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国家重点基础研究发展计划(2011CB302101): 作品数：15 被引量：66H指数：5; 相关作者：褚金奎褚家如马剑强李保庆张然更多>>; 相关机构：大连理工大学中国科学技术大学郑州轻工业学院更多>>; 发文基金：国家重点基础研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金河南省国际科技合作计划项目更多>>; 相关领域：电子电信机械工程自动化与计算机技术电气工程更多>>

基于天空光偏振模式的无人机航姿优化方法研究: 与人类相同，自然界中绝大部分生物都需要解决导航问题。在漫长的进化过程中，几乎所有动物都进化出必要的导航能力，比如通过敏感偏振分布模式实现导航测向就是其中之一。本文基于天空光的偏振分布模式实现无人机的导航定姿，通过结合最优...; 谢林达; 关键词：无人机天空光

Adhesion hysteresis of a film-terminated fibrillar array被引量：1: 2012年; Motivated by the recent biomimic design of microstructured adhesive surfaces,we study adhesion between a film-terminated fibrillar array and a rigid substrate.Using a two-dimensional model and ignoring the deformation of the fibers and the backing layer,we show that the adhesion behavior is dominated by a dimensionless parameter reflecting the global flexibility of the terminal film.In particular,if the parameter is larger than 0.4,the adhesion is reversible;otherwise one or more hysteresis loops will appear after an approach-retraction cycle,leading to significant increase in the specific separation work.The result is expected to help not only optimal design of the structure,but also other applications such as micro-manipulation in micromechanical systems.; YAN ShunPingHE LingHuiWANG HuiJing

低噪声压电电荷放大器的设计与实验研究被引量：16: 2013年; 压电悬臂梁以其优越的性能在微纳米领域得到广泛应用。为了降低压电悬臂梁信号采集中的噪声,该文针对一种冷放电电荷放大器进行了详细的理论与仿真分析。设计实现了电荷-电压灵敏度为23.4mV/pC的冷放电电荷放大器,并将其应用于压电悬臂梁纳米量级位移信号采集中。实验结果表明,冷放电电荷放大器具有优于经典电荷放大器的噪声特性,与理论预期、仿真分析结果相符。冷放电电荷放大器为低噪声压电信号采集提供了一种新选择。; 孙颖奇李保庆马剑强张天磊褚家如; 关键词：电荷放大器低噪声

低维纳米材料的力学性能测试技术研究进展被引量：6: 2014年; 低维纳米材料作为纳机电系统(NEMS)中重要的结构层材料,其力学性能与变形失效机理的研究直接影响NEMS的功能实现、可靠性分析与寿命预测。首先,介绍了现有低维纳米材料力学性能测试技术,如纳米压痕法、基于原子力显微镜(AFM)的纳米力学测试法、基于电子显微镜(EM)的原位纳米力学测试法与基于微机电系统(MEMS)技术的片上纳米力学测试法,并讨论了各种测试方法的优缺点与存在的挑战性。然后,详细介绍了低维纳米材料力学测试,特别是片上纳米力学测试中的关键技术,如低维微纳米试样的拾取、操纵与固定技术、片上微驱动技术、片上微位移与微力检测技术。最后,得出基于MEMS技术的片上力学测试方法有望成为低维纳米材料力学测试的发展方向,并指出此方法中存在的问题。; 张段芹刘建秀褚金奎; 关键词：低维纳米材料力学性能测试技术

三层亚波长光栅结构的透射特性(英文)被引量：2: 2013年; 设计了一种具有三层结构的亚波长金属光栅,采用时域有限差分(FDTD)法对所设计的三层光栅结构进行仿真计算.与单层金属光栅相比,这种三层的光栅结构具有更好的滤波效果,其透射光谱中峰值可达77%,且能很好地抑制高波段的透射率.分析了各几何参数对所设计的光栅结构透射特性的影响,尤其是对透射光谱中0值位置的影响.结果表明0值位置主要受光栅缝宽、介质层高度和介质折射率的影响,而与金属层光栅的高度无关.其影响规律为偏振滤波器的设计提供了参考.; 褚金奎张英杰王志文金仁成

具有三层结构的SU-8胶V形微电热驱动器被引量：10: 2012年; 为解决SU-8胶微电热驱动器在工作过程中存在平面外运动的问题,提出了一种具有铜-SU-8胶-铜三层对称结构的新型SU-8胶V形微电热驱动器。采用刚度矩阵方法建立了包含被驱动结构刚度的微电热驱动器力学模型,并针对一种柔性微夹钳,利用该模型对微电热驱动器进行了几何参数设计。利用Ansys仿真软件对所设计微驱动器进行了分析,仿真结果验证了所建模型的合理性。提出了一种新的MEMS加工工艺来制作三层结构微电热驱动器,并测试了它的性能。结果表明,实验结果与仿真结果相差不大,在150mV驱动电压下,所设计微驱动器温度仅升高约32.93°C,并对微夹钳产生约2.5μm的输入位移,使微夹钳产生126μm的钳口距离改变量。微驱动器仅消耗大约30.35mW的功率,钳口的平面外运动小于500nm。最后,利用微电热驱动器驱动的微夹钳成功地对一个长1.2mm,宽135μm,厚50μm的SU-8胶材料微型零件进行了微操作实验,实验证明了微驱动器实际性能基本满足设计要求。; 张然褚金奎王海祥陈兆鹏; 关键词：SU-8胶

集成铜金属压阻层的SU-8胶悬臂梁微力传感器的制作被引量：3: 2011年; 由于SU-8胶的弹性模量比硅的低,在SU-8胶悬臂梁上集成金属压阻可获得很高的力灵敏度系数,因此本文基于SU-8胶设计并制作了一种集成蛇形结构铜金属压阻层的SU-8胶悬臂梁微力传感器。介绍了制作微力传感器的新型工艺,并进行了传感器性能测试。实验结果表明:设计的SU-8胶微力传感器在0～350μN具有较好的线性度,力灵敏度为0.24mV/μN,测量误差为4.06%。该微力传感器可以满足对微小力的测量,相对于硅材料的微力传感器,其制作工艺更加简单,周期更短。由于SU-8胶的生物兼容性好,该传感器在生物医学研究领域有着很好的应用前景。; 褚金奎陈兆鹏张然; 关键词：SU-8胶微力传感器悬臂梁

基于偏振光的导航定姿自适应滤波算法被引量：2: 2019年; 针对小型无人机三维空间内姿态解算问题,基于惯性测量单元与偏振光传感器组成的航姿参考系统,提出了一种自适应滤波姿态估计算法。在常规互补滤波算法基础上,为解决实际飞行过程中存在的运动加速度干扰以及天空中水汽分布异常等问题,建立了相应的自适应调节框架结构。实验结果表明:提出的算法能有效抑制外界干扰因素对姿态解算精度的影响,提高了偏振光组合导航系统的稳定性与可靠性,增强了系统对外界复杂因素的抗干扰能力。; 金仁成谢林达蔚彦昭魏巍; 关键词：偏振光惯性测量单元自适应滤波姿态解算

基于刚度矩阵法的V型电热微驱动器模型与性能分析被引量：5: 2014年; 采用单元刚度矩阵法推导并建立V型电热微驱动器的静态力学模型,获得电热微驱动器的输出位移随温度载荷与外力载荷变化的关系表达式。根据此模型,电热微驱动器的输出位移随着温度载荷、梁的长度、宽度的增大均呈现单调上升趋势,而随着负载力的增大单调减小;输出位移随着V型梁的倾斜角的增大先是增大随后减小,并且当倾斜角较大时,微驱动器本身的刚度较大,但输出位移较小;最后采用有限元仿真验证了此模型的有效性,并提出在一定温度载荷与外力载荷作用下V型电热微驱动器预期输出最大位移的优化设计方案。; 张段芹王辉刘建秀; 关键词：力学模型 MEMS

一种基于梯形压电悬臂梁的能量采集器研究被引量：6: 2012年; 提出了一种基于d33模式的梯形压电悬臂梁式能量采集器。采用梯形悬臂梁结构能提高能量采集器的平均应力和降低其最大应力,增加其输出电压和使用寿命;同时由于压电材料的d33系数一般是d31系数的2～3倍,利用d33模式同样能提高能量采集器的输出电压。分析和制备了同尺寸的d31模式和d33模式两种能量采集器,并进行测试。实验结果表明,d33模式能量采集器的输出电压约是d31模式的2倍,具有较高输出电压,与有限元分析结果基本一致。; 何挺马剑强刘莹李保庆褚家如; 关键词：有限元分析叉指电极

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