微執行器的案例
starccm實現COMSOL案例----微執行器電仿真
電仿真.sim
本文是通過starccm軟件來復現comsol中的微執行器案例，進行電分析。相應的模型圖如下
對應的電邊界條件：
starccm實現
幾何：
網格：
物理連續體設置：
區域設置：
結果：
starccm實現COMSOL案例----微執行器電熱耦合仿真
微制動器-電熱耦合仿真.sim
本文是通過starccm軟件來復現comsol中的微執行器案例，進行電熱耦合分析。相應的模型圖如下
對應的電邊界條件：
熱邊界條件：
starccm實現
幾何：
網格：
物理連續體設置：
區域設置：
結果：
溫度分布
如何使用 COMSOL 軟件中的集群掃描節點
為了演示如何設置純集群掃描和嵌套參數化掃描，我們來看看我最喜歡的示例模型：參數化的熱微執行器（這是我最喜歡的模型，原因是其中演示了 COMSOL? 軟件的多物理場功能）。由于這是一個參數化模型，因此我們很容易向其中添加參數化掃描和集群掃描。
微執行器的焦耳熱建模。電流流過兩臂，導致它們發熱。隨后，熱膨脹使執行器發生彎曲。
添加集群掃描
我們首先添加一個基于執行器長度參數 L 的集群掃描。為此，首先右鍵單擊研究1，然后單擊集群掃描。此操作將添加一個節點，你可以在其中進行集群設置，具體操作請參見這篇關于從 COMSOL Desktop? 運行集群的文章中的說明。（如果你還沒有看過這篇文章，現在不妨先讀一讀。）
接下來，你可以在研究設置窗口中添加要掃描的參數。單擊加號并在下拉列表中選擇參數 L。然后在參數值列表編輯框中輸入（例如）“100 170 240 310”。在參數單位編輯框中，輸入“um”（微米）。
如果你要將結果引入主模型，請確保選中同步解復選框。這樣，你就可以得到所有結果，并將其用于進一步分析和后處理。
在模型中添加集群掃描。
現在我們已經創建了集群掃描，它基于微執行器的長度進行循環。假設集群設置正確無誤，我們現在需要做的就是單擊計算，然后將單獨的作業發送到集群。
添加嵌套參數化掃描
現在，我們創建一個嵌套參數化掃描，這樣我們的每個集群作業本身都包含一個參數化掃描。
展開 MEMS氣體傳感器類型以及優勢
目前基于“三明治”結構的傳感器，可以實現MEMS工藝的兼容與加工，解決了傳統固體電解質式氣體傳感器工藝兼容性差、器件結構復雜等問題。
MEMS氣體傳感器的優勢
(1)微型化：MEMS器件體積小，一般單個 MEMS傳感器的尺寸以毫米甚至微米為計量單位，重量輕、耗能低。同時微型化以后的機械部件具有慣性小、諧振頻率高、響應時間短等優點。MEMS更高的表面體積比(表面積比體積)可以提高表面傳感器的敏感程度。
(2)硅基加工工藝，可兼容傳統 IC生產工藝：硅的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當，密度類似鋁，熱傳導率接近鉬和鎢，同時可以很大程度上兼容硅基加工工藝。
(3)批量生產：以單個 5mm×5mm尺寸的 MEMS傳感器為例，用硅微加工工藝在一片 8英寸的硅片晶元上可同時切割出大約 1000個 MEMS芯片，批量生產可大大降低單個 MEMS的生產成本。
(4)集成化：一般來說，單顆 MEMS往往在封裝機械傳感器的同時，還會集成ASIC芯片，控制 MEMS芯片以及轉換模擬量為數字量輸出。同時不同的封裝工藝可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執行器集成于一體，或形成微傳感器陣列、微執行器陣列，甚至把多種功能的器件集成在一起，形成復雜的微系統。
(5)多學科交叉： MEMS涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多種學科，并集約了當今科學技術發展的許多尖端成果。
展開 
機電一體化多功能4D打印工藝
與之相似，Link?ping大學的一個研究小組為軟體微型機器人生產了一套配備4D功能的微執行器。這些3D打印的執行器含有一種電活性聚合物，打印后會改變形狀，研究人員認為他們的工作顯示了低成本3D打印微型機器人小型化的巨大潛力。
△可逆的4D打印結構。圖片來自SUTD
3D打印人才短缺！
《2021年高考志愿：哪些學校有3D打印/增材制造專業？》
南極熊正在打造一個全國 3D打印專業院校庫 ，歡迎查看。
【論文介紹】Ni50.1Mn24.1Ga20.3Fe5.5形狀記憶合金多晶纖維的雙程形狀記憶效應
研究背景
形狀記憶合金被制成薄膜、泡沫或線材的形式時，在小型器件(如微機電系統或微執行器)中顯示出潛在的應用前景。在熱循環過程中，通過馬氏體相變產生的可逆自發形狀變化被稱為雙程形狀記憶效應(two-way shape memory effect, TWSME)。TWSME的機理通常歸因于立方相中各向異性或內應力的存在。把記憶合金制作的元件在外加應力作用下，反復加熱和冷卻。當合金加熱，恢復到它原來的形狀時，即可輸出力而做功。通常這種合金的雙程記憶效應，配上偏置彈簧制成各種驅動器。TWSME的強度和可逆性取決于樣品的微觀結構。目前，在傳感器中的應用主要是在熱循環應力作用下完成。Ti-Ni合金優異的TWSME已經得到了廣泛的研究，并在實際應用中得到了廣泛的應用。在Ni-Mn-Ga塊體單晶和多晶薄膜中也觀察到了TWSME，作為具有超細晶結構之一的Ni-Mn-Ga小尺寸纖維，因其特殊的尺寸和微結構特征表現出與塊體合金、薄帶及薄膜所不同的優異功能或有趣的物理現象，引起了學術界的廣泛興趣與關注。
展開 【論文介紹】Ni50.1Mn24.1Ga20.3Fe5.5形狀記憶合金多晶纖維的雙程形狀記憶效應
研究背景
形狀記憶合金被制成薄膜、泡沫或線材的形式時，在小型器件(如微機電系統或微執行器)中顯示出潛在的應用前景。在熱循環過程中，通過馬氏體相變產生的可逆自發形狀變化被稱為雙程形狀記憶效應(two-way shape memory effect, TWSME)。TWSME的機理通常歸因于立方相中各向異性或內應力的存在。把記憶合金制作的元件在外加應力作用下，反復加熱和冷卻。當合金加熱，恢復到它原來的形狀時，即可輸出力而做功。通常這種合金的雙程記憶效應，配上偏置彈簧制成各種驅動器。TWSME的強度和可逆性取決于樣品的微觀結構。目前，在傳感器中的應用主要是在熱循環應力作用下完成。Ti-Ni合金優異的TWSME已經得到了廣泛的研究，并在實際應用中得到了廣泛的應用。在Ni-Mn-Ga塊體單晶和多晶薄膜中也觀察到了TWSME，作為具有超細晶結構之一的Ni-Mn-Ga小尺寸纖維，因其特殊的尺寸和微結構特征表現出與塊體合金、薄帶及薄膜所不同的優異功能或有趣的物理現象，引起了學術界的廣泛興趣與關注。
展開 MIT新型電機用水使微型機器人滑動 杜克大學利用動物干細胞創造 “電子鼻”
1、學界|電機：MIT新型電機用水使微型機器人滑動
麻省理工學院林肯實驗室的Kedzierski和他的團隊正在制造一種稱為微液壓執行器的新型電動機。執行器的移動精度，效率和功率水平在微觀尺度上是不可能實現的。描述這項工作的論文發表在“ 科學機器人”雜志上。微液壓執行器使用稱為電潤濕的技術來實現運動。電潤濕將電壓施加到固體表面上的水滴以扭曲液體的表面張力。致動器利用這種扭曲來迫使致動器內的水滴移動，并與它們一起移動整個致動器。致動器構造成兩層。底層是一塊金屬片，上面刻有電極。該層覆蓋有電介質，絕緣體在施加電場時變得極化。一個液滴中的水平力不足以移動致動器。但是，當該電壓周期與陣列中每個液滴下方的電極一致地施加時，整個聚酰亞胺層滑過以平衡液滴對通電電極的吸引力。繼續循環通過電壓，液滴繼續在電極上行走，層繼續滑過; 關閉電壓，執行器停在其軌道上。然后，電壓成為精確控制執行器運動的強大工具。
2、業界|協作機器人： Universal Robots公司開始提供快速響應交付
憑借行業領先的制造流程，Universal Robots開始提供快速響應交付，這可以大大降低協作機器人的成本，以解決重復和難以填補的制造業工作，同時延長年終預算Universal Robots于2005年由該公司的首席技術官Esben?stergaard（2018年Engelberger獎得主）共同創立，他希望通過開發小型，用戶友好，價格合理，靈活的工業機器人，讓所有人都能使用機器人技術，這些機器人可以安全地使用。
3、業界|無人機：SKYCORP公司推出歐洲第一臺氫能無人機
SKYCORP公司正式推出歐洲首款氫動力無人機Drone Zero，其是一款具有緊湊型封裝的長續航四軸飛行器，由先進的人工智能無人機操作系統管理。
展開 微型蝸輪減速機精密傳動回程間隙怎么減小？
也可集成壓電陶瓷微位移執行器，通過閉環控制實現納米級實時間隙調整，適用于精密儀器傳動。
4.材料優化：蝸桿采用20CrMnTi合金鋼滲碳淬火（表面硬度HRC58-62），蝸輪采用ZCuSn10P1錫青銅，降低長期運行時的磨損率。還可在嚙合表面噴涂10-15μm厚的二硫化鉬固體潤滑涂層，減少因摩擦導致的間隙擴大。
5.潤滑保養：推薦使用ISO VG220合成齒輪油，含3%-5%的二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）添加劑，可降低摩擦系數30%以上。高溫條件（>80℃）下，使用粘度指數>180的聚醚基潤滑劑，確保油膜強度。
更多閱讀： https://www.sztengcang.com/news/hydt/3774.html
展開 【展會】2017全球先進制造業博覽會（上海）
大會主題：智能制造、服務制造、綠色制造
同期活動：
l 2017（第五屆）先進制造業大會
l 舉辦多場定向交流會
l 特邀媒體專場報道
l 舉行盛大的開幕歡飲晚宴
展會亮點：
2 “展示區域+貿易對接”的最新型交流平臺
2 匯聚先進制造業領域近百家頂級整機廠與采購方
2 匯集先進制造業領域國家新戰略、新技術等最新成果展示
2 定向為您優擇最佳的貿易伙伴，專業為參展企業量身對接優質采購企業
2 助力企業塑造品牌——智能制造、新材料等行業頂尖企業參展，優勢顯著
2 10000m2+的展示展出面積，參展展商、專業觀眾覆蓋范圍廣，參與程度深
2 政府單位、廣大企事業單位、科研技術院所等全產業鏈專業人群深度參與
2 權威新聞媒體報道，線上線下結合宣傳推廣，覆蓋面廣，曝光率高
展示范圍：
l 先進制造業主題/成果展區?
先進制造領先成果展示；先進制造企業產品升級過程展示；先進制造升級探索展示；先進制造綜合示范展示；綜合性應用方案及智能服務展示等;
智能制造試點示范園區;“中國制造2025”實踐成果；“工業4.0”示范與實踐；科研機構和大專院校科技創新成果；政府產業園區成果等;
l 智能制造展區
智能機器人及附件：焊接、搬運、裝配等工業機器人及安防、危險作業、救援等專用機器人、服務型機器人、機械手、AGV智能搬運、機器人配套零部件及其它相關等；
電子、電氣系統及微系統技術：變壓器、不間斷電源、變頻器、傳動、機械驅動系統、電線及電纜附件、電氣控制系統等；微系統部件、模組微系統、微感測器、微執行器、微裝配、微連接技術等；
高檔數控機床與基礎制造裝備：金屬切削機床、數控加工中心、車床、銑床、磨床、剪扳機、研磨機、拋丸機、周邊設備金屬成型機床類、金屬薄板切割機床和激光切割機、水射流技術、沖床及自動化周邊設備及其它相關等；
智能儀表及精密儀器：智能化溫度
展開 2017全球先進制造業博覽會（上海）
大會主題：智能制造、服務制造、綠色制造
同期活動：
l 2017（第五屆）先進制造業大會
l 舉辦多場定向交流會
l 特邀媒體專場報道
l 舉行盛大的開幕歡飲晚宴
展會亮點：
2 “展示區域+貿易對接”的最新型交流平臺
2 匯聚先進制造業領域近百家頂級整機廠與采購方
2 匯集先進制造業領域國家新戰略、新技術等最新成果展示
2 定向為您優擇最佳的貿易伙伴，專業為參展企業量身對接優質采購企業
2 助力企業塑造品牌——智能制造、新材料等行業頂尖企業參展，優勢顯著
2 10000m2+的展示展出面積，參展展商、專業觀眾覆蓋范圍廣，參與程度深
2 政府單位、廣大企事業單位、科研技術院所等全產業鏈專業人群深度參與
2 權威新聞媒體報道，線上線下結合宣傳推廣，覆蓋面廣，曝光率高
展示范圍：
l 先進制造業主題/成果展區?
先進制造領先成果展示；先進制造企業產品升級過程展示；先進制造升級探索展示；先進制造綜合示范展示；綜合性應用方案及智能服務展示等;
智能制造試點示范園區;“中國制造2025”實踐成果；“工業4.0”示范與實踐；科研機構和大專院校科技創新成果；政府產業園區成果等;
l 智能制造展區
智能機器人及附件：焊接、搬運、裝配等工業機器人及安防、危險作業、救援等專用機器人、服務型機器人、機械手、AGV智能搬運、機器人配套零部件及其它相關等；
電子、電氣系統及微系統技術：變壓器、不間斷電源、變頻器、傳動、機械驅動系統、電線及電纜附件、電氣控制系統等；微系統部件、模組微系統、微感測器、微執行器、微裝配、微連接技術等；
高檔數控機床與基礎制造裝備：金屬切削機床、數控加工中心、車床、銑床、磨床、剪扳機、研磨機、拋丸機、周邊設備金屬成型機床類、金屬薄板切割機床和激光切割機、水射流技術、沖床及自動化周邊設備及其它相關等；
展開 
2017全球先進制造業博覽會（上海）
大會主題：智能制造、服務制造、綠色制造
同期活動
2 2017(第五屆)先進制造業大會
2 舉辦多場定向交流會
2 特邀媒體專場報道
2 舉行盛大的開幕歡飲晚宴
展會亮點：
2 國內巨大市場需求——廣大知名參展商強強攜手，優勢互補——推動產業升級;
2 定向為您優擇最佳的貿易伙伴，專業為參展企業量身對接優質采購企業;
2 行業政策扶持，帶來巨大商機促進先進制造業領域的持續繁榮;
2 助力企業塑造品牌——智能制造、新材料等行業頂尖企業參展，優勢顯著;
2 10000平米左右的展示展出面積，參展展商、專業觀眾覆蓋范圍廣，參與程度深，
虛擬現實、智能制造、新材料、服務型制造、信息技術等多領域企業蓄勢待發;
2 政府單位、廣大企事業單位、科研技術院所等全產業鏈專業人群深度參與;
2 權威新聞媒體報道，線上線下宣傳推廣——上百家中外媒體采訪，覆蓋面廣，曝光率高;
展示范圍：
l 先進制造業主題/成果展區?
2 先進制造領先成果展示;先進制造企業產品升級過程展示;先進制造升級探索展示;先進制造綜合示范展示;綜合性應用方案及智能服務展示等;
2 智能制造試點示范園區;“中國制造2025”實踐成果;“工業4.0”示范與實踐;科研機構和大專院校科技創新成果;政府產業園區成果等;
l 智能制造展區
2
智能機器人及附件：焊接、搬運、裝配等工業機器人及安防、危險作業、救援等專用機器人、服務型機器人、機械手、AGV智能搬運、機器人配套零部件及其它相關等;
2
電子、電氣系統及微系統技術：變壓器、不間斷電源、變頻器、傳動、機械驅動系統、電線及電纜附件、電氣控制系統等;微系統部件、模組微系統、微感測器、微執行器、微裝配、微連接技術等;
2
高檔數控機床與基礎制造裝備：
展開 許仰曾-對未來液壓技術的探討（轉自液壓傳動與控制）
可以利用液壓低速直線等特性，簡單廉價來收集清潔能源的能量，通過蓄能器的儲能或水輪機等辦法去轉換成電能等，這包括風能、潮汐能、太陽能以及海水淡化后多余能量再利用，從而形成能動型液壓分支。
還應該利用近年來靜液壓技術驅動技術有三項重大發展：靜液壓機械功率分流無極變速箱的批量制造成為工程機械傳動技術制高點、串聯型油液混合動力技術的靜液壓技術進入汽車產業大門、電控配流的靜液壓泵與馬達研制成功使靜液壓進入電液一體化與信息化大門，從而形成傳動型液壓分支。這一分支包括靜液壓驅動、靜液壓機械功率分流驅動、靜液壓與液力傳動結合、靜液壓與電力傳動結合以及油液混合動力靜液壓驅動。微機電系統MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）中的微液壓/微液控（Microfluidics），作為“智能灰塵”的顛覆性技術已經可以納入液壓技術新領域。目前MEMS的最大市場是智能手機，微流控技術是它的派生分支，90年代噴墨打印頭就是微液控的典型應用之一。“微”字概念是＜0.2-3mm尺寸的物體， 其內部結構一般在微米甚至納米量級，是一個獨立的智能系統。微機電系統是集微傳感器、微執行器、微機械結構、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統。是一項關系到國家的科技發展、經濟繁榮和國防安全的關鍵技術。其特點在于微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產，并具有通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統的廣泛空間。微液壓在生物、傳感器等方面展示其應用新領域新方向。我國的MEMS廠商已經進入啟動，尚需趕快發展。
3）液壓元件電液融合下的分布式液壓系統是大方向。未來液壓系統與執行結構集成并分散布局，電控分散布局但管理集中，實施能源智能管理。
展開 對未來液壓技術的探討
可以利用液壓低速直線等特性，簡單廉價來收集清潔能源的能量，通過蓄能器的儲能或水輪機等辦法去轉換成電能等，這包括風能、潮汐能、太陽能以及海水淡化后多余能量再利用，從而形成能動型液壓分支。
還應該利用近年來靜液壓技術驅動技術有三項重大發展：靜液壓機械功率分流無極變速箱的批量制造成為工程機械傳動技術制高點、串聯型油液混合動力技術的靜液壓技術進入汽車產業大門、電控配流的靜液壓泵與馬達研制成功使靜液壓進入電液一體化與信息化大門，從而形成傳動型液壓分支。這一分支包括靜液壓驅動、靜液壓機械功率分流驅動、靜液壓與液力傳動結合、靜液壓與電力傳動結合以及油液混合動力靜液壓驅動。微機電系統MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）中的微液壓/微液控（Microfluidics），作為“智能灰塵”的顛覆性技術已經可以納入液壓技術新領域。目前MEMS的最大市場是智能手機，微流控技術是它的派生分支，90年代噴墨打印頭就是微液控的典型應用之一。“微”字概念是＜0.2-3mm尺寸的物體， 其內部結構一般在微米甚至納米量級，是一個獨立的智能系統。微機電系統是集微傳感器、微執行器、微機械結構、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統。是一項關系到國家的科技發展、經濟繁榮和國防安全的關鍵技術。其特點在于微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產，并具有通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統的廣泛空間。微液壓在生物、傳感器等方面展示其應用新領域新方向。我國的MEMS廠商已經進入啟動，尚需趕快發展。
3）液壓元件電液融合下的分布式液壓系統是大方向。未來液壓系統與執行結構集成并分散布局，電控分散布局但管理集中，實施能源智能管理。
展開 國內又添RISC-V新玩家，飛利信開源MCU取得重大進展
西部數據公司的首席技術官表示，在2019或2020年，公司將推出一款新的RISC-V處理器，用于存儲器公司每年超過10億出貨量的處理器核心。同樣，英偉達也正在使用RISC-V作為執行微處理器，將其放置在主板上，用于管理大型多核圖形處理器。
多年來，科技公司巨頭們已經設計了自己的芯片來處理和其設備相關的特殊任務。利用RISC-V，科技公司現在能夠從指令集入手，然后雇用CPU架構師和其他工程師來構建和測試芯片，而無須支付巨額的預先許可費。
IEEE還表示，該技術降低了創建定制芯片的成本，這意味著越來越多的公司可以選擇構建自己的定制芯片。至于現有的競爭參與者，我認為與RISC-V相比，摩爾定律的逐漸消亡與先前客戶決定構建自己的專用芯片對英特爾所造成的威脅可能更大。而且我認為安謀國際科技公司不一定會立即失去RISC-V的授權許可收費——但該項技術可能會帶來一波具有競爭性的芯片，從長遠看來會損害現有企業。
中國正在積極擁抱
面對這個新的機遇，正在大力發展半導體企業的中國半導體也積極擁抱其中。
今年七月，上海市經信委發布了一項集成電路相關專項資金支持細則。在細則中，上海經信委把RISC-V指令集架構的處理器芯片列為相關的支持項目。按照細則的規定，如果企業所做的產品是基于RISC-V指令集架構研發的32位及以上的處理器芯片，且所用內核擁有國產自主知識產權的，再加上如果能滿足一些營收和性能條件，企業就有機會獲得上海方面的項目資金的支持。
芯來科技(武漢)有限公司創始人胡振波的說法，處理器是一個非常復雜的軟硬件系統工程，閉門造車自建標準是很難成功的。
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