我型我秀

有别于硬朗线条、冷峻质感的传统气息,三星推出首款概念上网本N310,以自然质朴、感性温存的独特韵味,传递出三星上网本的“生活＆自然”概念设计。     

星面探测仿生弹跳机器人设计、仿真及实验

基于袋鼠的跳跃运动机理和齿轮—五杆组合机构,设计了一种用于星面探测的小型间歇式弹跳机器 人．提出了仿袋鼠结构、运动形态及产生非线性弹跳动力的闭链机构的弹跳模型．采用D-H 法建立了机器人运动方 程,并对其跳跃运动步态、仿生运动特性和弹跳效率进行了分析,给出了该机器人设计的整体结构．运用ADAMS 软件对机器人进行动力学建模与全过程运动仿真,验证了该闭链仿生弹跳机构及其运动的有效性,较大幅度提高了 弹跳机构对能量的利用率,其效率可达70%,避免了弹跳机器人提前起跳．最后设计制作了弹跳机器人原理样机, 并进行跳跃试验．试验结果表明：样机试验与仿真结果基本是一致的;1.4 kg 的弹跳机器人跳远度为813 mm,跳高 度为471 mm,从而解决了利用微小电机驱动机器人实现弹跳运动的问题．     

中国传统文化与现代产品设计

设计的内涵就是文化,设计若离开文化的支撑则如同无源之水。在现代文化趋同和传统文化危机论的全球化大背景下,现代产品设计,到底以什么为支撑?本文以生态设计、仿生设计、简约设计三种现代设计理念为例,阐述了这些现代设计理念对传统文化哲学思想的文脉传承,以及这些传统文化哲学与现代产品设计理念如何融合、创新。     

乌贼游动机理及其在仿生水下机器人上的应用

针对大多数机器鱼未采用弹性机制来提高能量利用效率和耐压能力低等的不足,对拥有高超游动能力,具有耐压结构的乌贼进行研究.分析乌贼喷射和鳍波动推进的游动机理,给出喷射推力、喷射和整周期流体推进效率方程.乌贼复合游动方式的优点是高速性和低速性均很好,能瞬时改变游动方向,噪声低,以及即使喷射速度低于周围流体速度,也能产生推力.为深入说明乌贼游动机理,研究乌贼外套膜和鳍这两套运动系统的肌肉性静水骨骼结构及其动作原理.肌肉性骨骼不但具有支撑躯体,进行动作和输出力的作用,还具有良好的耐压能力.大多数乌贼体内没有充气组织,外套膜腔内外静压平衡,进一步提高了它们的耐压能力.乌贼动作时,弹性机制能够减少能量消耗,提高能量利用效率.若能将乌贼的游动方式、肌肉组织结构和弹性机制等特点应用到仿生水下机器人上,将使其更加高效、灵活和耐压.     

基于整数中轴骨架的3维模型检索算法

针对3维模型检索算法性能较低的问题,提出了一种基于整数中轴骨架的3维模型检索算法。在对3维模型进行姿态调整和各向同向性预处理后,提取模型的整数中轴骨架,并记录每个骨架点相应的几何信息,对提取的骨架按不同的空间区域划分,形成模型骨架二叉树。为了能够描述骨架二叉树的不同节点对模型整体相似性匹配的影响程度,为每个节点定义一个特征权值,其大小由该节点对应的骨架区域大小所决定。最后,采用由粗到细逐步淘汰的策略计算不同模型的相似度。对一个标准3维模型测试数据库的检索实验结果表明,由于将模型的拓扑结构和统计特征相结合,该算法可以得到较好的检索性能。     

水陆两栖仿生机器人构形、运动机理及建模控制综述

从水陆两栖机器人本体构形、推进动力学建模、多环境运动控制等方面对水陆两栖机器人近期的研究现状进行综述。首先,按照两栖机器人结构类型将两栖机器人分为腿式推进、轮腿/鳍复合式推进、蛇形推进、球形两栖机器人等;然后,介绍两栖机器人在水、陆环境中推进的动力学建模方法,以及目前常用于水陆两栖机器人的多环境运动控制策略。最后归纳得到两栖机器人的关键技术及未来发展方向,包括新型推进机构设计、系统建模、推进机理研究和多模态自主控制技术等。     

仿海豚尾鳍襟翼模型气动性能优化数值研究

为进一步提高附属襟翼对翼型的升力增效,基于海豚前进时尾鳍的特殊运动形态,提出一种弯曲的翼型尾缘附属襟翼模型。首先,基于以往文献,阐述利用SST k-ω湍流模型进行二维不可压RANS数值模拟方法及翼型绕流数值模拟过程中使用的网格分布方式的正确性;然后,验证分裂式襟翼及仿生弯曲襟翼增升的有效性,并分别对两种襟翼的增升原理进行分析;最后,改变来流雷诺数,研究仿生弯曲襟翼及翼型整体在不同雷诺数下的增升特性及阻力变化原理。结果表明：在普通分裂式襟翼及翼型整体的基础上,提出的仿生弯曲襟翼模型及翼型整体的升力系数最大提高10.96%,升阻比最大提高9.39%;雷诺数的大小与附属仿生弯曲襟翼及翼型整体的升力系数增长率呈正相关,与附属仿生弯曲襟翼及翼型整体的升阻比增长率呈负相关。研究结果可为翼型尾缘附近附属襟翼的增升设计提供参考。     

飞秒激光制备仿生功能微纳结构及其应用

自然界中的微纳结构蕴藏着无尽的功能,为材料科学和工程技术的创新与发展带来了新的机遇。受生物体功能表面的启发,针对仿生表面开发出大量新功能,如结构色、超疏水、自清洁、光学性能调控等。飞秒激光制造是一种可以在微米和纳米尺度上精确控制材料结构的加工方式。通过调控飞秒激光加工参数,可以在多种材料体系中实现超越衍射极限的三维加工。飞秒激光直写加工技术的独特之处在于可以实现材料的跨尺度修饰,通过模拟优化,制备更加复杂的微纳结构。综述了利用飞秒激光技术制备仿生功能微纳结构的新进展,展示了该结构在结构色、表面浸润性、光学性能调控等方面的性能。讨论了飞秒激光制备仿生功能表面的应用前景。最后举例说明了激光微纳制造复杂高分辨率结构的新应用。     

复眼系统的大视场平像面拼接方法

传统曲面仿生复眼中继系统需要承担大视场子眼拼接造成的弯曲像面转换成平像场的任务,给系统设计带来一定难度。针对上述问题提出一种大视场复眼平像面拼接排列的方法,并对该方法进行数学描述。通过构建子眼个数、系统总视场角以及后续合理选取光中继系统参数之间的平衡模型,重点分析中继系统景深与复眼拼接像面光程差之间的关系,得出复眼平像面的拼接方式产生的光程差在典型光中继系统的可接受景深范围内,可以有效地降低中继光学系统设计压力的结论。并基于上述理论设计一种单子眼的视场为16°、整体视场为96°的复眼光学系统进行实践验证。系统最终实现畸变小于2%,传递函数在中心视场达到衍射极限,边缘视场接近衍射极限的良好像质,证明了该拼接理论可行。     

大视场仿生复眼光电成像探测技术的研究发展

大视场、小型、多模、轻量化、低成本光电探测器是下一代精确制导武器的发展关键,基于仿生复眼的新型大视场光电探测系统作为其中的一个重要方向得到了美国军方的高度重视。通过多个创新研究项目,美军期望发展出多型大视场多通道仿生复眼光电探测器,进而用于自主式制导弹药,强化下一代精确制导弹药的环境感知能力、突防对抗能力和作战效能等。简要分析了精确制导武器的未来发展需求,昆虫复眼的结构和特点;介绍了仿生复眼光电探测器在美军精确制导武器中的应用期望和发展设想;简要讨论了仿生复眼在复杂地形、城市环境作战武器装备中的应用优势,重点介绍了美国空军针对城市作战制导弹药正在研究和开发的系列大视场仿生复眼红外成像探测器项目以及研究过程;另外,阐述了多通道大视场仿生复眼半主动激光探测器的研究进展情况;最后,总结了仿生复眼技术在精确制导武器装备中的研究进展,提出了我国在该技术领域的发展建议。