Study on Micromachine Design Methods

微机械设计方法研究

• 批准号: 02650108
• 负责人: NAKAJIMA Naomasa
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 1991
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02650108/
• 关键词: Micromachine; Design theory; Scale analysis; Simulated annealing method; Design diagnosis; 設計理論; アクチュエ-タ; 機械要素; 要素設計; マイクロロボット

Silicon micro-machining process has driven research of the micromachine which is composed of surprisingly microscopic integrated mechanisms. The micromachine will realize minute operations in extremely limited space including human bodies and machines, and many micromachines will be able to work together like bees in crowds in near future. These inexperienced operations by micromachines are widely expected in medical and biological treatments, industry, daily life and basic science.In order to realize these applications, design methods for micromachines must be established as well as micro-machining process. This report treats micromachine design methods which have been tried and proposed in micromachine development projects at authors' laboratory in mechanical engineering department of the University of Tokyo. The design methods were developed according to the following items ;1)scale analysis of mechanical characteristics of micromachines,2)experiments using enlarged model,3)layout problem solving in narrow restricted three- dimensional space by simulated annealing method,4)computerized design diagnosis method,5)CAD/CAE system installing dynamic engineering model for R&D projects,6)design theory.

硅微机械加工工艺的发展推动了由微小集成机构组成的微机械的研究。微机械将在包括人体和机器在内的极其有限的空间内实现微小的操作，在不久的将来，许多微机械将能够像蜜蜂一样成群地协同工作。微机械在医学、生物医学、工业、日常生活和基础科学等领域具有广泛的应用前景，为了实现这些应用，必须建立微机械设计方法和微机械加工工艺。本文介绍了作者所在的东京大学机械工程系实验室在微机械开发项目中尝试和提出的微机械设计方法。微机械设计方法主要包括以下几个方面：1）微机械力学特性的比例分析; 2）放大模型的实验; 3）在有限的三维空间中用模拟退火法解决布局问题; 4）计算机设计诊断方法; 5）CAD/CAE系统为研发项目安装动态工程模型; 6）设计理论。

项目成果

中島 尚正: "マイクロロボット開発調査の概要報告" ロボット. 76. 63-68 (1990)

Naomasa Nakajima：《微型机器人发展调查总结报告》 机器人。 76. 63-68 (1990)

中島 尚正: "最近のマイクロマシンの動向" 日本機械学会講習会マイクロマシンの世界研究調査分科会報告. 910ー88. 1-6 (1991)

Naomasa Nakajima：“微型机械的最新趋势”日本机械工程师学会微型机械研讨会世界研究小组委员会报告 910-88 (1991)。

水野 智公: "光熱駆動型マイクロアクチュエ-タ" Micro Machine. 4ー1. 34-35 (1991)

Tomoko Mizuno：“光热驱动微型执行器”微型机器4-1。

中島 尚正: "マイクロスタ-リングエンジンについて" 日本機械学会講習会「次世代アクチュエ-タ技術」. 900ー5. 69-75 (1990)

Naomasa Nakajima：“关于微型搅拌发动机”日本机械工程师学会研讨会“下一代致动器技术”900-5（1990）。

中島 尚正: "設計者の変遷とこれからの設計" 設計・製図. 26ー6. 275-278 (1991)

Naomasa Nakajima：“设计师的转变和未来设计”设计和绘图26-6（1991）。