一种新型介电弹性体仿生可调焦透镜的变焦分析

介电弹性体 (dielectric elastomer) 是电活性聚合物智能材料的一种,在外加电场作用下,可产生多种形式的响应.在驱动柔性透镜的变焦方面,相对于传统的机械操控变焦方法 显示出独特的优势.针对一款在电压激励下可高效调节焦距的介电弹性体仿人眼变焦透镜,该透镜由上下两层介电弹性薄膜和固定框架构成,并在封闭腔内充入盐水,上层薄膜涂覆环形柔性电极.在电压激励下,上层膜发生变形,由于盐水的体积保持恒定,引 起下层膜随之变形,使得透镜的焦距发生改变.采用 neo-Hookean 模型,利用变分原理导出了该透镜的控制方程、边界条件和连 续条件.利用打靶法求解了该非线性问题并高效地处理了非线性问题的界面连续条件. 理论分析结果与实验结果相吻合. 利用此模型开展了广泛的参数分析,研究表明,透镜的几何形状、初始焦距、介电弹性体薄膜的预拉伸率、涂覆的电极面积、材料的剪切模量等对透镜焦距的调节性能都有重要的影响.所建立的理论分析模型可为柔性仿生透镜的设计和参数优化提供有效的分析方法.      

软体智能机器人的系统设计与力学建模

机器人或机电装备通常由电机模组、液压元件、齿轮和铰链等硬质部件构成,具有动力足、精度高等优点,但在实现低噪声、高安全系数与亲和性等方面存在挑战.受自然界生物体的柔软特性与高环境适应性的启发,设计制造软体机器人是近年来机器人领域的研究热点.作为软体机器人的核心构成部分,智能软材料可在外界不同刺激下产生不同响应,具有材料柔韧、生物相容性好、易于制备、价格低廉等优点,可广泛应用于机器人的设计与制造.几类典型的具备驱动功能的智能软材料与结构获得广泛的研究,包括气动软体肌肉、形状记忆合金/聚合物、离子交换聚合物、介电高弹体、响应水凝胶等.本文介绍了多种驱动类型的软体智能机器人研究成果,并从软体智能机器人的系统设计与力学建模两个方面进行了归纳分析与讨论.      

玻色化方法在超对称可积系统的应用

利用玻色化方法可以避免超对称可积系统中反对易费米场带来的计算困难. 本文以N=1超对称mKdVB系统为例, 利用玻色化方法, 将其转化为只有玻色场的耦合系统. 应用标准的WTC方法, 证明了该耦合系统具有Painlevé性质. 运用Painlevé截断方法, 可以得到玻色化后超对称mKdVB系统的非局域对称. 为了求解与非局域对称相关的Lie第一性原理, 引入新的场将玻色化后系统拓展为更大的系统. 通过引入新的场, 该非局域对称局域化为Lie点对称. 因此, 可以利用Lie点对称约化方法研究拓展后的系统, 得到超对称mKdVB系统的孤子与其他孤波相互作用解.     

通过Painlevé分析从低维模型中寻找高维可积模型

将Painlevé方法推广到更一般的形式, 可以从给定的低维可积模型中得到无穷多个新的可积模型. 新的可积模型与原模型相比都是较高维的, 它们保持保角不变性和Painlevé性质. 本文主要以KdV、NLS和KP方程为例, 运用WTC法、截断展开、领头项分析等方法, 给出了(3+1)维可积模型的具体形式.     

基于FPGA的全自动定位捡乒乓球机器人系统设计

对现有电子辅助的运动器材行业进行分析可以发现,目前市场上应用于场馆训练的大量散落乒乓球主要依靠人力或者简单的工具拾捡,而已有的捡乒乓球机器人很多智能化程度不高、识别不够精确。为此,提出一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的全自动定位捡乒乓球机器人的系统设计方案,利用摄像头采集机器人前方的图像数据实现乒乓球定位,利用超声波传感器实现机器人的自动避障,利用机械臂完成抓取乒乓球动作。图像识别乒乓球的部分创新性地将Hough变换算法硬件化,有效提高识别率和捡球速度。测试结果表明,机器人在定制测试条件下可以达到97.8%的识别准确率,具有自动寻球、自动捡球、自动避障以及手机蓝牙便捷开关机的功能。系统可以快速方便应用到乒乓球球馆中,市场潜力很大。     

一种小型化超宽带单极子短波天线设计

短波天线不仅要求超宽带(3～30 MHz),并且由于存在尺寸庞大的难题,对天线的小型化和结构简洁有苛刻要求.提出了一种金属线结构的新型单极子短波天线,结构简洁,通过分形辐射振子和T型馈电结构获得超宽工作频带和小型化性能,同时还能够调整天线姿态实现全向或定向辐射,以及一定程度上改变天线波束指向仰角.为验证设计的有效性,加...     

科技新产品

小身材大震撼全球最轻巧可旋转屏UMPC,笔记本上彩蝶纷飞图案缤纷引导时尚,“豹”力美学唯美电视颠覆传统线条     

FPGA与数据中心融合模式的思考

分析数据中心发展方向和FPGA(可编程逻辑阵列)特点及演进模式,提出FP-GA与数据中心融合的可行性.结合处于测试阶段的基于FPGA的AI加速和网络加速,探讨FPGA与数据中心的融合模式.最终认为在异构方向演进的FPGA凭借算法可并行、功能可定义的特点,将在数据中心发挥重要作用.     

基于Robei EDA工具的多功能可重构机器人设计

通过分析智能家居行业发现,机器人可分为家务功能型、娱乐家用型和助理管家型等,种类繁多但功能较为单一。市面上基于单片机的智能搬运机器人不具有可重构性和良好的实时性,不能够满足灵活多变的机器人需求。本团队研究一款采用Robei EDA设计的基于FPGA的多功能可重构机器人,具有人为遥控控制与语音控制、自动搬运物体、感测周围环境、发射电磁炮等功能,可以实现环境检测及火灾预警、智能搬运及安保防御等作用,在提供便利服务的同时,有效保障居家安全。     

冷压处理对Ag2Se纳米棒柔性热电薄膜性能的影响

采用真空辅助过滤法在尼龙膜上制备了基于化学模板法的Ag2Se纳米棒柔性热电薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和Seebeck系数测试仪等对添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、冷压处理添加PVP及冷压处理纯Ag2Se三种柔性热电薄膜的热电性能及可靠性进行了研究.结果表明,冷压处理能够显著提高Ag2Se热...