染色體顯微操作系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、生物工程與微電子技術、新材料技術和新能源技術并列為影響未來國計民生的四大科學技術支柱。生物工程中諸如細胞器移植、基因注入、染色體微切等技術均涉及到顯微操作，其中染色體微分離、微切割與微克隆技術在染色體的進化、基因組結構的研究、基因的分離與定位及物理圖譜的構建等方面有著廣泛的應用。但與此同時，染色體顯微切割裝備又是制約該技術的主要瓶頸之一。本文通過對現(xiàn)有染色體顯微操作系統(tǒng)進行分析，以提高切割精度及效率為目標，采用宏微雙驅動機構開發(fā)了新的具

2、有多自由度冗余驅動的染色體顯微操作系統(tǒng)，并對其性能設計、標定及精度分析等問題進行了研究，主要內容如下：
　?。?）針對現(xiàn)有染色體顯微操作系統(tǒng)自由度低、工作空間小等不足，提出了基于宏微雙驅動機構的染色體顯微操作系統(tǒng)。從操作平臺構型、各機構尺寸設計、驅動器及傳感器的選擇、配套生物儀器的選擇等方面介紹了該系統(tǒng)各組成部分的設計思路及參數(shù)選取。
　?。?）根據玻璃針法進行染色體切割的特點及染色體顯微操作系統(tǒng)的組成提出染色體切割的過程應

3、分為宏動運動及微動運動兩個部分，隨后分別對6-PPPS宏動臺、6-PSU宏動臺及6-PSS微動臺進行運動學分析，再分別針對宏動及微動兩種情況計算各驅動副的驅動量用于控制程序編譯。
　?。?）提出了用于并聯(lián)機構運動學標定的滾動迭代標定法。該方法通過激光跟蹤儀測量移動副及動平臺的位姿變化，逐段滾動迭代求出各連桿的誤差參數(shù)。通過使用滾動迭代標定法對6-PPPS宏動臺進行標定并與普通標定方法進行比較，證明了該方法能夠有效解決大量誤差參數(shù)同

4、時計算時運算結果不收斂以及計算時間長的問題。
　　（4）提出用于精度分析的EMGJI矩陣及相應的分析方法，可在精度分析時根據機構參數(shù)與動平臺位姿之間的相互關系提前對運算結果進行篩選，從而減少求導時間，提高計算效率。通過使用EMGJI矩陣對6-PPPS宏動臺及6-PSU宏動臺進行精度分析并與普通方法進行比較，證明了該分析方法能有效減少精度分析時的計算量。
　?。?）對玻璃針針尖在染色體切割過程中的受力彎曲情況進行了分析與建模。