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。     

用于各向同性湿法刻蚀中的氮化硅掩膜

在硅的各向同性湿法刻蚀过程中,一般选用HNA溶液(即氢氟酸、硝酸和乙酸的混合溶液)作为刻蚀液,而氮化硅以其很好的耐刻蚀性而优先被选为顶层掩膜材料.在硅片上刻蚀不同的结构,通常需要选择不同的刻蚀液配比.而不同配比对于氮化硅掩膜的刻蚀速率也不一样.分别用PECVD和LPCVD两种方法在<111>型硅片上沉积了厚度为560和210 nm的氮化硅薄膜,研究和对比了它们在8种典型配比刻蚀液下的刻蚀速率,为合理制作所需要厚度的氮化硅掩膜提供有益参考.     

光伏并网发电系统中监控系统的开发

为实现对光伏并网发电系统的操作和实时监控,分析了应用于工业控制的Modbus通信协议,介绍了TPC7062K型号的触摸屏,利用MCGS组态软件完成了触摸屏控制界面的设计。以触摸屏作为主机,DSP作为从机,实现了两者之间基于Modbus协议的串口通信。通过实验验证:系统运行过程中,数据传输稳定可靠且实时性好,实现了良好的人机交互控制。