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机械工程学报 2023年第9期59卷 1-11页

作者：许毅张雨来斯云昊李昌黄强石青北京理工大学机电学院北京100081 重庆长安汽车股份有限公司重庆401133

以跳跃类昆虫为仿生对象,研制出一种微小型仿蝗虫机器人,可实现微小尺度下无翻转跳跃运动。通过分析蝗虫后胸跳跃足的骨骼肌肉模型,设计了基于斯蒂芬森六杆机构的仿生跳跃足结构;根据运动学优化六杆参数,解决了跳跃足末端轨迹的非线性... 详细信息

以跳跃类昆虫为仿生对象,研制出一种微小型仿蝗虫机器人,可实现微小尺度下无翻转跳跃运动。通过分析蝗虫后胸跳跃足的骨骼肌肉模型,设计了基于斯蒂芬森六杆机构的仿生跳跃足结构;根据运动学优化六杆参数,解决了跳跃足末端轨迹的非线性和能量储存受限的问题;利用蝗虫蓄力时海特勒肿块与肌腱锁死实现能量锁存的工作机制,设计了基于棘轮-棘爪机构的锁能与释放装置,实现了机器人蓄力时能量的持续累积锁定,及起跳时的能量瞬时释放;利用动力学分析解算出机器人起跳阶段冲量矩和速度波动角的变化,从理论上验证了本机器人可实现无翻转跳跃的运动特性。最后,通过物理样机实验验证,表明设定胫节与地面夹角75°时,可实现机器人的无翻转、高爆发跳跃,即保持与起跳时一致的空中姿态且跳跃最大高度可达5倍体高。

关键词：仿蝗虫机器人仿生跳跃足能量转换机制运动稳定性

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Dy3+掺杂Ge-Ga-S-CsI硫卤玻璃的中红外发光性能研究

Dy3+掺杂Ge-Ga-S-CsI硫卤玻璃的中红外发光性能研究

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作者：侯亚南武汉理工大学

学位级别：硕士

硫系玻璃是一种性能优良的红外光学材料,具有较低的声子能,通常从可见波段到远红外波段都具有较高的透过率,并且具有相对于一般氧化物玻璃更大的二阶及三阶光学非线性,使其广受关注。通过向硫系玻璃中引入卤化物而得到的硫卤玻璃,具有... 详细信息

硫系玻璃是一种性能优良的红外光学材料,具有较低的声子能,通常从可见波段到远红外波段都具有较高的透过率,并且具有相对于一般氧化物玻璃更大的二阶及三阶光学非线性,使其广受关注。通过向硫系玻璃中引入卤化物而得到的硫卤玻璃,具有更大的光学透过范围,更大的稀土溶解能力和更小的禁带宽度。本文对Dy3+掺杂的Ge-Ga-S-CsI体系的硫卤玻璃的光学性能和Dy3+在该体系硫卤玻璃中的能量转换机制等问题进行了探讨,所采用的泵浦光源为808nm,最大功率为3kw的二极管激光器。对得到的Dy3+掺杂的Ge-Ga-S-CsI体系不同组分的硫卤玻璃的6H11／2和6H13／2能级的吸收截面以及掺杂样品在2.7和4.2μm处的荧光发光的发射截面进行比较后发现比较,发现两者都随玻璃系统中S的含量的增加而减小。对两个能级测量的荧光寿命也随S的含量的增加而减小,这是由于非辐射驰豫率减少的原因。6H11／2和6H13／2两个多重态由于一系列共同上转换行为的影响(例如：6H13／2,6H13／2-→6H15／2[6F11／2,6H9／2]和6H11／2,6H13／2→6F9,2-6H7／2,6H15／2)而存在非辐射驰豫驰豫,从而导致两个多重态出现淬灭情况,激发寿命减小。 CsI引入对Dy3+掺杂的Ge-Ga-S基质玻璃的多声子驰豫率(MPR)和发射光谱特性进行了研究,发现Dy3+掺杂的Ge-Ga-S-CsI基质玻璃的多重态振子强度较未引入CsI的Ge-Ga-S体系中的多重态强度因子要小。这是由于离子键性的CsI的引入使得稀土离子周围配位环境的共价性减弱,离子性增强造成的。随着CsI加入量的增加,多声子驰豫率(MPR)随之进一步降低,中红外荧光发光的量子效率则随之提高。进一步加入的CsI并不影响375cm-1处锗硫四面体[GeS]的对称伸缩振动,但是其使得受激发的多重态变宽。随着温度的增加,它将会减少受激发多重态中最低Stark能级的数量减少。因此相比较Ge-Ga-S基质玻璃,Ge-Ga-S-CsI基质玻璃中多声子驰豫率(MPR)随温度升高而增大的速率要慢得多。此外,Ge-Ga-S-CsI基质玻璃中电子-声子耦合强度也较小,这也是多声子驰豫率(MPR)减小的原因。此外,CsI的加入可以提高稀土离子在硫系玻璃中溶解度,改善基质玻璃的热性能并进一步增强其成玻能力。

关键词： Dy3+掺杂硫卤玻璃 Ge-Ga-S-CsI体系硫卤玻璃中红外发光能量转换机制

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