摘要：针对纳米尺度热现象研究的需求,基于表面等离激元光镊对金纳米颗粒的动态操控能力,设计了一种实时、动态、可控的纳米热源。利用有限元法对光镊系统中金纳米颗粒的光热效应与表面等离激元电磁场强度的关系进行了模拟,阐明了由于表面等离激元和局域表面等离激元的耦合作用导致的电磁场能量聚集和增强,以及同时实现的金属纳米颗粒的光热效应;分析了在该光镊系统捕获金属颗粒过程中颗粒所产生的热效应,并由此得到了实时控制纳米热源热功率的方法。在理论研究的基础上设计实验并证实了该光镊系统中金纳米颗粒基于光热效应的加热能力。结合表面等离激元光镊系统对纳米热源的精确定位操控能力,该系统为纳米尺度热现象的研究提供了灵活而可靠的手段。

摘要：为实现单轴晶体微粒的高精度、可操控旋转,利用偏振光与单轴晶体微粒的相互作用来实现光致旋转.基于晶体波动光学理论,考虑影响单轴晶体微粒旋转角速度的主要因素（晶体微粒的厚度和半径、单轴晶体光轴与晶面的夹角、光束在晶面的反射率和透射率、光束振幅比和位相差、激光功率等）,推导出正晶体和负晶体微粒旋转角速度的一般公式.并就各种影响因素分别对正、负晶体中具有代表性的CaCO3和SiO2晶体微粒进行了模拟分析,所得到的晶体微粒旋转频率与激光功率成正比,与现有文献的实验结果一致,证明了该理论模型的合理性.依据理论分析结果,选用半径和厚度均为1~3μm的CaCO3晶体微粒作为机械转子,对单轴晶体微粒光致旋转应用于微机械转子进行优化设计,提高了微机械转子的旋转频率.研究结果为晶体转子的选材和光驱动微机械马达的设计提供了更加精确合理的理论支持.

摘要：基于计算全息法(CGH)以及夫朗禾费衍射近似条件下的衍射理论,设计了获取各阶类贝塞尔空心光束的光栅,通过对光束在径向及其传播方向上的光强分布进行模拟分析,得到光场随着类贝塞尔光束的阶数、传播距离以及径向r的分布规律,得到的空心光束的暗斑尺寸、环状光束宽度和光束半径等表征空心光束特点的参数能更好满足光镊-光钳操作系统要求,验证了利用CGH获取高阶类贝塞尔空心光束的可行性。研究结果为获取高质量的空心光束提供了一种简单、高效的方法。

摘要：激光驱动微纳器件为微机械领域中驱动微齿轮提供了一种新型的驱动方式。偏振光束的自旋角动量向晶体微粒传递可使其旋转,基于晶体波动光学理论分析了影响其旋转频率的各种因素（如微粒的厚度和半径;晶体光轴与晶面的夹角;光束在晶面的反射率和透射率、光束振幅比和位相差、激光功率）,并推导出晶体微粒的旋转角速度的解析公式。为验证理论结果,在光镊平台上实现了碳酸钙晶体微粒的定位操控和旋转。所得实验值整体比理论值小是由于实际作用在粒子上的的激光有效功率比实验测量值要偏小;结合理论模拟与实验结果对比分析得知：碳酸钙晶体微粒的旋转角速度与激光功率成正比、与晶体微粒半径的三次方成反比、与微粒厚度成周期性变化规律。依此为提高微机械转子的旋转频率进行优化设计：选择Ca CO3晶体微粒作为微机械转子较为合适,Ca CO3晶体微粒的半径和厚度均取为1~3μm。

摘要：光致旋转技术在微机械和微生物等领域的应用越来越广泛。利用光束自旋角动量可以导致晶体微粒光致旋转的机理,从理论上分析了入射光椭圆度对晶体微粒旋转角速度的影响。通过MATLAB对不同激光功率下,光束的椭圆度与晶体微粒旋转角速度的关系进行数值模拟。结果表明:在实际对晶体微粒光致旋转操作中,晶体微粒能否旋转起来取决于光束椭圆度与微粒厚度之间的关系;在同一激光功率下,光束椭圆度与晶体微粒旋转角速度呈正旋曲线变化。因此,通过调节光束的椭圆度和较高的激光功率可以提高晶体微粒的旋转角速度。该结论对光驱动微机械马达的优化设计有一定的指导意义。

摘要：磁环表面缺陷图像具有对比度低、纹理背景复杂、缺陷种类多和亮度不均匀等特点,提出了一种基于掩模图像的磁环表面缺陷提取方法。首先,通过分析磁环表面图像中不同缺陷区域与正常区域的灰度差别,将磁环表面缺陷划分为两类,第1类为缺陷灰度值与正常区域差别大易分割,第2类为缺陷灰度值与正常区域灰度值差别小不易分割;其次,根据两类表面缺陷的成像特点以及与背景的关系,利用掩模技术分别设计了相应的缺陷提取方法;最后,在不同的光照、规格、缺陷类型及大小等方面,利用开发的样机进行了大量的在线实验。实验结果表明,本文缺陷提取算法稳定性好,鲁棒性强,能够准确、快速地提取出磁环表面图像各区域的缺陷,表面缺陷检测的准确率为95.3%。

摘要：针对传统对位装置对位精度低、速度慢的缺点,设计并开发了基于机器视觉的柔性印刷电路(FPC)智能对位装置。装置利用高分辨率工业CCD相机采集图像,配合机械和电气系统,控制运动控制卡完成FPC智能抓取、采集、处理和对位。在关键的定位算法中,通过改进的一维Otsu阈值分割方法对FPC图像进行阈值分割,利用提出的三椭圆平均拟合法提取定位圆圆心坐标,采用累计概率Hough直线变换测量旋转的角度;进而将计算的相对于标准位置的偏移量传送至运动控制卡,利用闭环反馈控制伺服系统进行纠偏。在开发的样机上进行大量的在线实验结果表明,本文装置稳定性强,对位精度高,对位误差不超过±0.06mm,角度误差不超过0.001 6rad。

摘要：讨论了基于 Internet的敏捷化设计制造工作模式。通过对分布企业内和异地联盟企业间的数据共享和协作机理等核心问题的分析 ,以快速、低成本的网络集成技术建立适用于机械制造业的 Internet/Intranet信息集成框架 ,为未来完善的分布运作提供了协同支持。并在上海海鸥照相机厂、上海交大 CIM研究所、上海市人民电器厂和上海同济大学

摘要：针对钢化玻璃绝缘子人工上窑中存在的安全隐患、效率低下等问题,对钢化玻璃绝缘子自动化生产设备进行了研究,设计并开发出了钢化玻璃绝缘子智能上窑定位装置,主要由机械、控制、视觉3大系统组成。图像处理系统利用Open CV开源视觉软件库和MFC搭建系统框架,并在VS2010上实现了整个智能上窑系统;采用改进的亚像素精度轮廓提取,提高了识别的准确率;该装置集图像采集、处理、输出于一体,实现了正、反重叠摆放产品的抓取、翻转和放置以及承载产品的隔板和托架抓取和放置。研究结果表明:该智能装置不受外界光照变化的影响,鲁棒性强,并且所设计的方案合理且有效,其上窑效率远高于人工效率,并已经在厂家在线运行。

摘要：本文对乙烯装置中低温冷区中使用的低温泵进行了设计、制造、使用等方面的探讨，对关键技术进行了剖析。