基于手机定位功能的工程协同管理系统的应用与设计

该文通过对手机中的定位功能的深入开发,将该功能应用于工程施工中参建单位进行的协同工作的管理系统中,并将该管理系统与地图应用相结合,实现了协同管理的实时性与规范管理性,提高了工程施工进度与管理效率。     

一种基于动态阈值的镀铜表面缺陷检测算法

表面缺陷检测是机器视觉检测领域的一个主要问题,针对版滚镀铜表面缺陷的特点,提出一种动态阈值缺陷检测算法。该算法采用整体结合局部的灰度特征方法、利用缺陷表面与正常表面的差异对镀铜表面进行检测。实验结果表明,该算法能精确的检测出各类缺陷所在位置及其面积大小且速度较快,达到了在线检测的要求。     

收割机驱动轮轴横向力自动测量方法研究

为了获得收割机驱动轮轴作用力规律,对驱动轮轴横向力进行自动测量。将沃得双滚筒横轴流型巨龙收割机作为研究对象,通过发动机为收割机提供动力,经传动轴输入,利用驱动轮轴对各模块进行驱动。收割机驱动轮轴横向力测量通过测试装置完成,装置主要包括轴承安装座、推力轴承、螺母以及传感器。通过推力轴承把轴向力传输至芯轴,轴向力属于拉压型,利用两副推力轴承把芯轴置于驱动轮轴上。芯轴为收割机驱动轮轴横向力测量的重要零件之一,是车轴和端盖的连接,需令芯轴和车轴间保持同心。收割机驱动轮轴横向力测量传感器为整个装置的核心部件,选用上海华东电子生产的BLR-24型负荷传感器,把荷载传感器输出电压信号转变为电压值,传输给数据处理部分,设计了传感器接口电路。在轴箱上安装2个传感器,对轮对运动量进行调整。经实验验证,所提方法测试数据为在实际应用下非常有效的数据,和其它方法相比有更低的测试误差,整体性能强。     

全叉指电极d33模式压电悬臂梁俘能器研究

为了克服表面叉指电极d33模式微机电系统(MEMS)悬臂梁振动俘能器中存在的压电材料极化不完全、存在弯曲电场等问题,提出了一种电极贯穿于整个压电层的全d33模式MEMS悬臂梁振动俘能器.根据机电耦合模型,分析了电极尺寸与材料厚度对压电俘能器输出功率的影响.优化结果表明:当硅基底厚度为20μm、电极宽度1μm时,电极间距最优范围为25～75 μm,PZT材料最优厚度为7μm,归一化后得到功率密度为34.5mWcm-3gn-2.通过在表面叉指电极d33模式俘能器的基础上增加电镀电极工艺,设计了不锈钢基底的全d33模式MEMS俘能器的工艺流程,完成了部分单元工艺.     

基于振动能量采集器的无源无线传感节点技术研究

随着以MEMS技术为依托,结合压电效应的振动能量采集技术的日臻完善,如何利用振动能量采集器构成高效的无源无线传感节点成为近期研究热点,而能量采集器输出的电能储存控制和低功耗发射技术是实现该节点的难点。在设计出对储能电容电压具有双阈值检测与控制功能的低功耗电路基础上,给出了一种自报警、无源无线低功耗传感节点。实验表明,在频率52 Hz正弦振动、振动加速度幅值为5 gn激励下,经过125 s的能量储存,节点能够以+10 dBm功率在16 ms内完成发射及无线报警,发射距离可达1.31 km。该节点构成的无线传感网络可广泛应用于石油管线、桥梁和军事侦察等外部供电极度受限环境的现场监控等用途。     

微型之字形压电式能量收集器输出电压的建模和仿真

为了有效解决无线传感器网络节点的供电难题,提出之字形结构的微型压电式能量收集器。相比于传统的直悬臂梁,此结构等效加大了压电梁的长度,降低了系统的固有振动频率。建立了之字形压电梁的本构方程和受迫振动方程,推导得到其输出电压的频域表达式。基于之字形压电梁的结构,利用ANSYS软件对其进行了谐响应分析。仿真结果表明,压电梁的输出电压在各阶固有振动频率处存在极值,符合理论分析的结果;输出电压大小随压电梁长度增加而降低,随压电梁宽度增加而升高,但均为非线性关系;压电梁末端质量块的长度和厚度、基体层厚度减小时,会导致输出电压的增大。在论文中所提出的结构尺寸下,10根直梁构成的之字形结构压电梁,在其一阶固有振动频率处,输出电压可达10 V以上,符合无线传感器网络节点的实际供电需求,证明了之字形压电梁结构的有效性。     

非线性压电振动能量采集器的振动特性与实验研究

为了提高线性压电振动能量采集器的输出特性,在线性压电振动能量采集器悬臂梁末端引入Duffing非线性磁力,构造了一种双稳态非线性压电振动能量采集器;综合考虑能量采集器的动态振型与轴向应变分布情况,建立了系统非线性机电耦合集总参数运动控制模型,并利用4阶、5阶Runge-Kutta算法对能量采集器的非线性振动特性进行了数值模拟;利用谐波平衡法计算获得了能量采集器的幅频响应方程,数值分析了激励频率、激励幅值以及磁铁间距等对系统非线性振动特性的影响,发现双稳态运动可以极大地提高能量采集器的频率响应范围和能量采集效率,并且能量采集器在低频、低幅值激励情况下可以产生大幅值周期运动;最后,通过实验对数值计算结果进行了验证.     

Resin-bonded NdFeB micromagnets for integration into electromagnetic vibration energy harvesters

A micromachining technique is presented for the fabrication of resin-bonded permanent magnets in the microscale. Magnetic paste is prepared from NdFeB powder and an epoxy resin, filled into lithographically defined photoresist molds or metal molds, and formed into resin-bonded magnets after curing at room temperature. A coercivity of 772.4 kA/m, a remanence of 0.27 T, and a maximum energy product of 22.6 kJ/m³ have been achieved in an NdFeB disk micromagnet with dimensions of Φ200 μm×70 μm. Based on the developed micro-patterning of resin-bonded magnets, a fully integrated electromagnetic vibration energy harvester has been designed and fabricated. The dimensions of the energy harvester are only 4.5 mm×4.5 mm×1.0 mm, and those of the micromagnet are 1.5 mm×1.5 mm×0.2 mm. This microfabrication technique can be used for producing permanent magnets tens or hundreds of micrometers in size for use in various magnetic devices.     

各向异性的分形地形生成方法研究

传统的分形地形生成方法得到的地形是各向同性的,为了使生成的分形地形具有各向异性特征,提出了一种新的分形地形生成方法,该方法利用组合分形布朗曲面模型,将具有不同特征的两种分形布朗曲面相融合,使得生成的地形具有各向异性特征.对组合分形布朗曲面算法进行了仿真实验,生成了最终的分形地形.对仿真结果的分析表明,生成的分彤地形的特征具有各向异性特征,和实际的自然地形特征相符合,从而证明了该算法的有效性.     

梯形悬臂梁结构能量收集器的设计与研究

传统矩形悬臂梁上的应力呈非均匀分布,在梁固定端存在一个应力集中区,且沿轴向方向衰减,从而影响压电层的极化效果。同时,矩形悬臂梁结构能量收集器的谐振频率较高。为解决这一问题,文章提出了一种“倒”梯形结构的能量收集器结构。该梯形结构可以有效扩展极化区域,从而捕获到更低频的振动能量。实验发现,在1g振动加速度下,该能量收集器在124 Hz下输出电压为404 mV,输出功率达到41.3 μW。