摘要：为了解决离子电导显微成像系统中传统跳跃工作模式高速扫描时存在的运动过冲以及成像速度慢的问题,提出了一种基于双压电纳米定位平台的高速扫描方法。根据扫描系统需求提出了采用大行程-慢速和小行程-快速压电纳米定位平台串联的设计方案,满足探针Z向测量量程要求并可快速回提探针。以菱形位移放大机构和导向机构为构型,设计并确定双压电驱动扫描平台的关键几何参数。基于解析模型计算了定位平台的静力学性能参数并采用有限元分析方法分析了双压电平台的静/动态特性。最后,加工了双压电平台样机并进行了离子电流过冲和形貌扫描成像的测试。实验结果表明所设计的双压电驱动探针定位平台在保证成像稳定的前提下可使下探速度至少达到500 nm/ms,有效地减小了电流过冲,提高了系统成像效率。

摘要：针对微流体流量测量难度大且精度不高的问题,本文基于压阻原理设计了一种悬臂梁结构的仿生纤毛微流量传感器。本文首先对比分析了现有热线式、压电式和压阻式微流量传感器的优缺点,基于压阻式传感器的应变与阻值之间呈现线性关系的优点,选择压阻应变原理设计微流量传感器;其次,通过有限元数值分析方法确定了微流量传感器最佳仿生纤毛的阵列规模、直径、高度和悬臂梁长度等参数;然后,采用微液滴限制电沉积(Meniscus Confined Electrodeposition,MCED)方法制备了仿生纤毛阵列,并制作了微流量传感器;最后,通过自主设计的实验装置进行验证,结果表明,该传感器可以对大于0.4 m/s的微流速进行灵敏感应并准确测量,且传感器对流体流速测量的非线性误差为2.84%。该仿生纤毛应变式流量传感器在微流量测量领域具有广泛的应用前景。

摘要：针对工业相机在亮度突变的过曝光条件下无法实时清晰观测目标的问题,提出了一种改进的工业相机过曝光自适应控制方法。首先计算预设区域图像的加权平均灰度值,然后计算曝光值,接着在此基础上,设计一种基于改进“S”曲线的参数控制优化方法,优化调整内部参数,最终使得相机图像处于预设的最优清晰化水平。实验证明:算法完成一次全过程调节耗时0.08 s。在同等条件下与相机硬件自动曝光算法和基于图像直方图特征的自适应曝光算法比较,所提算法的图像Laplacian平均标准差分别提高54.3%和20.6%。因此,该算法的提出能够有效增强相机在亮度突变条件下的自适应性,具有较好的应用价值。

摘要：计算机网络技术的飞速发展和应用,使得基于网络的实验教学成为可能。网络实验教学通过设备的网络共享,弥补传统实验教学中的不便和不足。然而在网络实验教学平台的建设过程中,连接真实实验设备和远程操作用户的网络数据协议转换终端成为了关键。以嵌入式处理器STM32为核心,配合以太网通信模块W5100、移植嵌入式操作系统UCOSII,构建了远程实验平台通信协议转换终端。通过测试,该通信终端运行可靠,满足实验平台建设需要,具有一定的参考价值。

摘要：为了克服环境湿度变化对微移液管探针结构读写稳定性的不利影响,本文首先设计了一种混合室和工作室的双气室结构,在工作室的内置隔板上均匀分布小孔形成均匀的微气流,确保工作室内湿度均匀并减小对工作点气流扰动的影响。然后,通过数值模拟验证了设置混合室和工作室双气室结构的合理性,且以小于0.06 m•s^(-1)流速对工作室进行双侧充气时,对工作点的气流扰动小于50μm•s^(-1)。制作实物并实验表明,该系统能够在5分钟内将工作室的湿度控制在给定值(环境温度25℃),且相对湿度的稳态误差为2.59%;通过控制环境湿度,对比不同湿度条件下微移液管探针电沉积(写)结构质量和扫描(读)成像质量,发现该环境湿度控制方法能够满足微移液探针微纳读写的工作要求。该方法对提高基于移液管探针微结构制造和检测的稳定性和可靠性具有重要的现实意义。

摘要：设计了基于网络的远程数控实验平台,该平台几乎可以做到有电脑和网络的地方就可以做实验的目的。该平台底层采用ARM+DSP的体系结构构建带网络的开放式数控系统,上层利用VC平台设计上位机软件,方便网络用户操作。实践证明,该平台方便,可靠,具有一定的实用价值。

摘要：圆是视觉测量中重要的特征。针对圆形微孔几何参数的视觉测量进行了研究,提出了高效的圆参数测量与定位的测量方法。该方法根据分析采集图像的具体特性,通过对图像阈值分割、边缘提取等算法的研究,进而提取了目标的特征信息。面向检测区域小的尺寸测量问题,对比了改进的Hough变换法与最小二乘法,分析了引起测量误差的因素,通过最小二乘法实现圆形微孔的精确定位及直径等的精确测量。实验表明,系统的实际测量精度为0.005mm,该方法几何参数测量精确,定位准确,在视觉测量中具有广泛的应用前景。

摘要：当前,在制砖的工艺过程中一般都要经过码垛-烧制-卸垛三个过程。在卸垛的环节上,虽然市场上已经有很多卸垛的机械化产品,但是针对卸砖这种高温、近距离的环境,人工操作的通用机械设备显得不可取,因此,对专用智能化的卸垛机器人的需求显得很迫切。在自动化、智能化的自主卸垛机器人的设计过程中,对砖垛的姿态和三维位置定位是研究的重点。针对卸垛机器人的工作环境和特点,设计图像采集与处理单元,在图像场景中设置双十字线性结构光标记,采集获得特征图像,同时结合数字图像处理算法,设计了一种处理简单、快速的单目视觉定位系统。工程实践证明该方法达到了快速、准确获取砖垛姿态和三维位置坐标的目的,可以满足卸垛机器人视觉定位要求。

摘要：地膜技术的推广和应用对我国农业的增产增收起到了巨大的作用,但是由于塑料废弃物对环境、土壤的污染日趋严重,我国科技工作者对可降解地膜进行了攻关,已经取得了一定的成绩,目前基于光-生物双降解地膜已经成为研究的发展主流。在基于光-生物降解薄膜的地膜使用过程中,由于地膜边缘有一部分要求埋入土壤中,其受到光的照射少,所以降解时间也要变长,因此,在生产前期要对薄膜边缘进行光照射处理,以便其降解时间和暴露在阳光下的降解时间一致,为了解决这一问题,设计了可降解地膜生产控制系统辅助装置,该系统设计数字可调光电子整流器,配合高精度紫外线传感器,光电编码器,可以对整个薄膜生产过程进行监控,实践证明,该装置可以满足生产需求,具有一定的实用价值。

摘要：目前,在缝制行业加工工艺过程中,通常需要将图案的边缘作为加工的轨迹,而在实际操作过程中,都是通过手动输入或者计算机辅助设计制图后编译生成相应的加工代码,该方法存在费时费力且操作不方便的问题,因此寻找一种如何快捷获取图案边缘的方法是行业亟待解决的问题。针对这一问题,提出了一种基于闭式解图像抠图的CRF提取模型。此方法以抠图边缘作为基本CRF模型,建立边缘像素之间的相互联系,从而精确光滑得出图案的缝制轨迹。实验表明,所用算法得到的自然图案目标边缘规整、无毛刺,同时提高了图案的自动生成准确度和能力。