摘要：基于对金属空心球复合材料的结构分析,采用金属型重力铸造法制备金属空心球复合材料。介绍了金属空心球复合材料金属型重力铸造工艺流程,并设计了一种成本低廉、简易成型、且能多次使用的金属型模具,且对金属空心球复合材料进行了实验试制及材料验证。结果表明,采用金属型重力铸造法能够制备出孔壁结构完整且孔洞随机分布的金属空心球复合材料,能实现空心球单一设计与梯度设计;金属空心球复合材料基体与空心球壁组织较为致密,且形成了厚度为25~30μm的界面层;金属空心球复合材料的应力-应变曲线具有明显的弹性阶段、塑性平台阶段和致密化阶段,且采用空心球梯度设计的金属空心球复合材料相较于空心球单一设计的金属空心球复合材料,其基本力学性能有明显的提升。最后,与传统的闭孔泡沫铝材料进行了对比分析,金属空心球复合材料整体稳定性更高,吸能效果更强。

摘要：随着无人系统、智能技术的发展以及应用日趋复杂,由若干无人系统在一定时间与空间内自主协同完成任务的智能无人集群系统得以快速涌现,其可有效提高完成复杂任务的能力,在国防装备与国民经济等领域具有重要且广泛的应用前景。无人集群系统的智能评价具有场景多样、指标多维、方法多类等特征,是极具挑战性的研究问题。本文在分析无人集群系统智能评价已有相关研究基础上,结合国家科研项目,基于群体观察-判断-决策-执行(OODA)行为模型提出了评价协同演化模型及适应群体OODA的等级评价标准,进而提出场景驱动的评价过程与适应性评价方法,设计开发自主评价工具集,并结合无人集群系统(USS)及其典型应用场景进行了初步验证。

摘要：在深入分析自然界生物在含粉尘非结构化表面上着陆栖息和爬行仿生原理的基础上,建立了爪刺式飞行爬壁机器人的爬行动力学模型和接触―碰撞动力学模型,研究了爬壁系统的爬行动力学和机器人整机的接触―碰撞动力学行为.利用柔性碳纤维杆和柔性绳组合机构以及爪刺机构,实现爪刺对壁面的自适应抓附与脱离.完成了具有飞行和壁面爬行能力的爪刺式飞行爬壁机器人的优化设计,并开展了整机着陆栖息和爬行的实验.通过与计算结果的比较,验证了动力学模型的正确性和仿生设计的可行性.研究得到了理想爬行步态所需要的舵机驱动力曲线,且发现当尼龙绳预紧力为0.75 N时,对爬行过程中的抖振现象的减缓效果最佳.同时,还深入分析了着陆初速度、能量转换以及舵机升力对着陆栖息的影响,结果表明当着陆碰撞前速度约为0.9 m/s、俯仰角约为-10°时,机器人能正常着陆在粗糙壁面上,并且碳纤维杆的能量转换与升力的共同配合能扩大成功着陆所需的初始状态范围.

摘要：为了解决欠驱动双足机器人行走的控制问题,提出一种欠驱动平面双足机器人稳定步行控制方法和策略.首先,分析带有身体惯量的倒立摆模型的动力学特性,根据动力学模型和姿态信息,设计姿态稳定控制器,维持机器人身体姿态的稳定.然后,根据欠驱动量的动力学方程和行走速度反馈,设计行走速度稳定控制器.通过调整摆动腿步长的策略,实现速度稳定的连续行走.最后,在双足机器人上开展实验,验证了该控制方法和策略的有效性.

摘要：为缓解L频段卫星导航信号日趋拥挤的问题,国际电联(ITU)将5 010~5 030 MHz的C频段分配给导航业务,客观上使L与C频段联合导航成为可能。调制方案是导航信号体制设计中的关键环节,设计一种能满足各波段要求的通用调制方案,可有助于降低多频终端的复杂度,加快多波段联合导航的实用化进程。本文针对北斗(BDS)B3信号的频点分布,设计一种L和C频段的双频组合模型,提出将连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)作为上述频段的通用调制方案。仿真结果表明:相比于现有调制方案,CPM具有较高的频谱利用率,在码跟踪精度、抗多径、兼容性方面有一定的优势,可满足C频段严格的兼容性约束条件,使各波段中通用信号设计成为可能,为未来北斗卫星导航信号调制方案的设计提供新思路和可行性论证。

摘要：微波无线能量传输是实现远距离无线传能的主要方式之一,也是空间太阳能电站系统的核心技术之一。微波整流电路是实现微波到直流转换的关键环节,为实现大功率、远距离微波无线能量传输,文章设计了一种频率为2.45GHz的二极管阵列整流电路,能在大功率下完成高效整流,且对负载变化的敏感度低。测试表明:在27dBm输入功率、150Ω负载下,MW-DC转换效率最大达71.83%;输入功率为23~32dBm时的转换率高于65%;即使输入功率低至17dBm的转换率仍高于50%。因此,论文所提整流电路的输入功率动态范围大,最高可达32dbm,且转换效率高,可用于微波无线能量传输中。

摘要：为实现机电作动系统快速起竖,揭示了起竖装置中铰链安装位置、系统输出速度对其输出瞬时功率、输出合力的影响规律,优化研究了机电起竖装置铰链位置及系统输出速度。分别对负载和机电作动系统建立了动力学模型,探究了机电作动系统不同输出速度以及铰链位置与其输出瞬时功率及合力的关系;针对不同铰链安装位置和机电作动系统输出速度,采用遗传算法对其进行了优化分析,得到铰链位置及输出速度最佳匹配关系,提高了起竖装置工作效率,使得整个装置空间布局最优,安装空间最紧凑。

摘要：目的:建立一套AR远程指导系统,以应对新型冠状病毒肺炎疫情下的医疗指导,避免交叉感染。方法:该系统包括服务器端和客户端(指导端和被指导端),由图像分割模块、图像融合模块和视频传输模块构成。其中,图像分割模块采用基于K-means色彩聚类的改进型算法进行前景提取;图像融合模块利用掩膜图像进行图像融合;视频传输模块采用H.264编码,使用HTTP-FLV协议进行数据拉流。同时,对系统进行功能测试和性能测试。结果:测试结果表明,该系统实现了指导端和被指导端远程就同一动态视野或场景进行高效、直观、精确的交互,系统延迟时间约1.61 s,平均每帧图像处理时间约0.064 s,具有较好的实时性和视频流畅度。结论:AR远程指导系统基本满足疫情期间远程指导的临床需求,对解决医疗资源短缺、避免交叉感染起到了十分重要的作用。