纳米技术与精密工程 /nm/oa 电化学生长纳米枝状ZnO及其场发射性能研究 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=20170101 采用电化学沉积法在阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的作用下生长纳米枝状氧化锌(ZnO),通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和场发射测试,系统研究了不同沉积时间下纳米枝状ZnO的形貌、结构与场发射性能.研究结果表明:由于表面活性剂中阴离子的位阻效应,导致在ZnO主干上电化学生长了多个ZnO的分枝,并且纳米枝状ZnO的场发射性能随着沉积时间的增加出现先升高后降低的趋势.其场发射性能的提高主要取决于ZnO主干上分枝的形貌和密度,在沉积时间为90 min时,每支ZnO的主干上分别生长了约 2~10 个分枝,获得最佳的纳米枝状ZnO场发射性能,开启场强低至1.54 V/μm,场增强因子高达59 739. 2017年01月15 00:00 2017年1期 1 6 1453187 叶芸1, 康冬茹1, 汪江胜1, 吕珊红1, 杨兰2, 郭太良1 熔石英光学元件纳米划痕亚表面损伤特性 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017102 为了实现熔石英光学元件激光损伤阈值的提升,本文分析了划痕对熔石英激光损伤的影响,利用纳米压痕实验区分塑脆划痕,通过时域有限差分(FDTD)算法仿真给出不同深度、不同宽深比的划痕对光场调制的影响结果,最后选取典型划痕进行R-on-1激光阈值测试实验.结果表明,深度在53 nm以下的塑性划痕对激光损伤无影响,处于塑脆转变阶段的划痕有一定几率诱导损伤,脆性划痕处损伤阈值远远低于基底阈值,仅为基底阈值的43.1%,是降低光学元件激光损伤阈值的重要因素.实验数据与理论仿真具有一致性. 2017年01月15 00:00 2017年1期 7 14 2354299 钟曜宇, 戴一帆, 石峰, 隋婷婷 基于OpenCasCade的虚拟三坐标测量机碰撞检测方法 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017103 为了解决三坐标测量机测量过程中可能出现的碰撞问题,提出将虚拟空间与实际空间相结合的防碰撞方法,同时提出一种基于OpenCasCade(OCC)的快速、准确的虚拟空间碰撞检测方法.防碰撞方法在虚拟空间中建立与实际空间具有一一对应关系的虚拟模型,从而在计算机向三坐标测量机发送运动指令时先在虚拟空间中检测该指令是否会造成碰撞,将有碰撞的指令修改为无碰撞的安全指令输出,以达到防碰撞的目的.根据OCC建模的特点,可以将虚拟空间碰撞检测方法分为2步,第1步利用包围盒法快速剔除不可能碰撞的部分,第2步利用三角面片相交检测法进行较为精确的碰撞检测.为了提高速度,利用OpenMP将碰撞检测程序的计算并行化.相关的碰撞检测实验验证了该碰撞检测方法的可行性,并根据记录的数据对碰撞检测时间和精度进行了分析,证明该碰撞检测方法具有一定的实用价值. 2017年01月15 00:00 2017年1期 15 20 1347329 刘书桂, 余飞, 韩振华 同轴倾斜转镜式傅里叶变换红外光谱仪的系统误差容限研究 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017104 针对具有同轴倾斜转镜式结构的新型傅里叶变换红外光谱仪进行了研究,该结构主要通过绕轴转动的倾斜反射镜组合和固定反射镜转折光路,产生连续变化的光程差,形成连续变化的干涉光强度.为了尽可能获取可靠的干涉光强度数据,获得准确的光谱信息,需要对系统的潜在误差进行研究,分析误差的来源和影响,确定系统的误差容限.通过模拟分析的手段,对倾斜反射镜组合和固定反射镜的误差进行了研究,确定了主要的误差来源、误差影响和误差允许范围,对系统误差容限形成了全面的认识.在此基础上,可以为同轴倾斜转镜式傅里叶变换红外光谱仪的制造和装配提供具体的数据参考. 2017年01月15 00:00 2017年1期 21 25 823423 李奇峰, 王慧捷, 陈达, 陈文亮, 徐可欣 奶粉掺假拉曼光谱成像检测新方法 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017105 本文采用拉曼光谱成像技术(Raman imaging)对掺杂奶粉进行快速检测,该技术有机结合了小尺度微区扫描和大尺度面积筛选功能,可高效采集奶粉样品信息.为了从复杂、变动的拉曼成像信号中准确识别掺假物质,本文发展了一种数据驱动的多尺度建模方法,以局部逼近的方式针对不同奶粉样品体系构建最佳小波基,自适应地提取拉曼成像信号中的掺假物质信息并加以甄别,最终以数据融合的方式建立多尺度模型.由此构建的光谱鉴定模型对奶粉掺假具有良好的识别能力,并有效避免了信息丢失.计算结果表明,该模型对未知样品的判别正确率为989%,可以半定量估计掺杂物浓度,为奶粉掺假识别提供了一种新方法. 2017年01月15 00:00 2017年1期 26 30 793757 陈达, 黄志轩, 韩汐, 李奇峰 基于多通道电刺激的食管起搏系统研究 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017106 针对研究功能性电刺激治疗贲门失弛缓症的需求,设计了一种基于多通道电刺激的食管起搏系统.系统以低功耗单片机MSP430为核心处理器,通过对前端脉冲发生信号的处理,控制低功率压控精密恒流电路,采用软件精确延时等技术实现了刺激脉冲的生成、多通道顺序输出、脉冲参数可调等功能.组织5名受试者参加了吞咽信号采集与处理实验.结果显示,系统可以100%检测到受试者吞咽引起的电压变化.将经采集处理后的电压变化值作为比较电路的阈值参数,进一步生成有效的脉冲发生信号.并且利用高精度示波器和万用表对系统生成的刺激脉冲的强度、频率、脉宽3种性能指标进行测试,对所有数据进行误差计算和分析.数据表明,实际测量值与理论值相对误差均小于2.5%,验证了设计原理的正确性和系统的可行性. 2017年01月15 00:00 2017年1期 31 35 792532 许小璇1, 陈晓冬1, 王邦茂2, 张莉莉2, 姜雪1, 汪毅1, 郁道银1 基于尺度、方向和距离约束的改进SIFT配准方法 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017107 针对SIFT算法在图像配准过程中存在遗漏掉大量的正确匹配对且产生误匹配对等问题,本文提出一种基于尺度、方向和距离约束的改进SIFT配准方法(SODC-SIFT).首先用SIFT算法对图像进行初匹配,利用特征点的尺度和主方向的差异剔除误匹配对;然后用最小二乘法求出两幅图像的几何关系;最后利用距离约束,迭代求解,找出正确匹配对,从而实现图像的精确配准.实验结果表明,本文方法与SIFT算法相比具有较强的鲁棒性,能够提升正确匹配对的数量并提高图像的正确匹配率,增强了算法匹配的精确性. 2017年01月15 00:00 2017年1期 36 43 2318604 冷成财1,2, 张海鹏1, 张聪炫2,3, 陈震2,3, 于乃功4 密封条轮廓激光视觉在线检测系统 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017108 本文基于激光视觉测量原理,设计了一套密封条360°截面轮廓在线检测系统,该系统采用4套线结构光传感器以获取被测密封条的完整轮廓.针对4套线结构光传感器,提出了一种可应用于现场的、快速全局统一校准方法,并设计了对应的新型立体靶标.另外,提出了一种对截面轮廓二维数据进行筛选和融合的数据处理方法,得到密封条截面轮廓数据.设计并进行了系统标定及系统准确度验证实验,实验结果表明,系统在一定测量范围内能实时获取密封条截面全周轮廓,系统测量准确度高于0.05 mm. 2017年01月15 00:00 2017年1期 44 52 2102745 马旭, 王鹏, 孙长库 基于三段PI模型的压电驱动器迟滞补偿方法 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017109 迟滞非线性降低了压电陶瓷驱动器对期望位移的跟踪精度,为解决该问题,本文通过二次规划寻优算法,基于最小均方误差准则,以压电陶瓷驱动器的运动速度规律为依据,对压电陶瓷运动速度规律不同的迟滞段分别进行PI建模.建模结果表明,相较于传统PI模型,本文提出的三段PI模型能精确地描述压电陶瓷迟滞曲线的非奇对称性.在对压电陶瓷三段PI建模的基础上,计算出压电陶瓷三段PI逆模型的阈值向量与权系数向量.通过建立的三段PI逆模型对压电陶瓷进行迟滞补偿控制,实验结果表明,与传统PI逆模型迟滞补偿控制相比,三段PI逆模型迟滞补偿控制方法将压电陶瓷对期望位移的跟踪精度提高了813%. 2017年01月15 00:00 2017年1期 53 60 1746437 马宏伟1, 须颖2, 安冬1, 邵萌2, 池东亮1 基于加速度计和弯曲传感器的手指运动姿态监测(英文) /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017110 针对动态测量关节角度的需要,本文设计了两种手指运动姿态监测方法.第1种方法是通过基于MEMS技术的三轴加速度计ADXL330对近侧指间关节的运动姿态进行监测.ADXL330是通过每一敏感轴所感知的重力加速度分量来实现这一功能.为验证该方法的可行性,设计了步进电机控制的能在竖直平面内转动的装置.对比传感器的输出和电机转动的角度,结果表明:动态条件下,其绝对误差为1°~3°,相对误差为2%~6%.第2种方法是通过弯曲传感器在弯曲时输出电阻的变化来监测手指的运动姿态.实验结果表明:在一定的允许误差范围内,三轴加速度计ADXL330和弯曲传感器都能用于监测手指运动姿态. 2017年01月15 00:00 2017年1期 61 66 1229134 都悦来, 史丽萍, 李桂英, 庞桂云, 王立晶 激光辅助阳极键合方法及实验研究 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017111 为了提高MEMS微器件成品的封装质量和效率,本文自主设计了新型的激光辅助阳极键合技术系统,并将其运用于硼硅玻璃BF33与硅的键合实验,成功实现了硅与玻璃在低功率下局部区域的完好键合.采用扫描电子显微镜对键合样本界面的微观结构进行分析,结果表明:在玻璃/硅的键合界面有明显的过渡层生成.使用能谱仪测定玻璃基体、过渡层以及硅层所含的化学元素种类及其质量分数,通过对比分析认为:激光在键合层的致热温度和界面区的强电场导致硼硅玻璃耗尽层中的氧负离子向键合界面迁移扩散,并与硅发生氧化反应形成中间过渡层,而该界面过渡层的形成是实现玻璃/硅键合的基本条件.该种新型键合技术操作简单、速度快、灵活性高,可以针对不同键合材料实时调整激光功率、行走速度、扫描时间等参数,可广泛应用于MEMS封装器件中硅与玻璃的键合. 2017年01月15 00:00 2017年1期 67 71 2658242 李星, 陈立国, 王阳俊 高精度碳纤维复合材料天线反射面的恒力控时加工 /nm/oa/darticle.aspx?type=view&id=2017112 本文提出一种针对碳纤维复合材料天线反射面的恒力控时加工方法.利用恒力控时装置,通过控制加工工具的加工时间,同时利用恒压气缸提供恒定压力输出,在碳纤维复合材料上进行加工实验,探究了磨粒粒径、压强、转速等工艺参数对材料去除效率的影响规律和去除函数的稳定性.结合工艺参数对材料去除效率的影响规律和去除函数稳定性的结果,通过多次迭代加工,使Φ390 mm碳纤维复合材料天线反射面从初始的面形精度117.798 μm RMS收敛到27.28 μm RMS,实现了碳纤维复合材料高精度的修形,证明了恒力控时加工方法对碳纤维复合材料天线反射面高精度加工的可行性. 2017年01月15 00:00 2017年1期 72 78 1433370 刘强1,2, 彭小强1,2, 宋辞1,2, 杜航1,2