仿蜻蜓扑翼微飞行器研究现状

蜻蜓被认为是飞行行为简单且机动高效的昆虫之一,因此成为众多微型飞行器(Micro Air Vehicle,MAV)的仿生设计原型.蜻蜓优异的飞行特性与其翅特性密不可分.它不仅可承受飞行过程中的多种载荷,而且能保持高效飞行特性.总结了蜻蜓翅结构特性、飞行特性和仿蜻蜓扑翼MAV的研究现状及最新研究进展,并分别对蜻蜓翅的翅脉...     

微型扑翼飞行器控制系统设计

微型扑翼飞行器的控制是一个难点问题,不仅对体积和重量有一定限制,还需要使飞行器能够有一定的鲁棒性和自主飞行能力。本文设计的控制系统通过遥控和自主飞行相结合的方式,很好的实现了对微型扑翼飞行器的控制。并进一步通过飞行实验验证了控制系统的可行性,飞行效果良好。     

基于智能复合微结构的亚手掌尺度压电双驱扑翼微飞行器的研究

该文设计、制作和研究了一种亚手掌尺度的双驱扑翼微飞行器。飞行器主要采用多层平面材料的智能复合微结构(SCM)加工工艺进行加工。装配得到的样机整机质量为244 mg,翼展61 mm。对样机的压电驱动器性能进行了测试。测试结果表明,压电驱动器空载共振频率约为1 100 Hz,负载共振频率约为28 Hz;对样机进行了升力测试,得到样机的升力为0.689 mN。     

紫外激光器及其在激光加工中的应用

紫外激光的波长短,能量聚集集中,分辨率高,特别是具有"冷加工"的特性,能直接破坏连接物质的化学键,而不产生对外围的加热,因此成为加工脆弱物质的理想工具,并能对多种材料进行打孔、切割、烧蚀,在微加工领域中具有广泛的应用.简要介绍了几种紫外激光器的原理特点及其发展现状,并讨论了它在激光加工中的应用.     

面向毫克级仿昆扑翼微飞行器的力-力矩传感器

毫克尺度微型仿生飞行器基于柔性高频翅拍运动的升力机制,具有柔性大变形、振动非线性、多自由度力-力矩耦合等特征,其有效升力/力矩范围处于mN/(μN·m)量级,通用力传感器较难准确测定力学参数,进而给微型仿生飞行器的设计与控制带来一定的困难。文章提出了一种面向微型扑翼飞行器的新型力-力矩传感器,它可以在固定约束条件下实现微飞行器高频扑翼运动产生的升力和力矩的测量,为扑翼飞行器控制力和力矩解耦研究提供精度较高的数据。该传感器采用对称式多悬臂梁柔顺机构将升力/力矩转化为微小形变,结合高带宽、高精度电容位移测量装置,可以采集高频振动条件下的微小升力/力矩。基于梁理论进行了传感器力学建模,并结合有限元仿真验证了原理的可行性。对被测对象微型仿生扑翼飞行器的主要测量参数范围开展结构与工艺设计,实验结果显示,该传感器的升力测量范围为-10~10mN,力矩测量范围为-20~20μN·m,特征频率为1kHz,升力和力矩的灵敏度分别为0.01mN和0.01μN·m,经验证,对整机重量在80~250mg、工作频率在1~200Hz范围的微型扑翼飞行器具有较强的适用性。     

基于MEMS传感器的微飞行器控制器设计

设计了一种通用扑翼飞行器控制器方案,硬件上,该方案包含微控制器与惯性传感器选型及电路设计,软件上,通过对四元数和方向余弦矩阵转换公式的推导,引入加速度计和陀螺仪的融合滤波,并将滤波算法在控制器中实现。飞行器姿态控制算法采用经典的多环串级PID控制器,结合基于粒子滤波的飞行器室内定位算法进行定位。在仿真平台和测试台架上分别对该控制器方案及其算法进行了验证,测试结果符合预期指标。     

应用于微型扑翼飞行器的实时视觉系统设计

提出并设计了一套应用于小尺寸、高频抖动的微型仿生扑翼飞行器的实时视觉系统,包括构成硬件基础的微型摄像头模块、5.8GHz传输模块和无线图传接收模块,以及构成软件模块的两种算法,其中一种是利用角点检测与LK光流法、基于卡尔曼低通混合滤波的实时电子稳像去抖算法,另一种是基于YOLOv3的人像识别算法。进行了微型仿生扑翼飞行器的飞行硬件搭载测试实验,实验结果表明,所提出的电子稳像算法可以去除x轴66.56%、y轴73.15%的抖动,人像识别算法可以达到96%以上的准确率,同时图传分辨率在720×480像素时,稳像去抖算法时延为6.33ms,人像识别算法时延为20.5ms,总时延满足实时要求,完成了实时去抖与人像识别系统的设计目标。     

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。     

微型扑翼飞行器诱导角与几何攻角的研究

基于准稳态模型和动量理论,探讨了微型扑翼飞行器诱导角和最佳几何攻角的计算问题.针对高斯-牛顿法求解诱导角方程时存在的不收敛问题,使用能保证计算过程收敛的列文伯格-马夸尔特算法求解,得到实验样机的诱导角为15°.实验样机的实际升力为40 g,忽略诱导角后准稳态模型理论升力为46 g,而考虑诱导角的理论升力为37 g,验证了计算诱导角可以提高准稳态模型预测升力的准确性.基于实验样机翅膀被动扭转的实际,采用最小二乘法计算出实际最佳几何攻角为55°,能有效指导微型飞行器翅膀的设计,从而提高飞行器最大升力和飞行效率.     

激光加工在电子工业中的应用

本文评棕已经成熟的在电子工业中应用的激光加工，并且介绍近来国外研究较多的激光微制造技术。     

紫外激光在微细加工技术中的优势研究

本文主要涉及紫外激光加工技术。通过实验,将紫外/红外两种激光设备对材料的加工结果进行比较,发现在特殊材料加工上,紫外激光相对于红外激光,加工边沿更光滑、效率更高。对于用红外透过率较高的材料加工的红外器件来说,紫外激光在加工中具有明显的优势。     

UV激光FPC外形加工技术及其设备制造的研究

此文研究、分析了紫外激光在挠性印制电路板外形加工方面的优势与特性。介绍了ASIDA UV激光切割机系统原理、工艺操作过程、所具有边缘光滑性优异和切割尺寸精度高的特点以及产品性能参数。     

激光加工技术应用的发展及展望

全面地介绍了激光加工的优异性能及应用与发展,同时探讨了制约我国激光加工技术发展的几个问题,指出２１世纪最具竞争力的先进加工技术是激光加工技术,并展望了其发展前景。     

激光加工中光参量的测试技术及设备

由于激光加工机本身所追求的质量要求促使激光参量测试技术要与之相适应。本文着重介绍与激光加工相关的激光功率、能量及光束质量等参量测量与监测技术及一些商品化的检测仪器。     

提高紫外激光划切质量的方法与措施

随着紫外激光加工在半导体、微电子等领域的广泛应用,紫外激光加工质量已受到业界广泛关注。应用"六西格玛"质量分析方法对紫外加工质量缺陷产生原因进行分析,并为提高紫外激光划切质量提出一些方法与措施。     

紫外激光切割晶圆的工艺研究

通过实验研究了紫外激光切割晶圆的工艺,测得不同激光功率和切割速度下的切割深度和切缝宽度,分析了各参数对切割深度及切割质量的影响,对存在的问题提出了改进的意见及方法,为实际应用中参数的选择和工艺的改进提供了参考.并依用户要求对晶圆样品进行实际切割,经用户鉴定达到了使用要求.     

UV激光FPC外形加工技术及其设备制造的研究

文章研究、分析了紫外激光在挠性印制电路板外形加工方面的优势与特性。介绍了ASIDA UV激光切割机系统原理、工艺操作过程、所具有边缘光滑性优异和切割尺寸精度高的特点以及产品性能参数。     

激光加工技术的发展

文章介绍了全球和国内激光加工设备市场的概况以及制造业对激光加工设备的基本要求。从新工业激光器的研究和激光加工的应用两方面阐述了激光加工技术的发展。最后指出激光加工技术显现出传统加工工艺无法比拟的优势,应该向制造业提供成套的激光加工技术,为中国成为制造强国作出贡献。     

高效腔内色散调Q Nd:YAG紫外激光器

采用避免激光器不稳定的色散调Q YAG激光谐振腔设计,用Ⅰ类非临界相位匹配LBO晶体,在腔内产生二次谐波,产生的532nm与腔内1064nm在腔内经过Ⅱ类临界相位匹配LBO晶体产生355nm的紫外激光。为了提高谐波转化效率,分别在腔内插入了λ／4波片、偏振片,得到在泵浦捕运光功率约为120W时输出2．5W的355nm紫外激光,功率稳定性RMS在3h内小于0．8％。