基于电致振动效应的大面积多模态触觉再现系统

因大面积、多模态(力触觉、视觉等)融合的触觉再现终端具有较高的沉浸感和交互真实感,已成为该领域研究热点。基于高压驱动源、ITO导电层、绝缘膜等产生的电致振动效应,结合光学手指位置检测模块以及LCD显示模块,实现了基于摩擦力控制的触觉再现和视觉再现融合的多模态人机系统。通过手指摩擦力等级区分实验和静态场景虚拟物体纹理感知实验,验证了该触觉再现系统的有效性和真实性。     

遥操作和虚拟操作的实时柔性触觉再现装置研究

针对遥操作和虚拟操作的需要，提出了一种新颖的基于弹性梁有效变形长度控制的柔性触觉感知再现方法，并研制了实时柔性触觉感知再现装置。该装置通过调节弹性梁的有效变形长度，快速控制弹性梁的刚度变化，从而使操作者实时地感知到虚拟操作或遥操作对象的刚度和柔软性，准确地识别对象的物理特性和分类。     

无线机器人电触觉再现装置的研制

论文介绍了一种基于时空双通道的无线机器人触觉临场感再现装置。该装置时间通道的刺激电流控制信号由MP3播放器通过音波播放的方式提供，空间通道的触点选通信号则由计算机通过无线遥控模块进行控制。电触觉再现装置在硬件上独立，与计算机无任何连线，功耗低，安全可靠，具有较高的应用价值。     

基于电磁力控制的非接触式二维力触觉再现系统

力触觉再现提供了操作者与虚拟物体间的双向信息和能量交互,有效提高了虚拟现实等应用系统的真实感、沉浸感和 操作效率,成为人机交互的新兴技术和研究热点。 本文实现了一种新型的基于电磁力控制的二维力触觉再现系统,该系统由二 维背景电磁场产生和控制模块、指尖穿戴式永磁铁、人手位置检测模块和中央控制模块组成。 基于 ANSYS 有限元分析,确定了 系统中背景电磁铁线圈和指尖永磁铁的最优参数,获得指尖永磁铁所受电磁力与二维可控背景电磁铁驱动电流、指尖电磁铁位 置的映射关系,形成离线仿真数据。 提出了基于离线仿真数据实时插值的二维力触觉再现中电磁力控制方法。 在实现系统原 型的基础上,开展了作用力阈值感知基础实验和三维虚拟物体识别实验。 实验结果表明,两种三维虚拟物体的识别实验成功率 分别为 85. 7% 和 71. 4% ,有效验证了本文所设计力触觉再现方法的有效性。     

基于用户视/触觉体验的工业设计材质测评方法研究

为提高产品材质的用户体验,针对产品设计决策过程中设计效果图与实物产品材质效果不一致,设计效果图材质只能进行视觉体验无法进行触觉体验等问题,提出了一种基于用户视/触觉感知体验的工业设计材质测评方法。分析了工业设计材质用户视/触觉感知体验测试的原理,构建了工业设计材质用户视/触觉体验测试评价体系,建立了工业设计材质用户视/触觉感知体验的模糊综合评价模型。招募了20名被试对来自4个不同供应商提供的汽车座椅用织物材料材质进行用户体验测试试验,并对通过所建立的模型对试验数据进行了验算,评选出了最优的座椅用织物材质方案,试验结果验证了模型的可行性。为了对工业设计材质测评方法进行工程应用,设计了一种可以在产品工业设计阶段对设计材质进行用户视/触觉感知体验测评的系统装置,并基于该装置进行了汽车内饰设计材质用户视/触觉体验测试的实例验证。     

指端可穿戴式力触觉交互装置设计与评估

可穿戴式力触觉交互技术作为力触觉交互技术的一个分支,可以为操作者提供更为真实、自然的人机交互体验。设计了一种指端可穿戴式力触觉交互装置,装置由穿戴于腕部的控制盒以及穿戴于指尖的部分组成,穿戴于指尖的部分重约30 g,尺寸为38 mm×31 mm×50 mm。装置采用连杆机构,可实现三自由度的力触觉反馈。装置使用蓝牙通信,具有小型轻便、穿戴方便的特点。通过方向感知与识别实验证明,装置可在指腹面产生8个有效的方向性信息,而且每个方向都可以为人所正确感知。此外,虚拟环境交互实验证明,装置可帮助人在虚拟环境中控制交互力的大小,并提高人机交互的效率。     

压力流量复合容错控制模块的仿真研究

该文原理性地设计了一种基于流体故障知识岛的压力流量复合容错控制模块,并对自行设计的流体故障知识岛的压力和流量感知控制模块进行了仿真分析,对压力和流量感知控制模块的容错控制性能进行了研究。通过分析仿真结果,证实本文设计的基于新型液压容错技术流体故障知识岛的压力流量复合控制模块能够提高实际液压系统的可靠性和安全性,具有重要的实际应用价值。     

某信号处理模块热设计及仿真分析

根据某高速信号处理模块散热需求,进行散热方案设计。利用ANSYS进行热仿真分析,探讨模块的最高工作温度与热管导热率之间的关系,仿真结果表明,本文的热设计方案能有效的控制模块的温度,通过热测试对模块的散热性能进行高温试验验证,试验结果表明芯片的最高工作温度低于芯片的许用工作温度,证明本文的热设计方案合理有效。本文的设计过程可为同类型产品的热设计提供一定的参考和借鉴意义。     

某伺服控制模块热仿真分析及优化设计

随着芯片的集成度和功率越来越高,模块级电子设备的热设计问题日益突出.文中利用Icepak软件对某伺服控制模块进行热设计.基于热分析理论,在模块上加工散热翅片,并分析不同翅片厚度和翅片间距对温度分布的影响,最终得到满足温度要求和加工要求的热设计.结果表明,散热翅片可以在不增加额外冷却设备及不增大模块外形尺寸的前提下有效降低模块整体温度.文中的分析方法可为模块级电子设备的热设计提供参考.     

航空发动机附件机匣热分析研究

综合热网络法和有限元软件Ansys的优势,建立一种航空发动机附件机匣热分析计算方法.用Foman语言开发基于热网络法的附件机匣内部元件热分析模块,用APDL语言开发基于有限元软件Ansys的壳体热分析模块,2个模块之间存在数据交换和迭代联算.通过对某航空发动机附件机匣进行热分析计算,获得附件机匣的温度场分布、生热量以及润滑油出口温度,说明了该计算方法应用于附件机匣热分析计算的可行性.     

立式数控机床主轴热态精度检测

利用电容式位移传感器和电阻式温度传感器对立式数控机床主轴进行高精度测量,试验获取主轴端径向和轴向热位移,以及主轴系统热敏感位置的温升。对于机械式主轴,主轴前后轴承和减速器因高速滚动摩擦发热,使得主轴的发热量很大,造成的热变形会严重影响机床的加工精度。对于结构稳定、技术成熟的数控机床,提高数控机床的热态精度最有效的措施是改进机床的主轴润滑方式或者对主轴轴承进行强制冷却。     

导热衬垫在印制板组件上的应用研究

随着电子产品集成化程度的提高,功率器件及大规模集成电路的散热问题越来越突出。在设计电子产品时,常常利用导热硅脂来帮助实现发热器件和散热板间有效的热传导,从而起到热量散放的作用。文中对所选型的数种导热衬垫与导热硅脂进行了性能对比测定,通过热阻性能试验、耐溶剂试验、三防漆涂覆试验、耐低温性能试验等试验方法对其性能进行了判定,并分析了在印制板组件上用导热衬垫代替常用的导热硅脂材料的可行性。     

基于MEMS技术的微型热导检测器的研制

文中采用MEMS技术加工研制了一种新型热导检测器,这种微型热导检测器采用电阻率高、电阻温度系数大的Pt热敏电阻,利用MEMS技术将Pt薄膜沉积在Pyrex 7740玻璃上并通过剥离技术获得热敏电阻,而气体通道以及热导池是通过深刻蚀在硅片上刻蚀得到,热导池的体积为0.4 μL.这种热导检测器具有灵敏度高,不受气流影响,不易氧化等特点,适用各种混合气体分离检测.     

货车车轮制动热疲劳数值仿真分析

热疲劳损伤是车轮的一种主要失效形式,建立了踏面制动的热-结构耦合瞬态非轴对称三维有限元模型及其相关的边界条件,模拟了拖曳制动工况和紧急制动工况的温度动态特性,对制动热负荷产生的热应力引起的热疲劳问题进行了数值模拟.     

二氧化碳探测仪的热控系统

根据二氧化碳探测仪所处的空间环境、结构特点和工作模式,采用被动热控和主动热控相结合的方法设计了它的热控系统。首先,介绍了探测仪结构及内热源,同时分析了探测仪的外热流,从而得到了热控任务难点。然后,对探测仪的各个部分进行了热设计,采用被动热控与主动热控相结合的方式进行了热隔离、热疏导和热补偿;根据探测仪所处的空间环境和采取的热控措施利用TMG软件进行了热分析。仿真分析结果表明,光学系统主体框架的温度为13.3~21.7℃,满足了设计要求。最后,通过真空条件下的热平衡试验对热设计进行了试验验证,试验结果显示光学系统主体框架的温度为13.0~20.3℃,试验值与计算值基本一致,满足热控指标要求。得到的数据表明提出的热设计方案合理可行。     

空间机电产品热设计

本文从热传递原理入手,通过分析空间环境热平衡条件,介绍了空间机电产品热设计的一些主要方法,包括被动热控技术和主动热控技术。最后以空间机器人为例介绍了该产品热设计的一些原则和方法。     

电子设备热分析、热设计及热测试技术综述及最新进展

随着电子技术的迅猛发展,电子设备过热问题愈显突出。文中阐述了电子设备冷却设计的常用手段及其最新的进展情况。     

Thermal imaging of composites

Active thermal imaging techniques and their applications to composite materials are reviewed. The techniques included are transient thermography, scanning thermal microscopy and scanning thermal probe microscopy. The factors that affect the images produced by both pulsed and periodic forms of active heating are considered. For pulsed heating, experimental and numerical modelling results for carbon fibre-reinforced plastic are used to show how the resolution of subsurface features depends on their size and depth and on the anisotropy in thermal materials properties common in such composites. For periodic heating, thermal wave characteristics are introduced to show how the resolution of subsurface features also depends on modulation frequency and focal spot radius. Examples are given of the applications of scanning thermal microscopy and scanning thermal probe microscopy that illustrate the potential of these techniques for the imaging of composite materials.     

温度、热量与热变形的关系及计算方法研究

通过分析热变形与热量之间的关系 ,提出利用平均线膨胀系数 ,将较复杂温度分布 (如移动持续热源形成的温度分布 )情况下工件热变形量的计算简化为热量含量相同且温度均布状态下工件热变形量的计算方法 ,并给出了计算实例     

机床主轴热设计研究综述

机床的热态性能已成为影响高速机床工作性能的最重要的因素之一。主轴是机床的关键功能部件,其热态特性在很大程度上决定了机床的切削速度和加工精度,是影响机床精度提升的最重要因素。因此,在主轴的设计阶段减少机床热误差的影响,对于提高机床的热态特性十分重要。在过去的近一个世纪时间中,国内外众多学者针对主轴热设计方法开展了研究探索,基于热设计的过程可以分成三部分内容:热态特性分析方法,热设计与优化方法和热态特性试验方法。先通过主轴热态特性(如温度场分布、热变形、热平衡时间等)建模与分析获取必要的参数,然后以此为基础开展主轴结构设计优化、材料设计优化和冷却系统设计等热设计措施,获得较佳的主轴热态特性,最后通过热态特性试验来校验分析和设计优化的结果,整个过程循环直至达到满意结果为止。本文以此为脉络展开,分别探讨了三部分内容的国内外典型研究现状、主要研究内容和所存在的优缺点,并对未来的研究趋势进行了展望。