3D打印软体机器人及其传感器

软体机器人主要是由柔性材料制成,它模仿了软体生物如章鱼、蛇、蠕虫等. 由于软体机器人能够任意改变自身的形状与尺寸,其在医疗、野外勘探、物品抓持等方面具有广泛的应用前景. 3D打印作为一种新兴的制造方法,其与软体机器人的结合近年来发展迅速. 首先,介绍典型的3D打印技术及其在软体机器人主体结构制造方面的应用. 然后,讨论软体机器人各类传感器的3D打印研究近况. 最后,总结现有技术的不足之处并探讨该领域的未来发展方向.     

一种自调零平切型电涡流探头及其在碳纤维复合材料细观成像中的应用

针对碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)弱导电性和异质多相结构特点,通过设计开发高分辨率涡流线圈探头结合空频域信号处理方法,实现对碳纤维复合材料板中10-6～10-3m细观尺寸范围内的纤维分布以及纤维缺失、褶皱和空隙过大等缺陷的涡流成像.主要从线圈探头耦合特性建模仿真和图像特征参数提取两个方面对碳纤维复合材料的电涡流细观尺度成像技术进行研究,建立分离式线圈探头耦合阻抗信号模型和点扩散函数数学模型,综合考虑这两方面影响因素设计一种自调零涡流探头并确定了其结构参数.对多方向CFRP层合板进行了检测并研究了图像的特征参数提取方法,基于复平面相位旋转的方法确定每个扫描点的像素值,得到了清晰的纤维纹路分布和缺陷图像,进一步提高检测的分辨率.     

基于多传感器的直立循迹智能车硬件系统设计

本文介绍了一种基于面阵CMOS传感器、陀螺仪及加速度传感器和绝对式旋转编码器的直立循迹智能车硬件结构及设计方法. 该智能车采用模块化设计思想,将硬件电路划分为多个子模块,对其分别设计再予以综合. 其中姿态采集模块通过MPU6050运动传感器获取角度和角加速度数据,进而拟合得到智能车姿态,图像采集模块通过MT9V022 CMOS传感器获取道路图像信息,速度采集模块通过绝对式旋转编码器采集车速信息,最终通过CPU控制模块对上述信息综合分析,实现智能车直立且自主循迹的稳定运行控制.     

3D打印在软骨组织损伤修复中的应用进展

近年来,由于机械性创伤或骨病等原因造成的软骨损伤已成为一种普遍疾病,严重威胁着人类的健康. 目前临床可行的治疗方案大多是从表面上愈合损伤,并不能促进细胞增殖分化并形成具有生物活性和力学特性的透明软骨组织. 本文就软骨损伤修复的研究进展,分别介绍了3D打印在软骨组织工程中的应用进展、软骨组织三维建模方法以及软骨组织快速成型方法. 3D打印技术在软骨组织工程方面研究的不断进步,将会为人类健康事业的发展做出贡献.     

弹性胶辊与刚性辊轮滚动接触区域的数值分析

研究纸张输送系统中弹性胶辊与刚性辊轮接触区域的应力应变分布. 建立弹性胶辊与刚性辊轮接触的数学模型,应用配点法对问题进行求解,得到正压力和弹性层厚度对接触区域应力应变分布的影响. 正压力与接触区域的应力成正比,弹性层厚度与接触区域的应力成反比. 为纸张输送胶辊的设计提供参考.     

各向异性碳纤维复合材料的方向性涡流检测

根据碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,简称CFRP)的层合结构和电各向异性,提出一种基于A-Φ(矢量磁位-标量电位)的电磁有限元数值分析方法。采用COMSOL多物理场仿真软件对数值方法实现并建立各向异性复合材料层合板分析模型,利用仿真得到感应出的涡流密度在平面和厚度方向的分布规律,以及复合材料板铺层方向、裂纹缺陷以及激励电流频率对涡流线圈阻抗幅值和相位的影响,并通过实验进行了验证。结果表明,一定范围内裂纹缺陷越大、频率越高,线圈阻抗变化就越大,涡流检测效果更好,且正交铺层复合材料板的检测效果明显优于单向铺层复合材料板。     

用于原型制造的快速迭层技术

快速迭层 ( QL)技术是 L ight Sculping公司于 1 999年提出的。该公司推出 LSI1 2 1 2型快速原型 ( RP)系统 ,它能瞬间固化整层树脂 ,零件的制作精度是其他原型制造系统无法比拟的。该系统利用紫外光透过胶片直接照在光敏树脂表面 ,从而制造复杂的零件。它采取一次固化整个层片 ,而不采取其他快速成型的逐点固化法 ,因此制作零件快捷且成本低 ,尤其适合于同时制造多个小零件。该系统能建造的单个最大零件尺寸可达 8in× 1 0in× 1 2 in。该系统在一个开放的工作台上制造零件 ,以便用户随时观察零件的制作过程 ,并插入诸如电路或不需去除…     

3D打印技术在医学领域的应用与展望

首先简单介绍了自生物制造概念提出以来,3D打印技术在医学领域的应用已取得的进展;然后总结和重点介绍了3D打印技术在构建医学模型、人工骨骼,制造生物器官、牙齿、可控释放药物以及整形美容等方面的应用;最后对3D打印技术在医学领域的发展趋势进行了预测。     

彩色三维打印机控制系统的开发

三维打印成型技术是集机械、自动控制、精密控制、计算机技术等为一体的先进制造技术.在对研制的彩色三维打印成型系统的结构及工作流程的基础上,进行了控制系统的总体设计,研究了基于TRIO运动控制卡的多轴协调运动规划、上千个微细喷嘴的数字化喷墨控制方式、喷墨控制主板及副板的设计方法等.该控制系统能把数据处理软件传来的每层彩色图像采用“按需喷墨”的喷射方式控制微细喷嘴的开、关,从而实现彩色成型件的快速制作.     

随机非线性和部分转移概率未知时马尔科夫系统的H1控制

研究上述系统时: 1) 利用了非线性的概率分布信息; 2) 利用了转移概率中已知部分和未知部分的关系. 利用李雅普诺夫泛函方法和线性矩阵不等式方法, 本文得到了使得系统随机稳定的充分条件并得到了相应的反馈控制增益. 文中最后给出的例子表明了所建立模型和分析方法的有效性.