压电发电器建模研究

压电发电器的优化设计必须以模型为基础。提出了一种新的压电发电器模型建立方法,运用该方法分别推导出2种结构的压电发电器的性能参数表达式,实验数据与表达式计算结果比较吻合,证明表达式可以用于压电发电器的性能预测。通过对输出参数表达式进行深入讨论,得出压电发电器的一般特性和相关参数与发电器性能参数之间的关系,可指导压电发电器的优化设计。     

亚波长金属光栅偏振器设计

针对仿生微纳导航传感器敏感波段380～520nm的要求,基于严格耦合波理论,设计了一种适用于蓝紫光波段的金属光栅偏振器,并应用等效介质理论直观地分析了金属光栅偏振器的工作原理．所设计的金属光栅偏振器与传统的金属光栅偏振器的不同之处在于：在基底和金属线栅之间增加了氟化镁薄膜,并且刻蚀一部分氟化镁薄膜．在垂直入射条件下,在整个可见光波段,金属光栅偏振器TN透射效率大于61．5％,消光比大于370;数值计算和理论分析表明,所设计的金属光栅偏振器是一种宽带宽、高TN透射效率和高消光比的偏振器件．     

SU-8胶光弹性性能显微测试

考虑获知SU-8胶的光弹性性能有利于拓展其在微纳米领域中的应用范围,本文设计了材料应力光学系数显微测量光路,完成了SU-8胶应力光学系数的测量实验。首先,基于光弹性原理设计了测量光路,推导了求解应力光学系数的计算公式;然后,根据所设计的光路搭建了应力光学系数显微测量实验装置,在SU-8胶试样光弹性条纹的单个半级数范围内进行了单向拉伸实验;最后,利用Matlab提取实验照片组中光强值信息,得到了不同拉力下透过SU-8胶试样的单色光光强值,计算求解出了SU-8胶的应力光学系数。实验结果以及测量公式计算显示,SU-8胶的应力光学系数为(3.007±0.149)×10–11 m2/N,大于光学玻璃等材料的应力光学系数,也远大于二氧化硅等MEMS领域常用材料的应力光学系数。实验结果可为以SU-8胶为材料,通过光弹性原理进行微力测量的微探针、微夹钳等的设计与制作打下基础。     

间隙曲柄滑块机构运动误差分析的模拟实验修正法

利用蒙特卡洛方法通过计算机进行模拟实验,采用多元线性回归方法建立曲柄滑块实验机构各运动副间隙的误差传系数回归方程,进而通过修正系数,得到尺寸型与实验机构相同的实际机构的误差传递系数回归方程。当尺寸型变化时,通过模拟实验得到曲柄相对尺寸对误差传递系数影响的回归方程和尺寸型对机构输出运动标准差影响的曲线。     

柔性微夹钳的拓扑优化设计及制作工艺

根据连续体结构拓扑优化技术,采用基于SIMP插值模型的变密度法,以最大输出位移为目标设计了一种新型柔性微夹钳的结构,这种钳体结构新颖,拓扑构型为钳口常闭型,依靠钳体自身回程反力夹持物体,能量消耗少,而且钳口张开范围大,通用性好.文中具体阐述了拓扑优化的设计过程,并对设计结果进行了几何重构,同时对整体电热驱动微夹钳进行了有限元分析,仿真结果验证了设计结果.根据设计结果,采用UV-LIGA技术制作了电热驱动微夹钳.     

基于红外传感原理的无人机姿态测量系统设计

由于红外温度传感器能有效感知天空间的热辐射,并且相比传统姿态测量的传感器具有体积小、重量轻、成本低等特点,设计一种基于红外传感原理的无人机姿态测量系统;该系统以新型的ARM Cortex—M3内核微处理器STM32F103ZET6作为处理单元,通过采集红外传感器的姿态信息,进行姿态解算,进而获得无人机的姿态角;同时分析了太阳干扰对实验的影响。实验测试表明:该姿态测量系统简单实用,性能稳定,精度高,能有效满足一般无人机姿态测量的要求。     

红外圆偏振光透雾性能分析

雾对红外系统的探测性能有一定影响,圆偏振光在雾中传输时具有优良的保偏性和持久性,为解决雾的红外遮蔽问题提供了新思路。分析雾对红外光波的衰减是由吸收和散射共同作用;阐述了圆偏振光透雾是由圆偏振光波螺旋性的随机化速率缓慢和圆偏振光子在传播方向的随机化速率缓慢共同作用,致使圆偏振光受雾滴的光散射影响较小;结合圆偏振透雾机理和大气光谱特征,探究雾中目标检测的优化波段,研究表明:在近红外波段的0.78~1.1 m、1.48~1.56 m、1.63~1.86 m、2.03~2.18 m、2.39~2.5 m和中红外波段的3.6~4.15 m,适宜采用圆偏振成像技术提高红外系统透雾性能,长红外波段,雾滴的光吸收占总消光的比例增大,已不宜采用圆偏振成像技术来提高红外系统的透雾性能。最后,分析了红外圆偏振透雾技术的特点,并对深入研究提出了建议。     

空间第一类机构回路与分支的识别

由球面对踵三角理论和球面三角形余弦定理 ,得出球面三角形在其三边恒定的情况下有两种构型及其这两种构型的特点 ;通过分析得出了球面四杆机构回路特性是由其输出构件与连杆所构成的球面三角形的两种构型决定的结论 ,提出了球面四杆机构的回路和分支识别的转角符号法 ;最后由空间第一类机构与球面四杆机构的等效性 ,阐述了将此识别方法应用于第一组空间机构的方法。这对于机构综合有重要的参考价值     

彭形滚子弧面分度凸轮机构廓面设计

利用空间啮合原理及旋转变换张量法，对鼓形滚子从动件弧面分度凸轮接触线、廓面方程及压力角等作了比较全面的分析，推导出了一些计算公式，分析了啮合情况，有利于机构的CAD／CAM一体化和现有弧面分度凸轮机构的改进。