教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-10-0583) 作品数:15 被引量:45 H指数:4 相关作者: 张卫平 唐健 邹阳 刘亚东 汪濙海 更多>> 相关机构: 上海交通大学 中国电子科技集团公司第五十研究所 中国科学院 更多>> 发文基金: 教育部“新世纪优秀人才支持计划” 国家自然科学基金 航天科技创新基金 更多>> 相关领域: 航空宇航科学技术 自动化与计算机技术 电子电信 生物学 更多>>
基于微多环谐振陀螺仪的馈通效应研究 被引量:3 2020年 由SOI片制备的微多环谐振陀螺仪在测试过程中,不可避免地会引入馈通信号,而目前常用的差分检测馈通取消方式高度依赖微陀螺仪和检测电路的对称性,不能有效地消除馈通信号。针对此问题,提出了一种基于反相信号的馈通取消方案,通过在驱动和检测电极之间施加与馈通信号反相的信号,从而抵消馈通效应带来的干扰,该方法理论上可以在不降低驱动力的情况下将馈通信号完全取消。实验结果表明,该方法能有效消除馈通信号对电容检测的影响,谐振峰高度可提高约25倍。 田梦雅 张卫平 谷留涛 刘朝阳 薛冰关键词:电容检测 金刚石半球谐振微陀螺的结构设计与制备方法 被引量:1 2021年 提出了一种新的金刚石半球微陀螺结构,应用Comsol有限元分析软件建立了该振动结构的有限元模型,分别进行了模态分析、谐响应分析仿真。模态分析仿真结果表明:该结构工作模态的频差为76 Hz,工作模态与寄生模态固有频率最小差值为37 045 Hz;谐响应分析表明,在0°方向上陀螺工作模态的振动频率为26 593 Hz,最大位移为0.021μm,在45°方向上陀螺工作模态的振动频率为26 669 Hz,最大位移为0.006 4μm。随后提出了一种自对准制造工艺,使用该工艺制造16个均匀分布在半球壳外部的集成金刚石电极的方法,可确保整个圆周的电容间隙均匀。 谷留涛 张卫平 刘朝阳 张雷 龚成 向浩关键词:有限元分析 金刚石 微型可变形轮式机器人研究 被引量:6 2019年 面向微型机器人未来在地外探测上的潜在应用,提出了一种手掌尺度可变形轮式机器人的整体设计与制造方案。基于多层材料叠合加工工艺将探测机器人主体材料与柔性薄膜电路叠合在一起构建复合结构;基于平面一体式成形制造方法加工出探测机器人的可折叠主体结构。基于一体化集成方法设计了包含运动驱动电机、变形驱动机构、传动系统及电池等部分的一体化车轮并在此基础上与主体结构进行结合。开展了微型可变形轮式机器人的系统设计与加工测试。总重约300 g的可变形轮式机器人样机在内置7 V电压下完成了运动与变形测试,验证了可变形轮式探测机器人设计方案的可行性。 靖霄 张卫平 周岁 邹阳 葛伟 周靖关键词:一体化 微机电系统 面向扑翼微飞行器的扭矩传感器研究 2019年 由于仿昆虫扑翼微飞行器需要在小范围内传输扭矩,且扭矩数值较小,一般的扭矩传感器或力传感器在其动态范围内均难以达到测量精度的要求。为了解决这一问题,提出了一种新型单轴扭矩传感器的设计方案,并完成了实际的制造和测试。该扭矩传感器的主体为殷钢材料,由激光加工制作而成,利用电容式位移传感器测量主轴旋转时目标板的位移,从而建立输出电压与施加扭矩之间的对应关系。传感器带宽和分辨率与微飞行器飞行实验的标准相匹配,同时对离轴负载保持不敏感。经实验测定,该单轴扭矩传感器的带宽为1.1kHz,测量范围为±260.8μNm,分辨率为0.013μNm,可以满足微飞行器扭矩的测量需求。 周靖 张卫平 邹阳 王晨阳 孟冉 靖霄关键词:敏感元件 分辨率 仿蝙蝠飞行器的设计制造与优化 作为哺乳动物家族中唯一能够自由飞行的生物,蝙蝠具有高超的飞行技巧。蝙蝠的翅翼膜覆盖全身,形态决定功能,其独特的身体构造决定了它具有独特的飞行机理。随着摄像设备的发展,蝙蝠的飞行机理逐渐被人们揭开,而根据蝙蝠的飞行机理设计... 齐津浩关键词:飞行器 样机 基于阳极键合的硅微圆盘多环谐振陀螺的设计与制作 被引量:2 2017年 提出了一种新型的基于阳极键合的硅微圆盘多环谐振陀螺的结构设计及其制作方法。该种陀螺采用MEMS工艺制作而成,基底材料为肖特BF33玻璃,电极和谐振器均由单晶硅片加工而成,肖特BF33玻璃与单晶硅片通过阳极键合工艺键合在一起。介绍了该种陀螺的基本结构、工作原理,并进行了仿真分析,得出该种陀螺具有较小的频率分裂,表现出陀螺效应。最后,通过MEMS工艺进行了实际加工,得到了该种陀螺的实验样品。 朱甲强 张卫平 唐健 邢亚亮 孙殿竣 吴校生 崔峰 刘武 成宇翔 赵万良关键词:阳极键合 MEMS工艺 压电半球谐振陀螺的数字检测方法 2016年 提出了一种压电半球谐振陀螺的数字检测方法。该检测方法基于Cyclone IV FPGA开发板,结合AD9226的A/D采样功能和Matlab的数字信号处理能力,实现了对采用压电效应、柯氏效应的压电半球谐振陀螺的输出信号进行采集及检测。介绍了该陀螺的结构和工作原理,并以其工作在89.4 k Hz的体声波二波腹模态下的仿真结果为基础设计了数字检测方法。 汪濙海 张卫平 孙殿竣 唐健 成宇翔 刘亚东 邢亚亮关键词:压电 FPGA 仿昆虫扑翼微飞行器研究现状与关键技术 被引量:13 2018年 仿昆虫扑翼微飞行器基于对自然界中各类昆虫扑翼飞行机理的仿生,具有尺寸微小、隐蔽性高、灵活机动等优势。依据仿昆虫扑翼微飞行器所普遍采用的静电驱动、压电驱动、电机驱动、电磁驱动和其他驱动等扑翼驱动方式,依次分类介绍并总结目前仿昆虫扑翼微飞行器的发展历程、国内外研究现状和最新进展。同时针对目前仿昆虫扑翼微飞行器所采用的各类驱动方式、飞行方式、控制方案、胸腔机构设计、整机系统共振机制以及机载设备搭载研究等关键技术进行了分析和总结。 王晨阳 张卫平 邹阳关键词:仿生 昆虫 微型飞行器 微加工技术 多环谐振式微机械陀螺频率跟踪电路研究 被引量:2 2020年 由于多环谐振式微机械陀螺的谐振频率较高,传统的数字控制电路对陀螺幅点信号的频率跟踪难以同时兼顾精度和速度的要求。在传统半球陀螺数字控制电路的基础上,提出了一种适用于多环谐振式微机械陀螺仪的频率跟踪电路,并首次运用于多环谐振式微机械陀螺。该电路以高速A/D转换电路为基础,通过对幅点信号高速采样计算频率和相位信息,并通过CORDIC算法产生输出信号。测试结果显示,该电路使多环谐振式微机械陀螺幅点信号的频率跟踪精度达到了0.78Hz,频率跟踪时间小于40μs,使控制电路的性能得到了极大提升。 薛冰 张卫平 王子杰 田梦雅 谷留涛关键词:CORDIC 昆虫尺度微型仿生飞行器的研究 被引量:1 2017年 微型仿生飞行器的研究涉及仿生学原理、准稳态气动力和原理样机的研制等。概述了上海交通大学针对昆虫尺度的微型仿生飞行器的新颖的设计和加工方法。该方法确保了零部件空间位置的合理安排,从而减少了零部件的装配难度。具体来说,压电驱动器的设计考虑了电气隔离和装配问题;传动机构与机身整合成一个部件,避免了相互之间的装配。翅脉的纤维方向进行了合理的布置,使得翅膀拥有高强度和高刚度。最终,研制的压电驱动微型仿生飞行器重84mg,翼展35mm,在100Hz的拍打共振频率下可以产生±60°的拍打角度,能产生足够的升力实现起飞。 邹阳 张卫平 周岁 王晨阳关键词:仿生学 微型飞行器 压电驱动器