集成三维力传感器的微夹持器设计与试验 

设计了一种集成三维力传感器微夹持器,通过压电陶瓷堆驱动和柔性铰链放大来实现夹持动作.微夹持器的弹性体为2个L型结构,对L型结构进行了优化设计和受力仿真分析,在2个L型结构的相应敏感部位分别粘贴3组应变片对空间三维力进行测量.通过试验验证了微夹持器的合理性和实用性.
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三维力柔性触觉传感器设计

对力敏导电橡胶的压阻特性进行了分析和实验验证,得到了传感器单元三维力信息获取的数学模型,并进行了传感器阵列结构和信号处理电路的设计;通过实验对三维力触觉传感器单元进行了验证,并分析了实验结果.实验结果表明,基于力敏导电橡胶的柔性三维力触觉传感器符合设计要求,为进一步研究三维力柔性传感器提供了一种新思路.     

深海脐带缆弯曲加强器时域疲劳敏感性分析

摘要：
鉴于聚合物材料制作的弯曲加强器非线性特性显著,传统频域疲劳分析方法已不适用,而疲劳强度是弯曲加强器设计关键难点,建立了弯曲加强器分析的数学模型,给出了基于数学模型的弯曲加强器疲劳分析方法.从整体到局部进行时域疲劳分析,对影响弯曲加强器疲劳性能的参数进行敏感性分析,讨论了各个参数对弯曲加强器疲劳性能的影响.文中提出的方法和所得的结论可为深海脐带缆弯曲加强器分析设计提供参考.
关键词：
脐带缆; 柔性管; 弯曲加强器; 疲劳分析; 敏感性分析
中图分类号： P 751
文献标志码： A     

一种全柔性电容式触觉传感器设计与试验

为实现法向力与切向力感知,设计了一种可用于机器人仿生皮肤的电容式柔性触觉传感器,并设计成阵列结构.以硅橡胶为柔性基体,有机硅导电银胶为上下两柔性极板,共同构成电容式触觉敏感单元.分析并介绍电容式柔性触觉传感器的工作原理、结构设计及触觉信息采集与处理系统.可实现法向力0~5 N范围内灵敏度为6.78 f F/N,切向力0~3 N范围内灵敏度为11.45 f F/N的触觉感知功能.试验结果表明,该全柔性电容式触觉阵列传感器具有良好的稳定性与灵敏度,可用作人工皮肤实现触觉感知.     

基于约束的集合覆盖选址-分配问题

摘要：
在供应链协同库存背景下研究了基于集合覆盖的有时间和容量限制的配送中心选址问题,目标是系统的成本最小以及决策配送中心向需求点提供最优配送量.根据建模的假设条件,建立了基于集合覆盖的有容量和时间限制的选址 分配系统的非线性规划模型,按照模型决策空间所具有的特殊结构,设计了基于遗传和粒子群算法（GA PSO）的启发式算法.用大量的数据作为算例对模型进行了数值演算.结果表明,模型实用、算法有效.
关键词：
协同库存;选址 分配系统; 时间容量限制; 启发式算法
中图分类号： F 27
文献标志码： A     

海底布放磁传感器的磁定位方法的模拟实验研究

对基于磁场分量的定位方法和磁梯度定位方法进行了模拟实验研究.结果表明，磁定位方法为海底布放磁传感器定位是可行的，在测量条件一般的情况下，基于磁场分量的定位方法精度较高.分析了应用磁定位方法为海底磁传感器定位的工程实现条件，为实际中海底布放磁传感器的定位工作提供了一种思路.
     

基于禁忌搜索的柔性作业车间分批调度

针对柔性作业车间的分批调度问题,提出了一种基于禁忌搜索算法的柔性分批调度算法.首先进行批次初始划分;然后利用禁忌搜索算法优化批次加工路线和子批加工顺序;最后在零件子批数不变的前提下,利用批量变化局部搜索进行批量分割的优化,实现了最小化完工时间和机床负荷的调度目标.实例分析结果证明了柔性分批调度算法的可行性、高效性和适用性.
     

柔性体碰撞阻尼模型的适用性分析

用理论和实验相结合的方法研究柔性梁和刚性球正碰撞过程中2种碰撞阻尼模型的适用性.基于Euler Bernoulli假设,考虑几何非线性,用绝对节点坐标法建立了平面柔性梁的动力学模型.用非线性弹簧阻尼模型建立了柔性多体系统的碰撞动力学方程;在考虑局部残余变形的前提下,用弹塑性模型建立了柔性多体系统的碰撞动力学方程,将碰撞过程分3个阶段（弹性碰撞,弹塑性碰撞,弹性恢复）进行分析.设计了柔性梁和刚性球的碰撞实验,将仿真计算与实验数据对比.结果表明,弹塑性模型更适用于碰撞分析.
     

柔性衬底MEMS技术制备脑电图干电极阵列研究

设计了一种新型的脑电图干电极,主要用于采集脑电信号以进行基于脑电图的警觉度分析,替代传统的湿电极.采用柔性衬底微电子机械系统(MEMS)加工技术,在柔性衬底上制备出具有化学稳定性与生物相容性的微针状干电极阵列.通过铜牺牲层实现干电极微针的悬臂梁结构,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)剥离层实现器件从玻璃基底的完全释放,并经平面电极的多层组装实现了立体电极阵列.实验中干电极以聚酰亚胺作为柔性衬底,其针端及导线部分材料为镍,针端部分表面镀金.采用Neuroscan的脑电信号采集放大器对干电极性能进行了测试,测得阻抗约为10 kΩ,其时域和频域信号与传统湿电极基本一致.所制备的干电极成品率高、尺寸小、屏蔽佳、装配简单、可靠性好、机械强度大,符合快速、无痛的脑电信号采集要求.     

一种新型缓冲结构——支持无死锁的完全自适应路由

摘要：
介绍了一种适用于虫孔切换网络的多请求输入缓冲区组织的新型缓冲区结构.该结构支持Duato方法在报文穿插存储情况下实现无死锁的完全自适应路由.同时,基于BookSim模拟平台,对多请求输入缓冲区结构的性能进行评价.结果表明,新型多请求输入缓冲区结构的性能优于先进先出（FIFO）缓冲结构,其在uniform通信模式下的报文延迟降幅近68%. 关键词：
虫孔切换; Duato方法; 无死锁适用性路由; 多请求输入缓冲区结构 中图分类号： TN 913
文献标志码： A     

Advanced flow measurement and active flow control of aircraft with MEMS

Advanced flow measurement and active flow control need the development of new type devices and systems.Micro-electro-mechanical systems(MEMS) technologies become the important and feasible approach for micro transducers fabrication.This paper introduces research works of MEMS/NEMS Lab in flow measurement sensors and active flow control actuators.Micro sensors include the flexible thermal sensor array,capacitive shear stress sensor and high sensitivity pressure sensor.Micro actuators are the balloon actuator and synthetic jet actuator respectively.Through wind tunnel test,these micro transducers achieve the goals of shear stress and pressure distribution measurement,boundary layer separation control,lift enhancement,etc.And unmanned aerial vehicle(UAV) flight test verifies the ability of maneuver control of micro actuator.In the future work,micro sensor and actuator can be combined into a closed-loop control system to construct aerodynamic smart skin system for aircraft.     

用于仿生皮肤的电容式三维力触觉感知系统

为解决可穿戴传感器触觉感知信息单一, 不具备柔性以及可穿戴性差的问题, 研究了一种兼备法向力与切向力感知功能的电容式三维力柔性触觉传感器。阐述了传感器的结构设计、触觉感知机理, 并借助ANSYS传感器有限元仿真软件进行触觉感知机理验证。基于CC2530 低功耗微处理器与AD7147-1 型电容数字转换器构建便携式电容触觉信息感知系统。可分别满足法向力0 ~ 5 N 范围检测灵敏度为6. 87 fF/ N 以及剪切力0 ~3 N时灵敏度为10. 96 fF/ N 的触觉感知, 动态响应时间为226 ms。实验结果表明, 该电容式三维力触觉传感器具备良好的工作稳定性与灵敏度, 为可穿戴式人工皮肤的研究提供了一种设计方案。     

导电海绵-AgNWs复合柔性应力传感器灵敏度优化

以导电海绵为基底,并将其与银纳米线（AgNWs）复合作为柔性电极,制备了一系列柔性应力传感器,其具有良好的灵敏度和重复性．研究发现AgNWs均匀附着在导电海绵的泡沫网络中．受力时随着海绵泡沫结构大形变的同时,AgNWs结构在微观上也产生次级形变,这种多层次的导电网络结构变化有利于增强应力传感器的灵敏度．考察了不同介电材料、介电层厚度、AgNWs滴涂层数等条件对灵敏度的影响,并优化了制备条件,实现了传感器的可控制备．本文制备的传感器制备方法简单,有一定实际应用前景．      

Avoiding obstacles by using a proximity infrared sensor skin

Placement and wiring of vast amount of sensor elements on the 3-dimensionally configured robot surface to form soft sensor skin is very difficult with the traditional technology. In this paper we propose a new method to realize such a skin. By implanting infrared sensors array in an elastic body, we obtain an elastic and tough sensor skin that can be shaped freely. The developed sensor skin is a large-area, flexible array of infrared sensors with data processing capabilities. Depending on the skin electronics, it endows its carrier with an ability to sense its surroundings. The structure, the method of infrared sensor signal processing, and basic experiments of sensor skin are presented. The validity of the infrared sensor skin is investigated by preliminary obstacle avoidance trial.     

煤炭截割三向力传感器的研究

展示一种可用于井下测量煤炭截割力的三向力传感器。传感器为电阻应变式,其弹性元件上对应于三向分力的剪切应力区域,是由薄壁筒上开双层错位槽孔,即每一层均匀开出四个槽孔,但上下层槽孔之间沿轴向相互错开45°形成。对模型结构进行有限元计算和分析,确定了纯剪应力区的位置和主应力值。实验结果表明,所研制的力传感器不但三个测力方向灵敏度高、有足够的刚度,而且分力间交叉干扰小;制造工艺性好。     

桥头楔形柔性搭板作用性状的仿真

在分析高等级公路路桥过渡段桥头跳车病害现状的基础上,提出了土工格室楔形柔性搭板处治方法。运用Marc软件,通过模拟地基沉降和桥头脱空区,仿真分析路堤应力和位移的变化规律,研究了楔形柔性搭板处治桥头跳车的作用性状。结果表明,楔型柔性搭板一方面由于其固定于桥台,利用其较大的压拉强度、抗剪强度和大刚度的特性,减小了路堤的应力和地基的附加应力;另一方面楔型柔性搭板具有分散竖向应力和限制路堤侧向位移的作用,从而很好地过渡了桥台与路堤之间的沉降差,消除了桥头跳车现象。     

Recent progress in high-resolution tactile sensor array: From sensor fabrication to advanced applications

Tactile sensors can transform the environmental stimuli into electrical signals to perceive and quantify the environmental information, which show huge application prospects. The development of bionic robots and wearable devices towards intelligence has put high demands on the performance of tactile sensor arrays. Herein, the current state-of-the-art tactile sensor arrays over recent years have been summarized, from sensor array fabrication to advanced applications. The main preparation methods of patterned array including screen printing, 3D printing, laser microprocessing, and textile technology are discussed in detail. Strategies to optimize the signal crosstalk caused by flexible high-density sensor arrays are systematically introduced from the perspective of structure design and circuit design. Furthermore, advanced tactile sensors are not limited to a single pressure sensing function, and hence the development of multimodal detection for sensors has been discussed. In order to promote the adaptability in applications, stretchable and self-powered versatile integration scheme for advanced sensing are briefly described. Then, by means of machine learning and neural networks, it is possible to deeply explore the information embedded in the tactile acquisition signal with enriched application scenarios. Finally, the current challenges and the future perspectives for flexible tactile sensor arrays towards practical use are provided.     

高等级公路路面沥青层剪应力分布研究

采用实测轮胎接地有效面积和接地压力,通过编写Fortran程序将交通荷载转化为移动均布荷载,对三维多层的沥青路面进行有限元动态分析,得到路面沥青结构层剪应力沿深度方向的分布规律.结果表明,不同荷载条件下路面沥青层剪应力的差异明显,水平力对剪应力亦有较大影响;路面面层回弹模量、泊松比及基层回弹模量对剪应力的影响均比较显著.     

高竖向应力作用下海砂直接剪切特性研究

随着近海工程项目的日益增多,海砂可作为经济性建筑材料,但关于高应力作用下海砂的剪切特性研究未见相关文献。通过研究高竖向应力作用下中等粒径海砂的直剪特性,探究了剪切速率对强度指标的影响,得出以下主要结论:(1)随着竖向应力的增大,海砂应力-位移曲线的软化特性越来越突出。(2)海砂达到峰值应力时的位移大致呈现随竖向应力的增大而逐渐增大的趋势。(3)剪切过程中,竖向位移逐渐减小并趋于稳定,表现出剪胀特性。(4)竖向位移-剪切位移关系曲线在初始过程呈现出轻微的剪缩过程,表现为一个较长的稳定阶段,主要是与材料选择与高竖向应力有关。(5)剪切速率对高竖向应力作用下摩尔-库伦曲线的斜率有一定影响,近似可认为随剪切速率的增大,表现为内摩擦的降低。研究成果对近海工程项目建设有一定的参考价值。     

行车荷载及路面结构对车辙影响的有限元分析

基于车辙的产生机理，采用实测轮胎接地压力，对柔性基层和半刚性路面结构内的剪应力进行三维有限元分析，结果表明，相同荷载条件下两种路面结构所受的剪应力有较大差异，水平力对剪应力亦有较大的影响；基层模量、面层厚度、面层模量对沥青层内的剪应力影响均比较显著．因此，为防治车辙，应该在路面设计时对路面结构组合类型的抗车辙能力进行充分的考虑，并严格控制超载．