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基于电喷墨技术的多焦距曲面微透镜阵列制备

激光与光电子学进展 2023年

作者：褚金奎刘瑞刘建英付佳新大连理工大学机械工程学院

随着微纳米工艺的发展，微光学元件的制备和应用成为重要研究方向。生物复眼具有视场大、体积小、动态特性好等优点。微透镜阵列是一种常用的仿生复眼的光学元件，具有广泛的应用场景。本文提出了一种基于电喷墨打印技术制备多焦距的曲... 详细信息

随着微纳米工艺的发展，微光学元件的制备和应用成为重要研究方向。生物复眼具有视场大、体积小、动态特性好等优点。微透镜阵列是一种常用的仿生复眼的光学元件，具有广泛的应用场景。本文提出了一种基于电喷墨打印技术制备多焦距的曲面微透镜阵列的工艺，制备的多焦距微透镜阵列可以解决曲面基底和平面的图像传感器焦距不匹配引起的离焦模糊问题。首先基于电喷印技术制备平面的多焦距微透镜阵列，然后在表面形成抗粘层并倒模，得到微透镜阵列凹模，最后经负压弯曲注胶固化过程，制备了多焦距的曲面微透镜阵列。阵列的整体半径为6毫米，焦距范围为4.9-6.23毫米，总方向角大于60°。

关键词：集成光学器件多焦距曲面微透镜阵列电喷墨技术

平面含复铰及齿轮-连杆运动链的拓扑描述和结构自动综合

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机械工程学报 2015年第13期51卷 95-100,115页

作者：褚金奎邹炎火大连理工大学机械工程学院大连116024 中国科学院海西院泉州装备制造研究所泉州362200

平面含复铰及齿轮-连杆运动链的拓扑结构自动综合可为机构方案创新设计提供各种优选类型,是研究机构结构组成的有效方法,是构思、发明新机构的基础。研究平面含复铰和齿轮-连杆运动链的多色拓扑图描述及借助拓扑图描述实现的单开链迭加... 详细信息

平面含复铰及齿轮-连杆运动链的拓扑结构自动综合可为机构方案创新设计提供各种优选类型,是研究机构结构组成的有效方法,是构思、发明新机构的基础。研究平面含复铰和齿轮-连杆运动链的多色拓扑图描述及借助拓扑图描述实现的单开链迭加结构自动综合方法。详细地讨论平面含复铰和齿轮-连杆运动链的双色拓扑图和三色拓扑图描述,为机构的分析与综合提供良好的数学工具。借助于相应的多色拓扑图描述,给出综合相应输入参数的基于单开链迭加的平面含复铰及齿轮-连杆运动链结构自动综合方法,并给出相应的综合实例来验证该自动综合方法的有效性及可靠性。

关键词：平面含复铰及齿轮-连杆运动链多色拓扑图结构自动综合单开链迭加法

球面四杆曲柄滑块机构函数综合的变步长数据库法

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农业机械学报 2013年第11期44卷 329-335页

作者：孙建伟路贺褚金奎长春工业大学机电工程学院长春130012 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116023

提出了用变步长数据库法进行球面四杆曲柄滑块机构函数综合。通过对球面四杆曲柄滑块机构输入输出函数的谐波成分分析,发现了机构输出函数与其相应的谐波特征参数之间的内在联系。据此将机构基本尺寸型和对应的谐波特征参数存储在一起,... 详细信息

提出了用变步长数据库法进行球面四杆曲柄滑块机构函数综合。通过对球面四杆曲柄滑块机构输入输出函数的谐波成分分析,发现了机构输出函数与其相应的谐波特征参数之间的内在联系。据此将机构基本尺寸型和对应的谐波特征参数存储在一起,建立了包含42 185组基本尺寸型的球面四杆曲柄滑块机构函数输出谐波特征参数的变步长数据库。借助模糊识别理论可以快速的从数据库中识别出若干组满足设计要求的机构基本尺寸型,从而实现球面四杆曲柄滑块机构的函数综合。为了提高综合精度,借助遗传算法对得到的结果进行了优化。最后以塑料温室的通风开启关闭装置作为实例,来说明球面四杆曲柄滑块机构函数综合的过程及变步长数据库法在空间机构综合中的应用。

关键词：球面四杆曲柄滑块函数综合变步长数据库谐波特征参数

烟草收获机采摘机构对烟叶采收效果影响的研究

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农机化研究 2022年第12期44卷 170-174,181页

作者：李阳褚金奎于洁大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024

采摘机构是烟草收获机的核心部件,其工作性能直接影响烟叶采收效果。为了探究影响采摘机构工作性能的因素,确定采摘机构最佳工作参数,搭建了采摘机构试验装置,理论分析了采摘机构对烟叶采收效果的影响因素。同时,通过试验确定了采摘机... 详细信息

采摘机构是烟草收获机的核心部件,其工作性能直接影响烟叶采收效果。为了探究影响采摘机构工作性能的因素,确定采摘机构最佳工作参数,搭建了采摘机构试验装置,理论分析了采摘机构对烟叶采收效果的影响因素。同时,通过试验确定了采摘机构工作参数的最佳组合为:喂入速度0.9m/s,采摘刀转速175r/min,采摘刀角度8°。研究可为烟草收获机采摘机构的设计提供理论基础。

关键词：烟草收获采摘机构正交试验

基于小波特征参数的平面四杆机构轨迹综合方法

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机械工程学报 2019年第9期55卷 18-28页

作者：刘文瑞孙建伟褚金奎长春工业大学机电工程学院长春130012 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 大连理工大学机械工程学院大连116024

小波分解可以在不同尺度下对函数曲线的特征进行提取,基于该理论,首先,对平面四杆机构连杆轨迹曲线进行小波分解,利用归一化处理方法提取轨迹曲线的小波特征参数,给出了平面四杆机构连杆轨迹曲线的小波特征参数近似描述方法。进而结合... 详细信息

小波分解可以在不同尺度下对函数曲线的特征进行提取,基于该理论,首先,对平面四杆机构连杆轨迹曲线进行小波分解,利用归一化处理方法提取轨迹曲线的小波特征参数,给出了平面四杆机构连杆轨迹曲线的小波特征参数近似描述方法。进而结合数值图谱法,将11维非整周期轨迹综合问题转换为6维机构尺寸型检索问题,同时建立包含3 004 281 900组平面四杆机构的机构尺寸型数据库。根据轨迹曲线小波特征参数的特点,利用多维搜索树,将各相对转动区间内的机构尺寸型进行分区,建立索引关键字数据库。从而通过比较给定轨迹曲线小波特征参数与索引关键字,查找并提取目标机构所在叶子结点中机构尺寸型的小波特征参数,建立自适应图谱库。在此基础上,根据给定设计要求的小波特征参数与自适应图谱库中的小波特征参数的相似程度,检索出满足设计要求的机构尺寸型。再根据理论公式计算目标机构的实际尺寸及安装位置,实现平面四杆机构非预定相对转动区间轨迹综合问题的求解。最后,利用小波特征参数法对滚压包边设备的滚轮进给机构进行设计,验证本方法实用性和有效性的同时,为传统滚压包边提供新的思路。

关键词：小波特征参数平面四杆机构多维搜索树自适应图谱库非整周期轨迹综合

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SU-8胶长细比效应的分子动力学模拟

高分子材料科学与工程 2014年第1期30卷 96-99页

作者：尚海鑫褚金奎高佳丽大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室辽宁大连116024

运用分子动力学(MD)的研究方法,经过分子聚合、能量最优化和退火模拟等构建了不同长细比的SU-8光刻胶模型,模拟研究了在室温条件下不同长细比的SU-8胶纳米尺寸模型的弹性模量、泊松比、剪切模量等力学性能参数。结果表明,在室温下,随着S... 详细信息

运用分子动力学(MD)的研究方法,经过分子聚合、能量最优化和退火模拟等构建了不同长细比的SU-8光刻胶模型,模拟研究了在室温条件下不同长细比的SU-8胶纳米尺寸模型的弹性模量、泊松比、剪切模量等力学性能参数。结果表明,在室温下,随着SU-8胶模型长细比的增加,材料的杨氏模量和剪切模量逐渐增大,这一现象与微尺度SU-8胶模型的实验结果一致,表明有效长细比是微尺度下表征材料力学性能和尺寸效应的一个重要参数。

关键词： SU-8光刻胶力学性能分子动力学长细比

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基于傅里叶级数理论的连杆机构轨迹综合方法

机械工程学报 2010年第13期46卷 31-41页

作者：褚金奎孙建伟大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116023

探讨傅里叶级数在平面和空间连杆机构中的几何意义,给出平面和空间连杆机构连杆曲线的统一数学表达式。借助傅里叶级数理论,对该表达式的谐波成分进行理论分析,发现连杆曲线谐波成分与其相应连杆转角函数谐波特征参数和机构尺寸参数的... 详细信息

探讨傅里叶级数在平面和空间连杆机构中的几何意义,给出平面和空间连杆机构连杆曲线的统一数学表达式。借助傅里叶级数理论,对该表达式的谐波成分进行理论分析,发现连杆曲线谐波成分与其相应连杆转角函数谐波特征参数和机构尺寸参数的内在联系。通过连杆机构基本尺寸型与连杆转角函数的关系,提出建立连杆曲线数值图谱,以及推导连杆机构实际尺寸、连杆上点的位置和安装尺寸参数理论公式的一般方法。建立由平面机构到空间机构在形式上和内容上统一的连杆机构轨迹综合理论。从而为连杆机构轨迹综合提供了一种有效的通用方法。最后通过空间连杆机构轨迹综合算例,说明了本方法的有效性。

关键词：连杆机构傅里叶级数轨迹综合数值图谱

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基于多个压电换能器的接口电路

浙江大学学报（工学版） 2013年第11期47卷 2038-2045页

作者：霍新新褚金奎韩冰峰姚斐大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连116023 辽宁省微纳米技术及系统重点实验室辽宁大连116023

为了探究多压电换能器并联时的能量输出特性,以标准电路和同步电感电路(SSHI)为基础提出4种多压电换能器并联电路,对4种电路下的输出功率进行理论推导,并探讨激振力之间相位差对并联输出功率的影响.结果表明:如果多压电换能器采用先并... 详细信息

为了探究多压电换能器并联时的能量输出特性,以标准电路和同步电感电路(SSHI)为基础提出4种多压电换能器并联电路,对4种电路下的输出功率进行理论推导,并探讨激振力之间相位差对并联输出功率的影响.结果表明:如果多压电换能器采用先并联后整流的标准/SSHI电路,激振力之间相位差对输出功率有影响,并且最终的并联输出功率由相位差、激振频率及接口电路共同决定.如果多压电换能器采用先整流后并联的标准/SSHI电路,激振力之间相位差对并联输出功率没有影响,输出功率由激振频率和接口电路决定.对比4种接口电路,采用先整流后并联的SSHI接口电,输出功率峰值较高、带宽较宽,在4种电路中综合效果更好.

关键词：压电换能器标准电路 SSHI电路并联相位差

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偏振光传感器在四旋翼飞行器中的应用

电子学报 2020年第1期48卷 198-203页

作者：褚金奎武进李金山支炜大连理工大学机械工程学院

为了实现偏振光传感器在实际三维空间中的导航应用,设计了一种基于仿生偏振光导航传感器、微惯性测量单元(MIMU)与全球定位系统(GPS)的组合导航控制系统,并实际应用到了四旋翼导航控制之中.本文首先介绍了偏振光传感器的功能模型和测角... 详细信息

为了实现偏振光传感器在实际三维空间中的导航应用,设计了一种基于仿生偏振光导航传感器、微惯性测量单元(MIMU)与全球定位系统(GPS)的组合导航控制系统,并实际应用到了四旋翼导航控制之中.本文首先介绍了偏振光传感器的功能模型和测角原理.其次采用扩展卡尔曼滤波(EKF)技术设计了偏振光传感器、MIMU、GPS的信息融合算法,通过室外飞行试验对该导航系统的性能进行了测试,并与传统MIMU/GPS/电子罗盘导航系统进行了比较.结果显示:在有磁场干扰环境下,基于偏振光的导航控制系统平均位置精度较传统导航系统提高了50.4%.实验结果表明:该导航控制系统实时性好、精度较高、抗电磁干扰能力强,且误差不随时间累积,基本满足移动载体进行自主导航时的精度和可靠性要求.

关键词：偏振光传感器四旋翼导航扩展卡尔曼滤波