有机凝胶肌电电极制备及其在动态手势识别的应用

为了解决传统肌电电极与皮肤贴合度不佳,易造成运动伪影的问题,本文提出一种高离子导电、良好自黏附的有机凝胶作为电极检测肌电信号,并将其应用于动态手势动作的识别。首先,采用物理交联与化学交联结合的互贯穿网络结构,在生物相容性的聚丙烯酰胺/海藻酸钠体系中加入单宁酸、氯化钠和甘油,获得聚丙烯酰胺/海藻酸钠/单宁酸有机凝胶;其次,测试制备的有机凝胶力学、导电及黏附等性能,并将其作为皮肤表面电极进行肌电信号的检测;最后,使用卷积神经网络算法将其应用于动态手势动作的识别。研究结果表明:制备的有机凝胶具有低弹性模量以及可逆自黏附能力,可实现与皮肤的保形黏附;有机凝胶具有7.7 kPa的弹性模量、310%的伸长率、2.81 mS/cm的离子导电率,并具有良好的自黏附性能以及可降解性,能够获得17.14 dB信噪比的高质量肌电信号,能够有效识别不同界面操作的动态动作及手语手势,平均识别率分别达95.04%和98.67%。该有机凝胶电极具有高信噪比,可有效识别动态手势,在人机交互、机器人遥操作领域具有广阔的应用前景。

短切碳纤维木质复合材料导电性能数值分析

采用施胶木材纤维作为主体材料,加入短切碳纤维制成具有导电性能的短切碳纤维木质复合材料(SCFRW),通过表面电阻率测量实验,得到SCFRW表面电阻率离散数据。数据分析结果显示,碳纤维的加入赋予了复合材料良好的导电特性,且表面电阻率与温度呈现出负效应关系。为了更直观描述SCFRW样板表面电阻率在17～80℃连续的变化规律,采用最小二乘法构建线性及非线性导电性能模型。对模型拟合均方差的对比分析结果表明,非线性最小二乘数学模型拟合效果较好,能更有效地表达SCFRW导电性能的变化趋势,可为功能复合材料微观结构与宏观性能的有机结合提供可靠基础依据。

三维打印成形粉末配方的优化设计

利用均匀设计方法对三维打印成形的粉末配方进行了试验研究,对试验数据进行回归分析,建立了粉末成分配方对制件性能的多元非线性回归方程。设计了粉末配方的多目标优化模型,利用MATLAB软件求解出最佳配方并通过试验加以验证。采用均匀设计试验进行回归分析和优化是安排多水平配方设计的良好方法。

氧化铟气敏材料的制备与特性

用化学沉淀法合成微细的氧化铟气敏粉体,选用几种稀有贵金属掺杂氧化铟粉体,用D/maxrAX射线衍射仪测定粉体相结构,用RQ-2型气敏特性测试仪测试氧化铟气敏元件的气敏特性,绘制了掺杂后氧化铟粉体对几种气体的灵敏度-温度曲线。结果表明,氧化铟气敏材料电阻值适中,响应恢复快,气体灵敏度高,可对多种气体实行专一检测或同时检测。

稀土钇对镁锌合金组织和性能的影响

采用X射线衍射和光学显微镜及电子拉伸试验机、维氏硬度计、冲击试验机等分析研究了Mg-3Zn-xY(x=1.5,3,6)合金显微组织对力学性能的影响。结果表明:在基体中和晶界处分布的弥散质点随钇含量的增加而增多;合金中二次相的种类取决于锌、钇质量比,随着钇含量的增加,合金中的二次相依次从I相+W相到W相+H相、H相转变,晶间组织的形态也由细线状向网状转变;合金的抗拉强度、硬度、冲击韧度随着钇含量的增加而提高,塑性则逐渐下降;当钇含量达到6%后合金的综合力学性能下降。

三维激光扫描仪分辨率的测试方法

为获取便携式三维激光扫描仪分辨率与扫描范围间的量化关系,以Creaform公司的Handyscan EXAscan扫描仪获取标准块在不同分辨率等级下的点云数据,应用逆向校核软件Geomagic Qualify测试试验数据样本,并采用方差分析和加权平均的统计方法分析样本数据。试验结果显示,EXAscan扫描仪的四级分辨率与扫描范围间均呈线性关系,且拟合度均超过0.979,该测试方法可快速有效地判别三维激光扫描仪的分辨率水平。

基于ANSYS的压电陶瓷PLZT特性仿真分析

针对传统的解析法和有限元法在压电陶瓷分析中的弊端,采用有限元软件ANSYS对压电陶瓷掺镧锆钛酸铅(PLZT)进行特性分析.介绍了大型有限元分析软件ANSYS及其耦合场分析功能,建立了PLZT的ANSYS模型用于分析单片、叠层和双晶片型PLZT的静动态特性.单片PLZT的输出位移与所加电压和外力载荷均成线性关系;叠层结构的输出位移因粘结层的变形而小于理论输出值;双晶片变形的ANSYS计算结果同理论分析很相近.进行压电器件分析时,可先通过ANSYS软件建立实体模型,设定几何尺寸和材料特性参数进行性能仿真,并且针对不同器件只需修改参数,程序通用性好.

异质材料的建模与数字化微滴喷射技术研究

针对异质材料零件内部的多种材料无序分布且难以表达的问题,提出了一种基于多色距离场的异质材料模型建模方法.利用三维切片软件将该方法所建的异质材料模型进行切片分层得到二维切片数据,依据二维切片数据生成微滴喷射的驱动信号,在此基础上运用数字化微滴喷射技术对异质材料模型进行成型加工,测试结果表明了该建模方法的可行性.

溶胶-凝胶模板法制备BaTiO_3纳米线及其光催化性能

The barium titanate nanowires of complex oxide were fabricated in porous anodic aluminum oxide(AAO)using sol-gel process.The morphology,structure and phase composition of AAO and BaTiO3 nanowires were characterized by Scanning electron microscope(SEM),Transmission electron microscope(TEM),X-ray diffraction(XRD),and other means.Through the analysis of degradation for Rhodamine B,its photocatalytic properties could be researched,and compared with barium titanate powder,the results show that the barium titanate nanowires have good photocatalytic activity.

(Al,Sb)/ZnO复合氧化物对乙醇气体气敏功能特性的影响

用可溶性无机盐法制备了较宽工作温度范围的纳米(Al,Sb)/ZnO气敏材料。该材料主相属于ZnO纤锌矿结构,并同时存在Sb2O5、Sb6O132种微量杂相。该复合氧化物的平均晶粒为86nm。用制备的氧化物纳米粉做成气敏元件,测试了不同铝含量的纳米材料在2000g/g浓度乙醇气体下的敏感特性。当铝含量为Al/ZnO=1.5%(mol比,下同)时,对2000g/g的乙醇气体的灵敏度最大可达到26。固定Al/ZnO=3%时,掺入不同量锑得到对乙醇气体有更大工作温度范围的纳米复合氧化物材料。同时讨论了掺铝掺锑复合氧化物对敏感气体的物理吸附和化学吸附及其气敏机理。

GLARE层板偏轴拉伸性能

通过对两种GLARE层板(纤维单向铺层与正交铺层)偏轴拉伸的研究,可以发现,无论偏轴拉伸的角度如何,当铝板屈服后,GLARE层板会从线性阶段进入非线性阶段。单向纤维增强层板,随着偏轴拉伸角θ的增大,极限拉伸强度和硬化指数n都相应明显的减小。单向层板,当偏轴拉伸角θ>15°时,纤维/环氧树脂层横向裂纹在GLARE拉深破坏之前出现。正交层板,14°<θ<76°时,才出现横向裂纹。正交与单向纤维层板破坏的现象不同,破坏机理也不同。

基于WinCE的陀螺全站仪一体化自动化系统研究

针对WinCE智能全站仪与陀螺仪的集成问题,以拓普康GTS-9001A智能全站仪和ZBY-05B磁悬浮陀螺仪软件集成为例,基于Windows CE操作系统设计了陀螺全站仪一体化自动化系统,并在实际中进行应用,效果良好;可为其他仪器与全站仪的软件集成问题提供借鉴。

激波风洞超燃冲压发动机推力测量技术研究

为满足高马赫数超燃冲压发动机研制的需求,在激波风洞中开展了超燃冲压发动机推力测量技术研究工作,采用压电式推力测量天平测量了超燃冲压发动机模型上的推力。根据试验模型的受力特性进行了天平设计与校准研究,并在激波风洞中开展了验证性试验。在天平设计中,采用有限元力电耦合分析方法对天平性能进行了预估。分析结果表明:天平主分量的灵敏度可达到17.447 mV/N,一阶振动模态可达到1 022.40 Hz。在验证试验中,分别测量了超燃冲压发动机模型在喷注和不喷注燃料条件下的推力。试验结果表明:在2种试验状态下,发动机阻力差值最大约220 N,说明设计的压电式推力测量天平可分辨出不同试验条件下作用在发动机上的推力大小。

烧结温度和周期对NASICON纳米晶材料的影响

以常规廉价试剂作为原材料,采用溶胶 凝胶法合成了纳米晶NASICON材料,对材料的测试结果表明经800℃烧结的材料已经具有高的相纯度,而当温度进一步提高到1000℃时,所制备得到的材料具有良好的结晶特性和相对更高的相纯度。论文进而考察了合成材料时烧结温度和烧结周期对NASICON固体材料致密度的影响,同时复阻抗谱测试显示,较高致密度的材料具有较低的电阻和较强的固态离子传导能力。

柔性欠驱动机械臂的内共振现象及应用

针对柔性欠驱动机械臂研究了被动关节处于自由摆动和锁定状态下系统所具有的不同动力学行为.通过对平面二连杆柔性欠驱动机械臂的非线性动力学分析,发现这种多模态非线性动力学系统的内共振对系统振动行为有重要影响.当结构参数满足一定条件时,系统发生的内共振能有效减小机械臂末端的振动.利用这一现象,提出一种柔性欠驱动机械臂的开环振动控制方法,这种方法降低了闭环振动控制方法对驱动元件性能的过高或控制器稳定的困难.以平面二连杆柔性欠驱动机械臂进行了建模和数值计算分析,结果证明了以上方法和结果.

铁路车轴微动磨损对微动裂纹扩展的影响研究

仿真计算了磨损/未磨损情况下不同深度微动裂纹尖端的等效应力强度因子ΔK_(eq),并从接触状态和应力分布两个角度阐述了影响机理。对于铁路车轴,考虑微动磨损时计算的ΔK_(eq)更大,微动磨损促进了微动裂纹的扩展。当微动裂纹深度不大于2mm时,磨损/未磨损情况下计算的ΔK_(eq)相对误差大于7%。由于微动磨损,车轴轮座配合边缘及附近的区域出现了张开区,释放了过盈配合导致的压应力。此外,微动磨损在车轴轮座内部引入的应力集中增加了配合面下方的应力场。这两方面的共同作用促进了微动裂纹向车轴深度方向扩展。微动磨损对裂纹扩展的影响不能忽略,建议在车轴微动裂纹剩余寿命的评估中考虑微动磨损的影响。

光致伸缩作动器对开口球壳的主动振动控制

基于电压源模型,推导出薄膜式光致伸缩作动器应变与光强的本构关系。建立光电层合球壳系统动力学方程及模态控制方程。利用规格化后的模态控制因子对球壳子午线方向及圆周方向的薄膜与弯矩效应进行评价,不同位置下的模态控制因子为作动器布局优化提供了依据。将LQR控制算法与光源激励策略相结合,确定光电层合球壳系统的主动控制策略。进行主动振动控制仿真,得到球壳位移及控制光强响应曲线。仿真结果表明,在较低能量的控制光强下,光致伸缩作动器可实现对球壳的主动振动控制,且振动抑制效果明显。

三维打印成形粉末的均匀试验设计研究

利用带限制的混料均匀方法对三维打印成形的粉末配方进行试验设计.对试验数据进行多元非线性回归分析,验证了石膏基粉末中各个成分对三维打印成形制件的影响规律.结果表明,粉末中石膏含量是影响制件密度的关键因素,而聚乙烯醇则可以显著提高制件的表面质量,减小尺寸变形量,白碳黑和聚乙烯醇的交互作用对制件密度和尺寸变形量也有一定的影响.

三维打印器件后处理液研究

分析了不同的填充强化剂(后处理A液)、不同的后处理B液基料、后处理B液中水性环氧乳液的掺量及后处理液浸泡时间对石膏基打印器件耐水性、抗压强度、尺寸偏差、表面微观结构的影响.结果表明:经纳米硅超硬固化剂处理后的打印器件抗压强度大幅提高,纳米硅超硬固化剂最适宜作为后处理A液;水性聚氨酯乳液PU-202B最适宜作为后处理B液的基料;后处理B液中加入水性环氧乳液,处理后打印器件的抗压强度增加、吸水率降低,但水性环氧乳液含量增加到一定程度后会出现尺寸偏差;后处理A、B液最佳浸泡时间分别为130 s和35 s;先浸泡后处理A液、后浸泡后处理B液的打印器件具有抗压强度高、吸水率小、表面较光滑、不脱粉等优良性能.

一维V_2O_5纳米材料的性质及其应用进展

本文综述了不同形态的一维V2O5纳米材料(包括纳米线、纳米棒、纳米管、纳米带)的电、磁、电化学以及光学性质,及其在传感器与致动器、场效应管(FET)、金属-绝缘体-半导体(MIS)结构、Li离子电池电极、超级电化学电容器、电致变色器件、纳米光刻模板等方面的应用,并对一维V2O5纳米材料的未来发展方向进行了展望。