾斯）。該操作可以實現(xiàn)通過增加電壓（例如多達500）以提高介電泳力，或通過增加的粗糙度（如B / Z = 10甚至100）的板以減少范德瓦爾斯力珠。 4、操作實驗 4. 1在多壁碳納米管中拿起，放置，彎曲 與發(fā)達的超微型機械人裝置操縱的，單個碳納米管操作某些種類都試過了。我們的目標是構(gòu)建碳納米管的三維結(jié)構(gòu)，同時研究他們的機械和電子特性，在這里我們顯示了一些初步分析結(jié)果。 圖4顯示一個單一的M通風(fēng)孔是拿起的原子力顯微鏡懸臂的2個單位，其中有一個大概的尺寸q40nmx7y，M.圖表明多壁碳納米管之間放置兩個懸臂，和6顯示了多壁碳納米管彎曲。這樣的操作是必不可少的兩個性質(zhì)研究的碳納米管和碳納米管的制備和制造基于計數(shù)器的納米電子機械系統(tǒng)。 4.2多壁碳納米管路口建設(shè) 4.2一種接頭的類型 最近一種接頭的可能性對連接管的不同直徑和手性產(chǎn)生了相當(dāng)大的興趣 [ 30 ]，這是因為該路口是納米電子器件的構(gòu)建塊的可能性。雖然連接是隨機發(fā)現(xiàn)了碳納米管樣品，但這是找來制造這樣的基本結(jié)構(gòu)的技術(shù)意義。CNT連接施工難度取決于連接的類型。碳納米管連接類型以碳納米管的類型確定，碳納米管的結(jié)構(gòu)和連接方法： （1）種碳納米管 1）金屬單壁碳納米管 2）半導(dǎo)體單壁碳納米管 3）金屬單壁碳納米管 4）的多壁碳納米管（金屬） （2）配置 1）V或j-接頭 2）丁字路口 3）Y-路口 4）X-路口 5）更復(fù)雜的（例如，3D）連接 （3）連接措施 1）范德瓦爾斯 2）電子束焊接 3）化學(xué)鍵 4）其它方法 4.2.2多壁碳納米管的路口 （1）X結(jié) 一個X結(jié)（交叉路口）與q40nmx6ym和維度（P 50nm×7P）兩個多壁碳納米管的。如圖所示，兩個多壁碳納米管負載的碳納米管在樣品基質(zhì)和原子力顯微鏡懸臂原材料之間。雖然不能確定清楚如何兩個多壁碳納米管連接從掃描電子顯微鏡的局限性，它是合理的說他們的軍隊與范德瓦爾斯。我們在這里展示一個X結(jié)和一個丁字路口的多壁碳納米管的范德瓦爾斯部隊的超微型機械人裝置操縱節(jié)理。 （2）丁字路口 一個丁字路口是q40nmx3pt尺寸，M和p50nmx2ym兩個碳納米管，如圖所示。丁字路口舉行的原子力顯微鏡懸臂。同樣地，好像兩個多壁碳納米管與范德瓦爾斯軍隊節(jié)理。 5、力的測量 懸臂和物體之間的力信息的重要是因為它對機械手的控制的必要性和對碳納米管和碳納米管結(jié)的特性研究，以及更復(fù)雜的碳納米管結(jié)構(gòu)。采用掃描電子顯微鏡圖像和校準的原子力顯微鏡的懸臂與視頻或多次曝光技術(shù)測量的力量。 5.1抗彎剛度的多壁碳納米管 一個單一的碳納米管的屈曲，我們試圖通過測量受碳納米管和碳納米管和懸臂梁的變形力評估碳納米管的剛度。圖（a）和（b）顯示兩個連續(xù)的掃描電鏡圖像幀記錄在彎曲過程中，（c）和（d）描述分析模型（a）和（b），分別和（E）顯示在多壁碳納米管的力量。根據(jù)歐拉公式和力的平衡關(guān)系，可以得到以下方程。 其中，W ]和W2是屈曲力受基體的碳納米管，F(xiàn)是在圖9懸臂反應(yīng)力的差異（A）和（B），E / Z的楊氏模量，是面積的二次矩，和其他參數(shù)和它們的值在表1列出，在那里Al，A2，嗨，H2值，8和D測圖（a）和（b），k是一個格溫校準值。 掃描電子顯微鏡限制我們得到的碳納米管的納米管和詳細的幾何結(jié)構(gòu)的直徑的精確值，因此難以獲得相對準確的楊氏模量值。但得到的楊氏模量的一個保守的估計，這是實心圓柱和D = 30nm合理的假設(shè)。然后我們得到了E = 2.17tpa。這是一點點比[ 14 ]中獲得的平均值，在那里他們應(yīng)用熱振動的方法和得到的平均值E = 1.8tp，但單個納米管的數(shù)據(jù)范圍從0.4到4.15tpa。通過多次曝光技術(shù)測量在式（5）的結(jié)果是合理的。 5.2力如圖10顯示了這個力測量方法的原理 兩個校準懸臂“戰(zhàn)斗”彼此。左邊的向上移動20.20um，尖端的正確的變形具有相同的距離。根據(jù)懸臂梁的剛度，它可以認為兩種懸臂之間的力是607.2nn。 國際測量師聯(lián)合會表明，多壁碳納米管回升到原子力顯微鏡的懸臂。在這個過程中，該部隊（主要是范德瓦爾斯軍隊）的原子力顯微鏡懸臂和樣品之間的be314.9nn。圖（a）和（b）顯示一個X結(jié)推拉上的多壁碳納米管的變形。 圖12（C）是一個多重曝光的照片，描繪了同樣的過程顯示圖（a）和（b）。從圖（C），在這個過程中發(fā)生的力的測量是54.6nn 。 6、結(jié)論 帶有兩個懸臂10-DOF 超微型機械人裝置操縱已經(jīng)建成，在掃描電子顯微鏡。通過調(diào)節(jié)施加的原子力顯微鏡的懸臂和樣品基體之間的電壓，對介電泳力對象有效控制。三維操作是在多壁碳納米管的介電泳力控制輔助實現(xiàn)，和力的測量進行了。正在開發(fā)的機器人將為納米顆粒的性能研究與納米積木(如碳納米管納米級的裝置)建設(shè)的基本工具。力進行測量和抗彎剛度和一個 p30nmx7ktm多壁碳納米管的楊氏模量的估計分別8.641xl0-20nm2和2.17tpa。 致謝 我們感謝在三重大學(xué)教授齋藤為我們的研究多壁碳納米管樣品提供有益討論，并作感謝教授R. Saito在電氣通信大學(xué)提出對碳納米管的一本書的指導(dǎo)。 參考： [1] S. lijima, Helical Microtubules of Graphitic Carbon, Nature, V01.354, pp.56-58 (1991). [2] R. Saito, G. Dresselhaus and M. S. Dresselhaus, Physical Properties of Carbon Nanotubes, Imperial College Press (1998). [3] N. Hamada, S. I. Sawada and A. Oshiyama, New One-Dimensional Conductors: Graphitic Microtubules, Phys. Rev. Lett., V01.68, pp.1579 -1581(1991). [4] S. Iijima and T. Ichihashi, Single-Shell Carbon Nanotubes of l-nm Diameter, Nature, V01.363, pp.603-601(1993). [5] T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. Hiura, J. W. Bennett, H. F. Ghaemi and T. Thio, Electrical Conductivity of Indiviclual Carbon Nanotubes, Nature, V01.382, pp.54 -56 (1996). [6]H.J. Dai, E.W. Wong and C.M. Lieber, Probing Electrical Transport in Nanomaterials: Conductivity of individual Carbon Nanotubes, Science, V01.272, pp.523-526 (1996). [7] L. Langer, V. Bayot, E. Grivei, J.P. Issi, J.P. Heremans, C.H. Olk, L. 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