摘要：目前对于扑翼和扑旋翼飞行器的研究主要致力于实现仿生拍动模式的机构设计和气动特性分析,对昆虫翅的研究主要在微观尺度的生物学构成以及材料和力学特性。采用主成分分析法可建立昆虫翅展向抗弯刚度与几何形态参数之间的关系。以仿蜻蜓翅的扑翼设计为例,根据蜻蜓翅脉的分布可设计具有几何相似性的扑翼模型,进而基于蜻蜓翅的展向抗弯刚度实验结果建立仿蜻蜓翅扑翼设计的刚度相似性准则,以刚度相似性为约束对扑翼进行结构优化,分别制作了仅具有蜻蜓翅刚度相似性的矩形扑翼(JX-翼)、仅具有蜻蜓翅几何相似性的扑翼(JH-翼)、基于蜻蜓翅几何相似性和刚度相似性的仿生扑翼(GD-翼),并采用扑旋翼模型分别对这3种扑翼在5~15 Hz的拍动频率范围内进行了升力测试实验。结果表明,基于几何相似性及刚度相似性设计的GD-翼在12.5 Hz拍动频率时产生的升力比仅基于刚度相似性的矩形JX-翼提高25%,在低于6.5 Hz时与仅基于几何相似性设计的JH-翼相近,但在高于8 Hz时比JH-翼的升力大2倍以上。基于蜻蜓翅的几何相似性和刚度相似性的扑翼结构设计方法为提高仿生扑翼和扑旋翼的气动升力和效率提供了新的路径。

摘要：基于飞行生物扑翼的运动和气动特性而设计的微小型仿生扑翼飞行器在低雷诺数飞行条件约束下具有传统固定翼和旋翼无法比拟的气动和机动性优势,自20世纪末开始受到持续关注。对仿鸟扑翼飞行器的研究进展和相关成果进行了概述,包括基于周期拍动体涡流理论的鸟类扑翼飞行机理及最优推进效率的拍动模式,与昆虫扑翼追求高升力的飞行机理相区别,重点介绍了扑翼传动机构、尾翼控制、起降等关键技术,并提出了微小型仿生扑翼飞行器研发和应用面临的主要瓶颈问题和发展趋势。

摘要：为减少微流控芯片流道中的试剂残留,避免因微阀转动将残留试剂带入到其他生物化学反应中,对影响微阀流道端口对准精度的关键特征进行公差设计。首先,利用实效边界法,建立微阀流道端口重合面积与微阀各关键特征公差值之间的数学模型;然后,利用COMSOL仿真软件,得到满足实验要求的最小流道端口重合面积,进而求得公差值;最后,通过实验验证,该公差设计下的微阀可以减少试剂残留,实效边界法的可行性得到证明,提出一种不依赖人工经验的公差设计方法,对通用性微阀的公差设计提供了一种参考。

摘要：随着微流控技术越来越广泛的应用于生物医药、化学分析等领域,该技术的实现载体——微流控芯片成为了研究热点和难点,而微阀作为芯片内流体控制的关键部件,其性能直接决定了芯片的可用性。为了实现芯片液路切换和密闭性等功能,同时在保证可靠性的前提下兼具通用性和低成本,提出了一种可靠性高、通用性强且成本低廉的机械式旋转微阀,其结构保证了自密封性。通过外部设备驱动旋转,可以精确控制多个流道通路的开闭和切换,通过机械接口的设计,其易于集成在多类微流控芯片上。通过静力学仿真分析和气密性实验。结果表明:微阀结构预紧力分布均匀,密封垫片变形合理,在0.16 MPa的截止压强范围内可以实现零泄露,验证了微阀的有效性和可用性。

摘要：随着水下探测技术的发展,对于多路微弱水声信号预处理的指标要求越来越高。由于运算放大器和RC网络组成的高阶数带通滤波器,需要大量的外接电阻和电容,在较多通道数量的应用条件下,通道间的信号幅度和相位一致性很难控制。提出了一种新的高一致性低噪声多通道信号预处理方法。经过实验分析,在等效输入噪声、幅频特性、相频特性等方面效果很好,能够达到要求的技术指标。该方法能够在高一致性低噪声的多通路水声信号预处理中得到广泛的应用。