面向新能源浮标的平面摆式波浪能收集装置研究

波浪能是世界上分布最广泛的可再生能源之一.海洋环境中波浪运动随机复杂且频率极低,这为海洋波浪能的高效收集利用提出挑战.设计了一种混沌平面摆式波浪能收集装置,其中混沌平面摆作为超低频随机波浪俘能机构,配合齿轮增速传递机构与电磁旋转机构实现波浪能收集装置的高功率输出.为更好响应浮标在海洋中的运动激励,对俘能机构进行动力学分析建模与优化.针对装置输出电压无规律且低频交流的特性,设计功率采样跟踪升压存储的电源管理电路.通过实验室测试与实际近海测试,装置能够对复杂波浪产生最大10 V的开路电压,最大输出功率约205 mW.海试中,4小时可将200 mAh锂电池电压由3.12 V充电至3.6 V,能够作为新能源海洋浮标低功耗传感器的可持续电源.     

高环境风险工程项目社会稳定风险的类型和社会放大效应

本文基于风险的社会放大框架理论,在分析高环境风险工程项目社会稳定风险特点的基础上,首先提出了该类工程项目存在着项目合法性、项目立项和前期审批手续、环境影响评价、征地补偿和搬迁安置、社会互适性、工程方案、公众参与、社会管理和媒体舆情等社会稳定风险,其次,从风险信号的发出、接收和演化等角度阐述了项目各类社会稳定风险的社会放大效应及其演化规律。最后,提出了防范和化解高环境风险工程项目社会稳定风险的建议。     

热轧带钢平整机工作辊磨损模型的研究

基于大量检测工作辊外形尺寸和工艺参数的基础上,对2250热轧带钢平整机的工作辊的特点和磨损原因进行了分析,采用遗传算法建立了工作辊磨损预报模型.现场实测数据表明,该模型预报精度较高,对于进行工作辊磨损影响因素分析及改善不均匀磨损具有重要的理论和应用价值,可用于指导生产实践.     

武钢2250热轧平整机窜辊策略的研究

为了抑制或均匀武钢2250热轧带钢平整机在轧制服役过程中所表现出严重的W形工作辊磨损,降低磨损峰值,改善工作辊出现褶皱、光带等辊面缺陷,提高带钢的板形质量。根据现场轧制工艺条件及生产实际,通过建立热轧平整机工作辊的磨损预报模型,对工作辊的窜辊方式、窜辊步长和窜辊节奏等主要影响因素进行了研究,提出了改进的工作辊窜辊策略。通过现场试验发现,工作辊磨损峰值小于40μm,较改进前减小约20%;板形调控特性得到改善,弯辊力调节量较改进前减小约30%;降低了辊耗,延长轧辊服役时间,单位磨损量减小约20%。     

基于压电驱动的多指微操作工具及实验研究

针对目前微纳操作对微纳操作工具的需求,设计并制造了一种结构简单、柔性模块化、高精度的压电驱动的多指微操作工具。通过实验验证了该多指微操作工具在单指、双指及三指工作模式下均能良好地完成相应的微纳操作,操作成功率在85%以上,夹持范围为10~800μm。通过改变执行末端,调整操作策略,可完成对不同尺寸、材质、结构的微球的拾取与释放。同时,使用多指微操作工具完成微球组装与超显微成像微球操作实验,证明了该操作工具具有重要的实际应用意义。     

面向超分辨光学成像的浸没微球透镜控制

微球透镜配合传统光学显微镜可以采集到衍射极限以下的超分辨光学图像,为了精确控制微球透镜在样品表面的位置,同时扩大超分辨成像范围,提出了一种控制微球透镜的方法,结合多轴微动平台实现微球透镜的精确定位与成像扫描操作。通过光学仿真分析了微球透镜超分辨成像效果,并对精密微动平台进行了运动学分析。为了提高超分辨成像效果,将微球透镜浸没于液体介质中,并对在液体中运动的微球透镜进行力学分析。通过实验,清晰分辨出130nm(~λ/4)的蓝光光碟条纹间隙,证明了微球透镜具有超分辨成像能力,结果表明,微球透镜可以在传统光学显微镜的基础上进一步提高约3.52倍的放大倍数。通过控制微球透镜以5×10~(-6) m/s的速度在液体中按"S"型轨迹移动,实现了对一个视场内样品的超分辨成像,此控制方法可以精确控制微球透镜的运动,通过扫描的方式可以扩大微球透镜的观测范围,提高观测速度。     

液态金属柔性感知的人机交互软体机械手

利用3D打印技术制作了基于液态金属微流道的应变传感器和弯曲传感器，并将应变传感器集成至人体传感手套，用于人手的手势检测；将弯曲传感器集成至软体机械手，用作软体机械手的姿势及运动控制，通过传感手套控制软体机械手实现了人机交互。实验证明传感手套不仅能控制软体机械手的姿势，还能精确控制每根软体手指的弯曲程度。     

基于双稳态磁耦合效应的瓦级高功率电磁振动能量收集器

提出一种基于双稳态磁耦合效应的高密度电磁振动能量收集器,通过引入导磁铁心绕组对中间悬浮磁铁产生非线性磁力,可以产生双稳态势能阱实现低频段工作频带的拓宽。同时,导磁铁心与悬浮磁铁之间的强磁耦合作用能够增强线圈内部的磁通量变化进而提高输出功率。针对双稳态磁耦合振动能量收集器进行动力学建模仿真和试验测试分析,结果表明悬浮磁铁与导磁铁心之间的非线性磁耦合效应促使磁铁在两个势能阱之间进行大振幅的混沌或周期性振动,将工作频率范围拓宽至8～18 Hz。在受到加速度为4g的正弦振动直接激励时,能量收集器的输出功率为1.082 W,达到瓦级高功率输出,有望实现工业物联网传感节点的自供电,助力万物互联。