基于微多环谐振陀螺仪的馈通效应研究

由SOI片制备的微多环谐振陀螺仪在测试过程中,不可避免地会引入馈通信号,而目前常用的差分检测馈通取消方式高度依赖微陀螺仪和检测电路的对称性,不能有效地消除馈通信号。针对此问题,提出了一种基于反相信号的馈通取消方案,通过在驱动和检测电极之间施加与馈通信号反相的信号,从而抵消馈通效应带来的干扰,该方法理论上可以在不降低驱动力的情况下将馈通信号完全取消。实验结果表明,该方法能有效消除馈通信号对电容检测的影响,谐振峰高度可提高约25倍。     

土体结构性数值模拟及应用研究

随着现代地基原位取土技术的发展以及对土体微观结构认识的提高,越来越多的研究认识到未扰动状态下的自然原状土与重塑土相比其力学特性存在显著差异。为研究土体结构性的影响,在剑桥模型基础上考虑超固结与结构性状态变量因素的影响,在上下负荷面剑桥模型理论框架下,通过三轴压缩试验对结构性土的受力响应特性进行了模拟试验研究,对受结构性因素影响下土体的屈服过程、可压缩性、在循环加载作用下超孔隙水压的发展以及相应状态变量演化规律进行了详细对比分析。试验研究结果表明:与重塑土相比,结构性土的加载响应存在明显的屈服软化过程,加载过程中伴随着结构性的破坏表现出更高的可压缩性且更容易导致动力液化的发生。在对土体结构性详细研究的基础上,通过数值模拟桩柱结构在自然地基环境下的地震响应,对结构性因素对结构动力响应的影响进行了研究分析。研究结果表明:由于更高的非线性以及可压缩性特征,自然原状土地基在地震作用下能够引起更高的超孔隙水压,加速土体力学强度的衰减进程,进而表现出更大位移响应以及震后塑性位移,直接影响结构的稳定与安全。研究结论加深了对自然土体结构性的认识,可为高结构性自然原状土地基条件下的结构受力分析与设计提供参考。     

面向扑翼微飞行器的扭矩传感器研究

由于仿昆虫扑翼微飞行器需要在小范围内传输扭矩,且扭矩数值较小,一般的扭矩传感器或力传感器在其动态范围内均难以达到测量精度的要求。为了解决这一问题,提出了一种新型单轴扭矩传感器的设计方案,并完成了实际的制造和测试。该扭矩传感器的主体为殷钢材料,由激光加工制作而成,利用电容式位移传感器测量主轴旋转时目标板的位移,从而建立输出电压与施加扭矩之间的对应关系。传感器带宽和分辨率与微飞行器飞行实验的标准相匹配,同时对离轴负载保持不敏感。经实验测定,该单轴扭矩传感器的带宽为1.1kHz,测量范围为±260.8μNm,分辨率为0.013μNm,可以满足微飞行器扭矩的测量需求。     

微型折叠探测机器人控制系统的设计与实现

为了探测月面静海熔岩管道区域,该文设计了一套微型折叠探测机器人控制系统。采用MPU6050姿态传感器、光照传感器、红外传感器等构建机器人感知系统,使用NRF24L01远距离通信电路和图像传输接收机构建机器人数据通信链路,使用基于Qt的C++编程设计微型探测机器人控制系统上位机实现微型折叠探测机器人的运行。测试结果表明,微型折叠探测机器人运行速度可达0.5 m/s,爬坡角度为20.0°,折叠角度为47.3°,通信距离为200.0 m,质量仅204.1 g。     

一体双驱对称式压电悬臂梁微驱动器

设计了一种一体化加工的双驱对称式压电悬臂梁微驱动器。对压电驱动器工作原理、压电驱动器在准静态工况与共振工况下的输出特性进行了理论分析,确定压电驱动器几何尺寸。介绍了压电驱动器的多层复合结构与一体双驱的实现方式。制作了压电驱动器样机,并通过有限元仿真分析与测试实验相结合的方式得到压电驱动器的阻抗特性与输出特性曲线。将压电驱动器运用在轮式机器人,验证了设计的可行性。     

LLC谐振变换器设计中的权衡

LLC谐振变换器是具有低开关损耗、高效率和高功率密度、可以实现ZVS(zero voltage switching)等诸多优点的DC/DC变换器。谐振网络各元件的参数设计对提高变换器的性能有着重要影响。在对LLC谐振变换器的结构与工作原理、直流电压增益特性、实现ZVS的条件的分析基础上,总结出一种简单合理的LLC谐振变换器的设计方法,并对谐振网络各参数的权衡进行详细地分析与讨论,给出了具体的设计过程。最后设计了60k Hz、50 W的LLC谐振变换器,实验结果证实了设计方法的可行性。     

石英半球型微谐振器的仿真与加工

该文对石英半球型微谐振器进行了模态仿真,分析了前十阶振型及适合陀螺工作的模态,讨论了谐振器壁厚变化对四波腹模态谐振频率的影响。利用吹玻璃法和湿法腐蚀制作了石英半球型微谐振器,跟踪不同的腐蚀速率得出湿法腐蚀可精确控制壁厚的结论。测试腐蚀后的谐振器表面粗糙度仅为0.581nm,保留了原子级别的光滑度。     

静电悬浮转子微陀螺高努森数下的空气阻尼力矩

针对工作于高真空密封腔中的静电悬浮MEMS陀螺微转子,为建立其旋转动力学模型,实现高精度恒速旋转控制,需要得到高努森数条件下的空气阻尼力矩特性。结合复杂结构的轮状扁平微转子,根据分子动理论和Christian模型,推导出压膜阻尼力矩特性;根据稀薄气体动力学,在考虑腔室内壁和转子表面具有不同切向动量适应系数的条件下,推导出滑膜阻尼力矩解析公式。以根据腔内空气流动特征进行的分区直接蒙特卡罗模拟(DSMC)结果为参考,总阻尼力矩系数的解析误差约为16%,表明解析模型具有较好的精度,对于高努森数条件下类似微器件的建模和系统设计具有较高的实用价值。     

电磁悬浮转子微陀螺悬浮稳定性分析

电磁悬浮转子微陀螺(MGELR)是一种新型的角速率传感器,它和传统机械陀螺具有相同的工作机理.MGELR有望成为具有高精度的微陀螺.对于MGELR来说,转子的稳定悬浮是极为重要的.文中对微转子的稳定悬浮进行了全面的研究.详细分析并给出线圈、转子直径、电流幅值、悬浮高度等因素对微转子悬浮稳定性的影响.文中提出边界效应理论来解释微转子偏心所带来的侧向力.试验结果进一步论证了分析的正确性.文章最后得出稳定悬浮所应满足的条件.文章的研究内容为MGELR的结构设计提供理论基础.     

机械装备行业委外加工业务及其在ERP中的处理

制造企业为了保证产品的质量和交货期,大多数企业都存在着将部分零部件委托其他企业加工的业务。对于机械行业而言,这种情况更为突出,有的企业委外加工的零件几乎占到总数量的70％以上,如何跟踪委外物料的生产以及处理好与委外加工相关的业务,包括价格,成本核算,材料的发出与物料的回收等,都是一个不容忽视的问题。本文就委外加工相关业务及其在ERP中的处理进行分析。