弧面分度凸轮机构的廓面研究及基于SolidWorks的实体造型

利用空间啮合原理和旋转变换张量法简洁地推导出了弧面分度凸轮的廓面方程 ,同时基于 Solid Works对凸轮机构进行了参数化实体造型 ,并进行了啮合仿真 ,从而对 CAD/ CAM进行了有益的探索     

Stephenson六杆机构可动性研究

可动性问题是Stephenson六杆机构综合与分析中最基本也是最困难的问题,它包括回路缺陷、曲柄存在和运动顺序等问题的判别。将Stephenson六杆链看作一个基础四杆链和双杆组组成,则其回路特性由基础四杆链的回路特性与双杆组的构形以及他们的相互作用决定。基于基础四杆链和双杆组的两个公共副之间的距离,提出了Stephenson六杆链回路的识别原理和方法,给出了回路缺陷的判别方法及实现步骤,推导了各种Stephenson六杆机构曲柄存在条件,得到了一种与主动副无关的机构运动顺序问题的判别方法。系统地解决了Stephenson六杆机构精确点综合中最棘手的三个问题并易于计算机自动设计,对于机构的分析和综合有重要的参考价值。     

平面含复铰及齿轮-连杆运动链的拓扑描述和结构自动综合

平面含复铰及齿轮-连杆运动链的拓扑结构自动综合可为机构方案创新设计提供各种优选类型,是研究机构结构组成的有效方法,是构思、发明新机构的基础。研究平面含复铰和齿轮-连杆运动链的多色拓扑图描述及借助拓扑图描述实现的单开链迭加结构自动综合方法。详细地讨论平面含复铰和齿轮-连杆运动链的双色拓扑图和三色拓扑图描述,为机构的分析与综合提供良好的数学工具。借助于相应的多色拓扑图描述,给出综合相应输入参数的基于单开链迭加的平面含复铰及齿轮-连杆运动链结构自动综合方法,并给出相应的综合实例来验证该自动综合方法的有效性及可靠性。     

基于柔性纳米压印工艺制备中红外双层金属纳米光栅

用纳米压印工艺制备红外金属光栅时,硬模板压印极易造成光栅结构缺陷致使光栅性能下降。本文采用柔性纳米压印工艺作为替代方法制备了适合在3-5μm波段工作,高度为100nm,上下金属层厚为40nm的双层金属纳米光栅,其光栅结构参数为:周期200nm,线宽100nm,深宽比1∶1。该方法采用热纳米压印工艺将母模板光栅结构复制到IPS(Intermediate Ploymer Sheet)材料上,制作出压印所需软模板;随后通过紫外纳米压印工艺将IPS软模板压印到STU-7压印胶,得到结构完整均匀的介质光栅;最后在介质光栅上垂直热蒸镀金属铝,完成中红外双层金属纳米光栅的制备。对所制备光栅进行了测试,结果表明,所制备光栅在2.5~5μm波段的TM偏振透射率超过70%,在2.7~5μm波段的消光比超过30dB,在2.72~3.93μm波段的消光比超过35dB,显示了优异的消光比特性和偏振特性。该研究结果在红外偏振探测、红外偏振传感等方面具有潜在应用。     

基于偏振光传感器的全姿态角解算方法研究

针对小型无人机三维空间内姿态解算的问题,提出了一种仅利用偏振光传感器进行全姿态角的解算方法.利用偏振光传感器测量的偏振方位角,及通过观测位置和观测时间计算得到的太阳方位角,可以求得当前的航向角.利用太阳矢量在导航坐标系和载体坐标系中的投影,通过解算姿态方程解算出当前的俯仰角与横滚角,实现全姿态角的解算.通过仿真实验证明了该方法的有效性,解算出的姿态角误差在1°以内,能够有效地满足小型无人机的需求,为无人机导航提供一种全新的导航方法.     

一种嵌入式仿生测角传感器的设计与实现

模仿沙漠蚂蚁复眼的偏振敏感导航定位机理,设计了一种以光电二极管为光电转换元件、以ARM微处理器为控制处理核心的航向角度测量传感器.分析了仿生测角传感器的工作原理,设计了传感器的硬件结构与软件程序,构建了传感器原理样机.利用精密转台进行角度输出实验,结果表明:该传感器性能稳定,精度较高,能满足实际导航需求.     

基于偏振光传感器的仿鼠脑导航方法

面对长距离复杂场景下的自主移动机器人导航问题,仿生鼠脑的RatSLAM相较传统SLAM更加高效。但完全依赖视觉信息,导致其精度不高、可靠性不足。通过引入天空偏振光定向,高效地提供精准的绝对航向角,可以弥补RatSLAM的不足。设计并搭建了一种偏振光仿鼠脑导航系统及导航实验平台,经过室外道路实验验证了系统的性能,并与RatSLAM进行了比较。实验结果表明,偏振光仿鼠脑导航系统和RatSLAM的平均位置误差分别为3.65 m和26.29 m,平均角度误差分别为0.36°和2.39°。该系统减少了累积误差,实现了高效、强鲁棒性、轻量化的自主导航。     

SU-8光刻胶玻璃化转变温度及力学性能的分子动力学模拟

基于COMPASS分子力场,经过分子聚合,能量最小化和退火模拟等构建SU-8光刻胶模型。利用分子动力学的研究方法,模拟研究了SU-8胶的玻璃化转变温度及其主要的影响因素;同时计算了在室温条件下交联SU-8胶的杨氏模量、泊松比、剪切模量、体积模量等力学性能。结果表明,模拟得到的玻璃化转变温度和力学性能与实验结果相一致;非键能是导致非交联SU-8胶玻璃化转变的主要因素之一。     

气溶胶对天空偏振辐射影响的测量

研究了气溶胶光学特性对天空偏振辐射的影响以获得实际的天空偏振分布模式.采用自主搭建的天空偏振辐射测量系统,于不同日期、同一地点在太阳子午面内进行了若干实验,分别测量了太阳高度角约为60°时,435～465 nm,535～565 nm,685～715 nm 3个波段光在散射角为90°时对应的偏振度和辐射强度.用大气压强、能见度等参数进行理论计算获得了气溶胶光学厚度.当气溶胶光学厚度在0.2～0.55间逐渐增大时,3个波段对应的最大偏振度分别从43％减小到22％、从41％减小到21％、从38％减小到19％,而对应的辐射量不断增大.实验结果表明:随着气溶胶光学厚度的增大,偏振度不断减小,尤其是对长波长,偏振度的衰减更明显,从而不利于偏振光导航.     

带有预定时标平面四杆刚体导引机构尺度综合的研究

提出并解决了利用连杆转角函数谐波成分“数值图谱”进行带有预定时标刚体导引机构尺度综合的计算机方法。在分析了刚体导引位置转角函数与连杆转角函数之间的内在联系及解决了用理论计算方法确定机构实际尺寸、连杆上标线的位置及机构安装尺寸参数关键问题的基础上, 以曲柄摇杆机构为例, 用该方法建立了一个含有２０３５０ 组机构基本尺寸型连杆转角函数的谐波成分数据库。从而可以通过模糊识别方法在已建立的数据库中快速寻找出能够实现给定带有预定时标刚体导引的多个机构, 达到近似实现带有预定时标要求刚体导引机构的尺度综合。给出的算例充分说明了本方法的有效性与优点。