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最新刊期

2001 年第 6 期

论文

关于微尺度理论
唐祯安,王立鼎
2001, 9(6): 493-498.

摘要：随着纳米材料、微器件、微结构和微系统研究的深入发展及其应用,与微尺度效应有关的理论和技术成为当前的研究热点,推动着微尺度理论的形成和发展.从微尺度及其判据出发,对微尺度理论的几个主要学科做了简要介绍,指出了需要解决的关键问题和研究方法.
关键词：微尺度;纳米材料;纳米电子学;介观物理学;细观力学;微尺度传热学

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发布时间：2020-08-12
基于遗传算法的圆度误差评估
崔长彩,车仁生,叶东
2001, 9(6): 499-505.

摘要：将遗传算法应用于圆度误差的评定.首先简介了误差评定背景和遗传算法及其特点.然后根据尺寸和公差的数学定义^[1]给出满足最小区域条件的圆度公差评定的数学模型和适应度函数.接着,以最小二乘解作为初始值,对圆度误差的遗传优化过程进行了详细的论述.最后用实例对算法进行验证.优化过程和实验结果显示了遗传算法在解决形状公差的评定这类非线性问题的优越性,通过并行搜索能最大限度地保证解的全局最优,计算精度高、效率高,且易于理解和实现.
关键词：圆度;遗传算法;误差评定

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发布时间：2020-08-12
微制造平台的精密隔振系统研究
梅德庆,陈子辰
2001, 9(6): 506-510.

摘要：提出了微制造平台的精密隔振系统的设计思路和系统结构,通过对具有良好隔振性能的啄木鸟头部独特生物构造和隔振机理的研究,利用仿生学原理建立了微制造平台的精密隔振系统的整体结构模型,采用主动隔振和被动隔振相结合技术.为了消除线圈发热引起的热变形因素的影响,专门设计了超磁致伸缩致动器的恒温冷却系统.针对微制造平台所处激励环境的复杂性和系统内部存在的非线性,采用了带有两个修正因子二维模糊振动主动控制系统.最终,建立一套可实现微制造的精密隔振系统.
关键词：微制造平台;仿生学;主动振动控制

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发布时间：2020-08-12
显微精密成像与微型机械尺寸检测技术
王向军,王峰
2001, 9(6): 511-513.

摘要：讨论了利用半导体或纳米制备技术和手段提供的物理空间晶格作为显微成像基准,对显微视觉成像系统的四维空间畸变进行提取、修正和实时标定,以实现视觉检测系统的精密数字成像,为微机械量、微几何量提供检测、评价和计量手段.对若干问题进行了详细的讨论,显微视觉检测是微机械量微几何量计量中最有效的方法之一,而精密数字成像是必须解决的问题之一.研究精密数字成像是视觉检测技术向微观检测领域发展所必须解决的科研课题.对微机械量和微几何量计量有重要意义
关键词：视觉计量;微电机械系统;纳米基准

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发布时间：2020-08-12
基于微操作的大行程高分辨率旋转微驱动器的研究
孙立宁,荣伟彬,曲东升,高振国,楼朝飞,蔡鹤皋
2001, 9(6): 514-518.

摘要：根据仿生学原理,采用分立式布局,研制出大行程高分辨率旋转微驱动器.该微驱动器采用电磁铁箝位、压电陶瓷驱动的爬行式步进机构形式,实现了光学镜面的二维微调整操作.实验表明,该微驱动器具有分辨率高、行程大、步距可变等特点,也适用于其它微操作中大行程高分辨率的旋转驱动.
关键词：微操作;微驱动;仿生型旋转微驱动器;电磁铁箝位;压电陶瓷(PZT)

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发布时间：2020-08-12
用于细小工业管道的视频探测器
程维明,李国栋
2001, 9(6): 519-522.

摘要：介绍一种在内径20mm的工业管道内进行探测的视频传感器,对所用的微小型CCD摄像头、照明用LED及其结构进行了讨论.介绍了用于图像采集、显示的硬件结构,对采集到的图像进行直方图均衡化处理,获得较好的处理结果,提高了操作人员观察的效率.
关键词：视频探测器;工业管道;图像处理

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发布时间：2020-08-12
铁磁橡胶执行器与微型游泳机器人的尺度效应
梅涛,陈永,张培强,伍小平
2001, 9(6): 523-526.

摘要：对铁磁橡胶在外磁场作用下所产生的驱动力与特征尺寸的关系进行了分析,并研究了采用铁磁橡胶执行器驱动微型游泳机器人的原理与方法.尺度效应分析表明,将FMP微机器人从cm级尺寸减小到mm级尺寸是可行的.这一结果为进一步研制进入人体血管的微机器人奠定了理论基础.
关键词：微机器人;尺度效应;游泳机器人;微执行器

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发布时间：2020-08-12
微操作系统中微型物体上点的空间坐标的计算方法研究
朱方文,龚振邦,SeijiHata
2001, 9(6): 527-530.

摘要：为操作者提供微型物体的完整的、放大的三维信息,就可以使操作者像在他日常生活中那样精密地控制所使用的工具和被操作对象,解决了在显微镜下操作者的视野和观察方向受到限制以及缺少第三维信息的问题,而为了实时、无遮挡地生成物体的三维虚拟放大影像,需要获得被操作对象不同角度的图像信息并采用简洁、快速的算法以满足实时性要求.介绍在一个人类级微型物体虚拟遥操作系统中根据不同角度拍摄的图像计算物体上点的空间坐标时所采用的一些算法.
关键词：虚拟遥控操作系统;多摄像机系统;摄像机定标;归一化相关算法

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发布时间：2020-08-12
毫米级微型机器人操作手的研制和操作特性
尹燕丽,朱邦太,陈海龑,曹长江
2001, 9(6): 531-534.

摘要：采用单晶片型压电悬臂梁制作了一种双悬臂梁结构的微型夹持器,用作毫米级微型机器人的微操作手.该微夹持器整体尺寸为15mm×2mm×2mm,重量为100mg.在分析该悬臂梁操作原理的基础上,选用PbNi_1/3Nb_2/3-PbZrO₃-PbTiO₃三元系压电陶瓷准同型相界的配方作为悬臂梁压电驱动材料,这种压电陶瓷具有高压电常数 (d₃₁) 和机电耦合系数 (K_p).进一步研究了压电微夹持器的操作特性.结果表明:50V电场下,其最大张口距离可以达到40μm,最大夹持力为25.7×10^-3N.
关键词：微操作手;微夹持器;压电单晶片型悬臂梁;操作特性;微型机器人

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发布时间：2020-08-12
基于压电陶瓷驱动的腹腔手术微型机器人
李勃,吴月华,许旻,杜华生,杨杰
2001, 9(6): 535-538.

摘要：介绍了一个基于压电陶瓷驱动的多节蛇型游动腹腔手术微型机器人,其特点是响应速度快,运动精度高,作用力与动作范围大,每一节均可实现两个自由度方向上±60°范围内迅捷而灵活的动作.对设计中的两个
关键词：压电陶瓷;微型机器人;腹腔手术

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发布时间：2020-08-12
双压电薄膜管道微机器人的功耗分析及电路优化设计
罗怡,龚振邦,孙麟治,孙萍
2001, 9(6): 539-541.

摘要：研究了PZT双压电薄膜管道微机器人的功率消耗,推导出其功耗计算公式S=Kfcv²,指出微机器人功耗与驱动电压幅值平方成正比,与驱动电压的频率成正比,与微机器人的电容成正比.优化设计了微机器人的驱动电路,使得其在驱动电压幅值不变的情况下,大幅度提高运动速度.通过实验验证此结论.以上分析研究是此类微机器人无缆化设计的理论基础.
关键词：微机器人;压电驱动器;管道;功耗;电路优化设计

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发布时间：2020-08-12
微型机器人蛇行游动机构的系统仿真
卢永奎,许旻,吴月华,杜华生,杨杰
2001, 9(6): 542-547.

摘要：提出了一种微型机器人模型.笔者首先对该机器人模型进行了动力学分析,在此基础上提出了该微型机器人游动机构的控制理论,并对该系统进行了仿真.
关键词：形状记忆合金;微型机器人;动力学模型;系统仿真

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发布时间：2020-08-12
两足机器人步行运动参数对单足支撑期ZMP点影响的研究
吴立勤,吴家麒,柯显信
2001, 9(6): 548-552.

摘要：在两足步行机器人的研究中,一般将零力矩点(ZMP点)的位置与支撑范围的关系作为判别其步行稳定性的依据.提出一种通用的方法,来分析两足机器人的步行运动参数对ZMP点位置的影响,并通过对机器人单足支撑期运动的计算机仿真,试图得到步行运动参数的变化对稳定性影响的规律,以期对机器人动态步行的稳定性设计提供实用的参考.
关键词：两足步行机器人;稳定性;零力矩点;步行运动参数

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发布时间：2020-08-12
一种基于操纵杆控制微操作系统三维运动的方法
王英翘,徐征,刘冲,王立鼎
2001, 9(6): 553-556.

摘要：介绍了一种操作杆控制微操作系统的三维运动的新方法,其利用一种通用的操纵杆,基于windows环境下,通过对微操作系统的步进电机部分进行细分控制和操纵杆特性参数的设定,利用立体视觉成像系统,实现微操作系统的三维运动精密控制,操作台行程50mm,控制精度可达0.3μm.
关键词：微操作系统;步进电机;三维运动控制;操纵杆

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发布时间：2020-08-12
微型旋翼飞行器飞行控制系统设计
张庆,程维明,蒋蓁,邓寅喆
2001, 9(6): 557-560.

摘要：微型飞行器(MAV)是一项包含了多种交叉学科的高、精、尖技术,是集微机械、电子、高性能数字计算机于一身的微机电系统.在民用,特别是在军事领域应用具有深远的意义.针对双旋翼式MAV,根据其飞行动力学特点,以微直流电机锂电池驱动为动力,单片机为控制核心,采用遥控加脉宽调制控制方式,实现了微风条件下微型飞行器的起飞、悬停、前后飞行和降落整个过程的飞行,为微型飞行器的进一步研制打下了良好的基础.
关键词：微型飞行器;单片机;遥控;脉宽调制

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发布时间：2020-08-12
误差均化的拼接技术
李国培,于瀛洁,陈明仪
2001, 9(6): 561-564.

摘要：利用相关拼接技术实现光学波面检测,可以用较小的测量口径实现较大面积的测量,并保持高的测量精度、高的空间分辨率和系统的低成本.获得高精度的子孔径波面分布和有效的拼接方法是这一技术的关键.最简单的两两拼接的方法由于在拼接过程中存在误差积累,对全孔径拼接精度有很大的影响.采用误差均化的拼接方法,要求所有拼接区中相差值的平方和同时达到最小.从本质上看,这是一种并行算法.给出了在平面直角坐标系下误差均化拼接的数学模型和求解方法,进行了计算机仿真.结果证明该方法是切实有效的.
关键词：光学波面检测;拼接技术;误差均化

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发布时间：2020-08-12
一种新型Lamb波微量液体密度传感器的研制
施文康,韩韬,马伟方,侯毅
2001, 9(6): 565-567.

摘要：密度是表征物质性质的一个重要物理参数.介绍了一种新型液体密度传感器的研制.有别于目前沿用的振动式、超声波式液体密度传感器,这种基于Lamb波的传感器具有灵敏度高、响应快、所需试样量少等优点.本文详细叙述了该传感器的基本工作原理、所采用的相位差测量原理、检测系统和实验,取得了理想的结果,展示出良好的应用开发前景.
关键词：密度测量;微量液体;Lamb波;相位检测;密度传感器

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发布时间：2020-08-12
靶丸定位系统中的图像处理
徐洁,张之江,陆林海
2001, 9(6): 568-571.

摘要：靶丸定位是惯性约束核聚变(ICF)实验中的关键性环节.介绍了靶丸定位系统,提出了一种靶丸定位过程中的图像处理方法.利用散焦测距原理,通过Variance和Brenner组合调焦评价函数,首先实现旋转和俯仰二维方向和一维平移找正;再利用质心法来实现二维平移找正.通过原理性实验,验证了方法的可行性.
关键词：图像处理;靶丸定位;调焦函数;质心法

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发布时间：2020-08-12
微机械多层短接式蓝牙天线
巫正中,钟先信,李晓毅,陈文涛
2001, 9(6): 572-575.

摘要：集成电路与微机械天线对于基底介质的要求不同,前者需要高介电常数的介质,而后者所需介质的介电常数则较低,要将两者集成到一起存在一定困难.为了满足蓝牙通信器件的需要,以便将微带天线与电路集成在一起,设计了背腔-短接式微带贴片天线,并采用微机械加工工艺制作了样品,其10dB带宽达到了10%以上,辐射效率为67%,长度仅为1/6波长,基本达到了蓝牙通信器件的要求.
关键词：微带天线;微机械;蓝牙技术

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发布时间：2020-08-12
声表面波器件在无线传感系统中的应用
韩韬,施文康
2001, 9(6): 576-579.

摘要：有许多应用场合,无法实现传感器信息的有线传输;在某些特殊场合,迫切需要降低安装传感器的配线总量,降低成本。无线传感系统是传感器的一个研究热点,与基于调制解调的无线传感器相比,基于声表面波的无线传感器在许多特殊场合日益显示出其必要性和重要性。简要介绍了目前国际上的各种无线无源式声表面波传感器的国内外发展现状,具体讨论了无线谐振型声表面波传感器的原理以及在传感器设计、制作过程中提高传感器灵敏度的一些措施,以及声表面波器件用于目标辨识以及常规变阻抗型传感器信息无线传输中的原理和应用。
关键词：无线无源;谐振;声表面波传感器;信息传输

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发布时间：2020-08-12
生产现场测控信息码分多址传输技术研究
徐磊,张仁杰
2001, 9(6): 580-583.

摘要：介绍采用基于直接序列扩频的码分多址原理,在强电磁干扰生产现场进行测控信息多路复用传输的实现技术,以及扩频与码分多址技术的有关原理.给出了伪码发生器的设计方法,和在具体应用中的实验测试结果.
关键词：直接序列扩频;码分多址;数据传输;电磁兼容性

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发布时间：2020-08-12
移相式数字波面干涉仪中的几个技术问题
于瀛洁,韦春龙,陈明仪
2001, 9(6): 584-587.

摘要：光学件波面测量在光学加工业中有着大量的需求,近年来相关测量技术发展非常迅速,其中移相技术是较典型的代表,发展日趋成熟并得到了广泛应用.以PG-15型平面干涉仪为硬件基础,采用移相技术,解决了其中移相值标定、相位解调、误差处理中的难点,研制了数字波面干涉仪.对干涉仪中的这几个关键技术问题进行了讨论,并给出了相应的解决方法.
关键词：波面干涉仪;移相值标定;相位解调;误差处理

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发布时间：2020-08-12
发动机点火提前角自动测试系统
泽红,梁森,张仁杰
2001, 9(6): 588-592.

摘要：点火提前角是分电器产品合格与否的一项重要指标.介绍了应用霍尔器件、单稳电路及计算机测控技术等测量发动机点火提前角的方法,给出了较为详细的电路原理图,对系统的工作过程和设计原理图作了具体的说明,并论述了克服点火时尖峰干扰的实用方法.
关键词：点火提前角;霍尔器件;单稳电路;脉宽测量;抗干扰

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发布时间：2020-08-12

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