摘要：以非成像理论中光学扩展量的传递规律为依据,给出了激光二极管(LD)阵列作为光源的新型激光投影显示系统中方棒照明光路元器件尺寸及入射光束孔径角的确定方法。选用3×8红光LD阵列作为光源,0.45inch(1inch=25.4mm)硅基液晶(LCOS)芯片为空间光调制器(SLM),应用光学设计软件Zemax给出了方棒照明系统的设计实例,包括LD阵列光源光束整形系统、方棒匀光系统、方棒中继系统的设计。结果显示方棒照明系统具有较高的光能利用率及较好的光斑均匀性。由此得出较高光能传递质量的新型激光投影显示系统中方棒照明系统的设计方法。

摘要：设计了一种大功率、小体积、可有效降低散斑的投影用二维激光光源模块。该激光光源模块由二维激光二极管(LD)阵列和微透镜阵列两部分组成,不需要其他光学器件,可直接获得均匀的矩形照明光斑。使用Zemax软件建立了具体的模型,分别分析了LD的发散角、个数、间距以及光束经透镜后发散角等参数对光能利用率、光束形状、光斑大小、光束照明位置以及光束均匀性的影响。根据理论分析设计了一种用于液晶显示器(LCD)投影系统的二维激光光源模块。

摘要：双光梳测距技术具有测量精度高、测速快、非模糊范围大和可现场溯源的优势,在航天工程中具有广阔的应用前景,如航天器交会对接、卫星编队飞行、大型展开机构定位等。在货运飞船与空间站交会对接的任务场景下,提出了一种双光梳高精度测距技术空间应用与试验方案,介绍了双光梳测距技术的基本原理,对试验系统进行了架构设计,实现在400 m范围内对空间动态合作目标优于100μm测距精度、1 kHz测量带宽。进一步针对测距系统的关键参数进行了设计与仿真,对系统的空间环境适应性进行了分析,结果表明测距系统最大可实现19.5 m/s相对运动速度下的高精度测距,满足搭载任务场景需求,为下一步双光梳测距技术的在轨试验与航天工程化应用提供了技术参考。

摘要：针对小天体探测高帧率、高分辨率和高测距精度需求,深入分析了激光测绘导航方法现状,提出了一种混合固态激光三维地形测绘与导航一体化设计方法。通过单光子面阵探测器与532 nm光纤激光器实现高成像帧率、二维音圈电机快反镜多模式扫描实现大视场和亚像素成像分辨率,采用达曼光栅分束器实现激光光束高精度扩束与衍射。将其应用到小天体探测中,结果表明:激光测距精度优于3 cm(3σ),帧频4 Hz,成像分辨率达到1 100×1 100。所提出的方法可兼顾地形测绘与导航,实现多功能轻小型一体化设计,可极大地降低资源消耗,对中国小天体探测任务的实施具有良好的指导意义。

摘要：近年来,对虚拟表面纹理进行工具介导的振动触觉再现已经成为触觉领域的一个研究热点。针对已有的纹理触觉渲染方法还存在适用范围窄、泛化能力弱、交互真实感低等问题,以改进后的MelGAN为基本网络,构建了一种新的纹理触觉渲染模型。该模型以纹理图像和用户的实时动作信息为输入,在能够高保真地生成振动触觉信号的同时,对常见纹理图像拥有更好的泛化能力。此外,设计了一款具有动作信息实时采集和振动触觉表达功能的笔式装置。在采集了数据库之外的真实纹理表面的振动触觉信号后,比较了提出的模型与已有方法在信号生成方面的性能差异。结果表明,模型实现了最低的均方根误差(0.173),验证了其对未建模纹理进行触觉渲染的能力。最后,使用笔式装置进行了两项用户实验。平均6.01的主观相似度评分说明,即使是数据库之外的新纹理,模型也能为用户提供较高的纹理交互真实感。

摘要：【目的】探究杉木小孢子母细胞减数分裂过程与雄球花外部形态变化的关系,为进一步开展杉木生殖生物学研究提供参考。【方法】以杉木雄球花为材料,采用数码相机实地拍照、体视镜以及醋酸洋红染色压片法研究杉木小孢子母细胞减数分裂和雄球花生长发育的过程。【结果】杉木雄球花着生于新枝顶端,外部有芽鳞包裹。随着小孢子母细胞减数分裂进行,雄球花的芽鳞逐渐打开,小孢子叶的体积增大,逐渐伸长到芽鳞之外,最终将雄球花的芽鳞挤压脱落;而小孢子叶颜色和大小也有着明显的变化,颜色经过翠绿色、黄绿相间、黄褐色、并最终变成红褐色,其长度变化范围为3.278~5.229 mm,直径变化范围为2.626~3.868 mm。观察杉木减数分裂过程发现:小孢子母细胞染色体行为存在异常,如减数分裂中期Ⅰ的落后染色体,后期Ⅰ和后期Ⅱ染色体分裂不同步,以及在四分体时期观察到不均等分裂,如二分体、三分体。不同着生位置的雄球花发育具有不同步性;同一个雄球花的不同小孢子叶以及相同小孢子叶的小孢子母细胞减数分裂进程也不相同,整个减数分裂过程大约持续3 d。【结论】杉木小孢子母细胞减数分裂进程与雄球花外部形态及小孢子叶颜色和大小的变化密切相关,其减数分裂过程中存在染色体异常现象。

摘要：由于视力存在障碍且缺乏社会关注,盲人的阅读便利性问题一直没有得到很好的解决。针对已有盲文显示装置存在的锁止力小、能耗大等问题,开发了一种用于盲人数字化阅读的指套式全锁止盲文显示装置,并通过理论推导、有限元分析对其进行仿真和优化。该装置中的盲文点执行器依靠横梁结构进行全锁止,能够为用户提供足够的反馈力,提高了盲文点识别的准确率和阅读效率。性能测试结果表明,盲文点执行器平均上弹力为101.67 mN,锁止力为5 N以上,平均刷新频率为17.7 Hz,符合设计要求。用户实验结果表明,识别盲文点平均准确率达到94%,且用户主观评价较高。可以看出,该装置可以提高盲人数字化阅读水平,并为盲人便携地阅读数字文本提供了一种良好的途径。

摘要：基于磁流变(Magnetorheological,MR)液的流变特性,MR制动器具有的高转矩-体积比(Torque-to-Volume Ratio,TVR)和低功耗优点使其成为一种应用前景广泛的被动力输出装置。为了提高旋转型MR制动器在单位空间内的输出制动转矩,基于凸轮结构提出了一种在剪切阀模式下工作的旋转型MR制动器。首先,介绍了这种新型MR制动器的总体结构,并基于Bingham塑性模型和凸轮模型对MR制动器的输出制动转矩进行了理论推导。然后,利用ANSYS软件和多目标优化设计方法,对制动器的结构进行有限元分析,得到最优的几何参数。在自主搭建的实验平台上对制动器进行了性能测试实验,结果表明,该制动器具有较高的TVR、较低的初始制动转矩和良好的动态特性。该制动器在较小的体积下能够实现最大42.4 kN/m^(2)的TVR,可以很好地满足力触觉交互、康复训练、可穿戴设备等需要小体积和大输出转矩的应用场景。