一、Deformation of Linked Polymer Coils（论文文献综述）
李蕊[1]（2021）在《基于材料、集流体与电池结构设计的柔性/可拉伸电池的研究》文中研究说明近十年来,集成电子技术,如可穿戴设备、柔性显示器、可植入医疗设备等快速发展,引起了研究人员的广泛关注。其中,大多数柔性电子产品都是用电运行的,因此对柔性电源的需求一直存在。但是,目前的电源一般都太厚、太大、太硬、太重而无法满足柔性储能的要求。为此,小型化且柔性的能源存储系统是现代电子技术的发展趋势。目前的努力都致力于开发更优秀的能源设备,使其经历大的变形时仍能保持优秀的电化学和机械性能。除了电化学和机械性能,储能系统的安全问题也需要考虑到。其中,锂离子电池（LIBs）由于较轻的重量和高能量密度,一直都活跃在便携式能源设备领域。而锌离子电池（ZIBs）也其成本效益高、环境友好和安全性高也引起人们的高度关注。因此,本论文从电极材料制备、柔性集流体制备和电极结构优化等方面对柔性锂离子和锌离子电池进行了研究。具体的研究成果如下:1.采用电喷涂法大规模制备了金属锗酸盐纳米球,包括锗酸钙（Ca2Ge7O16）、锗酸锌（Zn2GeO4）和锗酸锶（SrGe4O9）。制备的金属锗酸盐纳米球作为锂离子电池阳极具有良好的电化学性能,包括优异的循环稳定性和高倍率性能。其中,Ca2Ge7O16纳米球阳极在0.2 A g-1时具有高的670 mA h g-1的电池容量。即使经过500次循环,容量保留率仍保持在71%左右。最后,利用苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯橡胶（SIS）弹性橡胶与碳纳米管（CNTs）混合制备了可拉伸集流体,选择Ca2Ge7O16纳米球和钴酸锂（LiCoO2）为电极材料组装了柔性锂离子全电池,其展示了良好的拉伸性能和容量保持率。2.采用电喷涂和CVD炉煅烧两步控制方法,在柔性碳布基底上设计了由纳米球组成的SiOx/C和Sn/C微米棒阵列电极（SiOx/C@CC,Sn/C@CC）,微米棒由直径约为120 nm纳米球堆积而成,平均宽度约为1.5 μm,长度约为3.5 μm,并沿整个碳纤维均匀分布。SiOx/C@CC和Sn/C@CC作为锂离子电池无粘结剂柔性阳极,具有高可逆容量、高倍率性能和良好的循环性能。特别是,SiOx/C@CC电极在0.5 A g-1时的比容量约为1850 mAh g-1,循环1050圈后的还保持了 1388 mAh g-1的比容量。最后制备了基于液体和固体电解质的高柔性SiOx/C@CC//LiCoO2全电池,实验证明该电池具有良好的电化学性能,高的柔韧性和优异的稳定性。3.本文通过在基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯橡胶（SIS）衬底的柔性集流体上电沉积正负电极材料,制备了一种具有同心圆结构的柔性全固态平面型锌-聚苯胺（Zn-PANI）微电池。制备的电池具有高比面积容量（250 mAh cm-2）,高能量密度（0.25 mW h cm-2）,高功率密度（0.99 mW cm-2）,以及出色的循环稳定性（1200次循环后仍保持68%的容量）。更重要的是,同心圆结构微电池具有优越的机械柔韧性、良好的可拉伸性、出色的防水能力,高耐温性（80℃）以及与无线充电线圈的出色集成性。
王强[2]（2021）在《静电梳齿驱动MEMS扫描镜研究》文中研究指明MEMS技术自从被发明以来,就由于其低廉的成本和优越的便携性,受到了光、机、电等绝大多数工程领域的青睐。随着近年来集成电路技术的高度发展和成熟,MEMS领域也出现了多款热门产品,成为了投资领域和高新技术创业等方面炙手可热的方向。这其中,MEMS扫描镜因其具有体积小、驱动功耗低、响应速度快、扫描频率高和寿命长等优异的性能,在激光雷达、投影显示、光学相干层析成像和光通信等领域具有巨大的应用价值,是当前MOEMS领域的重要研究方向。静电梳齿驱动因其良好的工艺兼容性,以及芯片尺寸小、可靠性高和加工成本低等优势,成为了主流的MEMS扫描镜驱动方式,也是研究热点之一。然而,目前的静电梳齿驱动MEMS扫描镜绝大多数都是李萨如扫描式,无法实现光栅扫描,且存在口径偏小等问题。本文系统性的研究了静电梳齿驱动MEMS扫描镜,包括理论研究、结构设计、性能分析、工艺加工以及测试和封装。主要研究内容如下:1、静电梳齿驱动MEMS扫描镜理论研究。系统的总结了静电驱动工作原理和实现方式,具体包括平板驱动、平面梳齿驱动、垂直梳齿驱动以及梳齿和扫描镜的结合方式等内容。阐述了MEMS扫描镜的扫描维度、扫描模式和关键参数的基本原理。总结了MEMS扫描镜的镜面面形控制、镜面反射率和可靠性方面的理论知识。2、静电梳齿驱动MEMS二维扫描镜的结构设计、理论分析和模拟仿真。提出了一种基于应力自组装方式的垂直梳齿驱动光栅扫描式MEMS二维扫描镜,对整体结构,以及慢轴和快轴进行了设计,并对扫描镜的性能进行了分析和仿真,包括快轴谐振频率仿真、扫描角度分析、动态变形分析、抗冲击分析和随机振动分析。3、静电梳齿驱动MEMS二维扫描镜的加工和性能测试。进行了工艺流程设计,并完成了MEMS扫描镜的工艺加工,总结了部分关键加工工艺和驱动方式,并对MEMS扫描镜的性能进行了测试,包括面形测试以及快轴和慢轴的角度和频率测试。4、静电梳齿驱动MEMS二维扫描镜的真空测试和真空封装。搭建了光束扫描测试系统和真空测试平台,完成了MEMS扫描镜的真空测试,真空条件下扫描镜的快轴谐振角度有了极大增加。设计并完成了MEMS扫描镜的真空封装。综上所述,本文提出了一种口径为4mm的光栅扫描式静电梳齿驱动MEMS二维扫描镜,快轴和慢轴分别采用了平面梳齿驱动和垂直梳齿驱动,设计、加工了样品,并完成了测试和封装,实现了约59°×4°左右的光学扫描角。本文所研制的扫描镜口径较大,通过创新性的引入残余应力使慢轴翘曲获得垂直梳齿驱动器,能实现光栅式二维扫描,克服了现有绝大多数静电驱动MEMS二维扫描镜的李萨如式扫描轨迹,可望应用到低成本便携式激光雷达系统当中,具有一定的前景,对我国MEMS扫描镜技术的发展具有潜在的价值和促进作用。
韩晓雪[3]（2021）在《柔性传感手套的制备与手势识别研究》文中认为人体手指的运动姿态反应了人手的运动功能和信息,对手指运动信息的采集对康复医学、运动仿生学、人机交互等领域有着实际应用意义,例如操纵机械手臂、体验虚拟现实、进行体感游戏等。目前,对手指运动监测和信号采集的研究多是将柔性或刚性的传感元件与普通手套以多种形式相结合,制备具有感应手指变化功能的智能数据手套。其中基于金属和半导体的传感器延伸性有限,长久穿戴会导致人体的不适感,相比之下,针织柔性传感器是基于纱线材料和织物结构开发而成,具有柔软、弹性、贴身的特点。基于针织柔性传感器的数据手套可以很好地贴合人手皮肤,感应手指关节弯曲程度,并减轻长时间穿戴产生的不舒适,对于手姿信号的采集与应用有重要的参考意义。本课题采用镀银锦纶作为导电纱线,通过电脑横机编织一体成型的传感手套并对其手势信号识别能力进行研究,具体研究内容如下:首先,探究不同弹性的针织柔性传感器的电力学性能,并选出编织传感手套导电区域的最佳材料。采用不同规格的氨纶包芯纱作为添纱,在电脑横机上编织得到三种弹性导电织物,通过定伸长针织物弹性测试方法,探究了不同的氨纶含量、水洗及熨烫定型等处理对纬编添纱织物弹性的影响,并观察在单次拉伸及重复拉伸条件下,不同弹性纬编导电织物的电力学性能差别。其次,探究嵌花导电区域与手套本身的最优编织规格,并制备五指传感手套。在电脑横机上通过改变镀银锦纶纱线合股数量,以及改变导电区域的横列数,编织得到不同的导电织物,对其进行应变-电阻测试,观察电力学性能,综合比较灵敏度、线性度等传感指标,确定手套导电区域的最优编织参数。此外,根据同一实验者的手部尺寸数据,编织三种尺寸的手套并于食指区域嵌入导电区域,探究手套的宽裕量对于手指传感性能的影响,并确定传感手套的最佳编织尺寸,制备一体成型的五指传感手套。最后,探究全成型传感手套的手势识别能力。第一,使用集成电路和蓝牙模块,搭建五通道电阻测试系统,用于实时获取传感手套五个导电区域的电阻信号。第二,使用MATLAB对传感手套采集的训练数据进行预处理,提取各手势的特征值,在MATLAB中编写决策树形式判断语句,实现对数字1-9手势信号的静态识别;第三,使用MATLAB的BP神经网络工具,采用手势采集信号训练神经网络模型,并建立GUI界面,实现对于数字手势的实时识别。通过以上研究发现,水洗及熨烫定型对于弹性织物起到松弛与定型的作用,提高了织物的弹性回复率,而弹性更好的导电织物,其传感的重复性优良;导电纱线的合股数量、导电区域横列数、导电手套的尺寸都会对于传感性能产生影响;而基于最优规格的五指传感手套具有较高的手势识别率,从而验证了本课题设计的柔性传感手套实现了对手势信号的识别功能。
辛晨[4]（2021）在《飞秒激光制备磁驱微机器人及其生物医疗应用研究》文中提出自然界中众多微生物介于纳米与微米尺度之间,为了适应不断变化的生活环境,它们各自进化出独特的运动方式。受微生物运动行为的启发,科研人员对人造微纳机器人产生了浓厚的兴趣并开展了大量的相关研究工作。相比于传统的机器人,微纳机器人展现出体积小、质量轻等优势,有望成为新一代应用于靶向给药、无创手术、细胞移植等生命健康领域的技术工具。飞秒激光双光子聚合是一种可实现任意真三维微结构加工的技术,可以突破光学衍射极限得到亚微米的加工分辨率,因此非常适用于制备形貌可控的微纳机器人。然而,传统的飞秒激光直写技术采用逐一扫描的方式打印微结构,因此带来了加工效率低、无法大批量加工等问题。此外,受限于目前的材料,微纳机器人仍没有丰富可调的形状切换性能以满足更加复杂的应用需求。本论文基于空间光调制技术,提出了调制涡旋光束高效加工微纳机器人的方法,利用无线磁场实现了其精确的运动控制。此外,基于合成的刺激响应变形材料,本文实现了微机器人可逆形状切换,最终将其应用于细胞运输、靶向药物治疗等生物医疗领域,具体内容如下:1.介绍了相位型空间光调制器的工作原理,阐述了涡旋光束的全息相位产生的方法,模拟仿真了其在空间中的传播特性与高数值孔径下的聚焦特性。此外,阐明了磁力矩与梯度力的磁场驱动原理,计算仿真了电磁线圈产生的磁场强度分布,并搭建了适用于磁矩驱动的三维亥姆霍兹线圈驱动系统。2.利用调制的涡旋光束扫描加工出磁驱空心微螺旋机器人,大大提高了加工效率。开发出非对称的锥管微螺旋机器人,展现出更快的泳动速度。得益于空心内腔与功能化表面,利用锥管微螺旋机器人同时实现了纳米粒子与微米神经干细胞的装载、运输与释放。3.配制出pH刺激响应变形的新型光聚合材料,基于非对称的扫描点间距设计,实现了可编程各向异性变形微机器人的制备。在动态磁场的操控下,磁驱微螃蟹通过爪部变形实现了微粒的复合操作。此外,得益于生理环境下形状地可控切换,磁驱微鱼通过嘴部变形完成了药物包封与可控释放,最终在复杂人造网络中实现了局部Hela细胞的精准治疗。4.优化了涡旋光束加工系统,在0.1s内,单次曝光刺激响应水凝胶实现了响应变形锥管机器人的快速制备。利用该锥管机器人实现了微球透镜成像的动态切换。此外,利用磁场引导锥管机器人完成了微粒的主动装载、运输与释放等一系列操作。最终,通过自身的环境适应性变形,锥管微机器人完成了在狭窄网络空间的穿越。基于大批量的锥管机器人,提出了群体协同运动的应用前景。
张玲[5]（2021）在《基于表面改性的柔性印刷传感器的制备与性能研究》文中研究表明皮肤接口的可穿戴电子产品能够在预防性疾病的监测、医疗诊断以及医疗方法选择方面具有促进作用,近几年得到广泛的关注。这些生物集成设备在实际应用方面取决于人体传感器与无线传输模块的无缝集成。多功能人体传感器可以精确、连续地监测人体的健康状况,而无线传输模块则可以无线地为传感器供电,并将传感器产生的数据传输到云端,供医护人员使用。作为这类集成系统的一个有前途的发展方向,柔性区域传感器网络包括用于生理信号监测的人体传感器和用于信号调节/读出和无线传输的柔性印刷电路板（FPCB）。柔性区域传感器网络的实现目前依赖于各种复杂的制造方法,从平版印刷和转移印刷再到直接印刷。然而,缺乏一种简单而通用的方法来制造与柔性区域传感器网络相关的所有模块。本文首先介绍了利用紫外激光打标机对纸张表面进行机械改性,将银纳米颗粒墨水在纸上的烧结温度降低到60℃,显着提高柔性电路的力学性能和电学性能,例如经历10000次折叠展开后,烧结图案依旧具有稳定的导电性。基于对上述方法的原理研究中,本文又提出了一种简单但普遍适用的制造技术,该方法使用新型的烧结辅助层来实现各种金属油墨的直接印刷和室温烧结,用于构建基于纸张/织物的柔性电子电路和人体传感器。由聚乙烯醇（PVA）胶水和功能性纳米添加剂（例如Ti O2或Ca CO3等）组成的烧结辅助层降低了各种基底的表面粗糙度,允许印刷超薄金属图案层,提高了抗弯曲和折叠的机电性能。更重要的是,使用该烧结辅助层显着降低了金属纳米粒子的烧结温度,从而能够在纸/织物形成FPCB或直接在人体皮肤上直接打印传感器。利用上述技术,本文搭建了一个由可伸展的传感器组成的人体传感器网络（body NET）系统,该系统可用于收集人体生理和运动信号,这些信号将由附着在纺织品上的读出电路进行无线操作。物理分离的可伸缩传感器和读出电路通过无源射频识别（RFID）技术进行通信。可拉伸传感器标签是通过在弹性基板上印刷可拉伸的材料制成的,并且完全不含刚性硅片和电池,以避免产生潜在的应力集中区域,以便于提高系统的可靠性。以上工作遇到的主要技术挑战是如何处理应变引起的传感器天线电感和电阻的变化,这些变化会影响读出效果。本文采用了一种非传统的失谐RFID标签设计来解决这一问题,并通过仿真和实验验证了其适用性。即使在皮肤上的传感器被拉伸到50%的应变,本文的设计也能够使body NET系统保持完整的功能。本文的body NET系统通过蓝牙连接传感器节点和电脑,可以连续、实时、准确地监测人的身体运动。该平台为分析相关的人类活动和生理信号提供了强有力的工具,并有可能用于实时生理研究。
邢任权[6]（2021）在《柔性纺织品传感器的设计及自修复性能研究》文中研究指明伴随5G时代的到来,物联网获得了快速发展,人们对智能可穿戴设备的需求在不断增加。其中柔性应变传感器作为智能可穿戴设备中人机交互的核心部件受到了国内外学者的广泛关注和研究。而在众多柔性应变传感器中纺织品柔性应变传感器由于其自身优异的柔韧性、透气性、结构可控和可工业化等优点被认为是最理想的柔性应变传感器。普通的纺织品传感器虽然具有较高的灵敏度和柔韧性,但是在实际使用过程中容易受到磨损、划伤、不可逆形变等意外损伤,不仅会降低纺织品柔性传感器的使用寿命,而且大大降低了传感器的运行稳定性。通过将自修复功能引入纺织品柔性传感器来延长传感器的使用寿命和运行稳定性已经成为了国内外研究的热点。因此,为解决不可逆形变损伤和断裂损伤,本论文通过合成具有形状记忆功能或自修复功能的聚氨酯,并将其与纺织品柔性传感器结合制备具有自修复功能的纺织品柔性传感器。主要研究内容如下:第一部分工作是针对织物传感器不可逆形变损伤的自修复。首先合成具有形状记忆功能的聚氨酯以及使用电脑横机制备针织导电织物,然后使用聚氨酯对导电针织物封装得到针织物柔性传感器。所制备的针织物传感器具有高拉伸性和优异的回弹性,并且在传感性能的测试中表现出高灵敏度、低迟滞性、不同形变下的运行稳定性和高循环耐久性。同时将该传感器应用于人体检测,发现其可用于准确检测人体的大动作（例如关节弯曲）和细微的动作（例如语音识别）。最重要的是,通过制备的形状记忆聚氨酯赋予了该传感器自修复能力,当传感器在受到过度拉伸导致不可逆形变造成传感器失灵时,可以在人体温度或水环境下使传感器恢复到原始形状,实现传感器的自修复,从而大大延长了传感器的使用寿命。第二部分工作是针对纤维状应变传感器的断裂损伤自修复。首先合成的自修复聚氨酯,并与高弹性聚氨酯混合进行湿法纺丝,以得到兼具自修复与高弹性的聚氨酯纤维。接着通过超声将碳纳米管（MWCNTs）涂覆在纤维表面制备了纤维柔性传感器。在最大化保留自修复性能的同时探究了高弹性聚氨酯的含量对纤维弹性的影响。最终制备得到的纤维柔性传感器具备750%的拉伸范围、高灵敏度（GF=60.4）以及大于200%的宽检测范围,同时还表现出低迟滞性和高循环耐久性。该纤维传感器继承了聚合物基体的自修复功能,在80℃下加热3 h,受损传感器可实现其力学和电学性能的自修复。自修复后传感器传感性能基本与未受损器件保持一致,展示出其在智能纺织品中巨大的应用前景。
苏瑞[7]（2021）在《芳纶-UHMWPE纬平针织物混杂复合材料界面与力学性能研究》文中研究指明利用高性能纤维织物制造质轻高强的复合材料是工业发展趋势。纬平针织物以特殊的线圈结构使其复合材料具有良好的抗冲击性能。芳纶纤维因优异的力学性能广泛应用于航空航天、汽车、防护材料中,超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）作为高性能纤维中相对密度最小、比强度和比模量最高的纤维,对这些材料轻量化发展具有重要意义。复合材料界面性能对其力学性能发挥重要的作用,纤维与树脂间的界面是影响其机械性能的重要因素之一。本课题旨在藉由纤维表面改性的方法来增加纤维与树脂间的界面性能,以达到提高复合材料综合性能的目的。在不影响高性能纤维自身机械性能的情况下开发出更好力学性能的混杂复合材料。对于纤维表面改性,采用一种溶胶-凝胶法制备涂层溶胶对芳纶纤维和UHMWPE纤维及其纬平针织物进行涂层改性。用扫描电镜分析了其形貌变化,同时进行FTIR和XPS分析以确定涂层物质。并通过纤维表面摩擦系数试验、接触角分析和界面剪切强度测试,证明了该溶胶-凝胶处理是提高纤维与树脂间界面性能的一种有效方法,同时对纤维自身拉伸性能没有影响。其中芳纶纤维界面剪切强度提高38.26%,UHMWPE纤维界面剪切强度提高50.97%。根据混杂比设计了十种不同混杂结构的芳纶-UHMWPE纬平针织物复合材料,探究不同混杂结构复合材料力学性能。结果表明:层间结构的拉伸强度随UHMWPE织物层增大而增大,在相同混杂比的情况下,UHMWPE层夹芯芳纶层时复合材料的拉伸性能较好;当K:U=1:3时,以芳纶织物为冲击面时,混杂复合材料的抗冲击性能最佳。当K:U=3:1时,以UHMWPE织物为冲击面时,混杂复合材料的抗冲击性能最佳。所有混杂方式表现为正的混杂效应,应根据其实际使用选择不同混杂比和铺层方式的混杂复合材料。最后,本课题采用三维建模软件Rhinoceros建立纬平针织物实物模型,使用ABACUS有限元进行仿真模拟,从理论上分析了纬平针复合材料抗冲击性能的影响。将模拟值与实验值进行比较,结果与实验所得载荷-时间曲线能较好吻合。
李金嵘[8]（2020）在《介电弹性体驱动器在软体机器人领域的应用与设计研究》文中指出相较于基于硬质材料的传统机器人,采用软材料或柔性结构的软体机器人具有更好的仿生特性、更高的运动自由度和更好的环境适应性,可以在狭窄的空间内运动,并在承受外部冲击后不产生结构及功能的破坏。基于所使用的材料及结构的特点,软体机器人还能够实现自修复、自传感、自组装等功能。已报道的软体机器人大多利用能够产生主动可控变形的智能材料与结构进行驱动。虽然每种智能材料或结构在应用于软体机器人时具有自身的优势,但在实际应用中仍存在一些限制。比如,温度控制型的智能材料需要对材料进行加热/冷却,增加了系统的响应时间;气动驱动器结构需要气泵与阀门,增加了系统的体积和重量,并且会产生噪音。介电弹性体是一种典型的电致活性聚合物,能够对外加电场进行响应,具有变形大、响应快、质量轻、能量密度大等优点,被视为是一种人工肌肉材料。其响应快的特点有利于增加软体机器人的灵活性,可以实现对软体机器人不同运动模式或功能的快速切换与控制。本论文研究基于介电弹性体驱动器的软体机器人及人机交互,针对所涉及到的介电弹性体驱动器结构,建立了力学模型分析其在外加电压作用下的变形及失效行为,研究了驱动器的参数对其性能的影响,以针对不同需求和实验条件实现对驱动器结构参数的设计与优化。具体内容如下:弹簧卷形弯曲驱动器是一种典型的介电弹性体驱动器结构,其主要由作为内核的弹簧以及卷绕在弹簧周围的介电弹性体薄膜构成,可作为软体机器人的驱动单元。为了对介电弹性体弹簧卷形驱动器进行结构参数设计与优化,首先基于理想介电弹性体模型建立了弯曲驱动器的理论模型,给出了驱动器的状态方程以分析其在外加电压作用下的变形,考虑电击穿、力电失稳、失拉、极限拉伸等介电弹性体典型的失效模式给出了相应的失效临界条件,确定了驱动器的许用区域,讨论了驱动器的设计参数对其电致变形性能的影响,并针对不同的优化目标进行了驱动器的参数优化。针对建立模型时采用的一些简化,考虑薄膜的复杂变形进行了驱动器模型改进,采用改进模型得到的理论预测可以较好地拟合测试结果。基于已有实验条件以及理论预测结果,选取合适的驱动器参数,制作了在外加电压作用下可以产生大的弯曲变形的弹簧卷形弯曲驱动器,并测试了弯曲驱动器在外加电压作用下的静态和动态变形特性及横向输出力。以此驱动器作为驱动单元,结合3D打印构件,初步展示了弯曲驱动器在软体机器人领域的应用:制作了三爪式柔性抓取装置,可以在电压的控制下实现对物体的快速抓取和释放;制作了仿尺蠖式爬行机器人,利用取向纤维束提供的各向异性摩擦,爬行机器人可以在交流信号驱动下实现单向爬行。为了实现介电弹性体仿生结构的人机交互,对生物电信号进行采集、处理和放大以控制介电弹性体仿生结构的变形及功能。利用采集到的类心电信号来控制介电弹性体心形结构,使其可以跟随人心跳的频率而“跳动”变形,初步验证了通过生物电信号控制介电弹性体仿生结构的可行性。进一步开发了人眼与介电弹性体仿生透镜的新型人机界面。模拟人眼的工作原理,设计并制作了一种介电弹性体仿生透镜。仿生透镜中间部分是一个模拟人眼晶状体的可调焦软透镜,其焦距可通过外加电压进行调节,可实现与人眼晶状体接近的焦距变化率。在可调焦透镜周围模拟人眼外肌的薄膜的驱动下,仿生透镜可以实现可调焦软透镜的平移、旋转等运动。通过对眼电信号的采集及处理进行眼部动作识别,实现了通过人的眼部动作对仿生透镜功能的控制:通过眼睛向各个方向的转动控制透镜在相应方向的运动;通过两次眨眼调节透镜的焦距,实现远景模式和近景模式之间的切换。针对眼部动作识别错误产生的非预期响应,给出了通过人眼运动修正系统响应的方法。上述系统中的介电弹性体可调焦软透镜是由透镜框架、粘在框架两侧的主动和被动柔性薄膜以及密封在空腔中的透明液体构成,当给主动薄膜施加电压时会使透镜两侧薄膜的曲率发生变化,从而产生焦距的变化。采用理想介电弹性体模型建立了可调焦透镜的理论模型,计算结果可以很好地拟合实验数据。基于所建立的模型,比较了主动薄膜上涂覆圆形电极和环形电极的透镜的调焦和失效特性,并针对两种透镜讨论了不同设计参数对透镜的调焦特性的影响,为可调焦软透镜的设计提供参考。
张亚坤,张宇,李博,陈贵敏[9]（2021）在《聚合物捻卷型人工肌肉及其在软体机器人领域应用的研究现状》文中研究说明人工肌肉是一种新型的仿生柔性驱动器,具有显着柔顺性和柔软度,能够安全地与人体及其他生物环境进行交互.鉴于现有的人工肌肉存在负载程度低、迟滞效应大、寿命短等局限,一种基于尼龙等聚合物纤维进行加捻卷绕制作的人工肌肉（twisted and coiled polymer fiber, TCPF）应运而生.这种人工肌肉可产生超过40%的变形量,承受载荷的能力达到同等重量和长度人体肌肉的100倍之多,并且具有高达5.3 kW/kg的能量密度,迅速成为当前学术研究的热点问题.本文综述TCPF人工肌肉的发展历程和研究现状,着重围绕TCPF人工肌肉的制备工艺和驱动原理、新材料和结构、驱动方式的改进以及在软体机器人领域的应用等方面进行介绍,分析了现有研究中存在的不足和瓶颈问题,并对未来的发展趋势进行了展望.
胡强[10]（2020）在《超导复合磁体力学性能实验及力磁耦合行为数值研究》文中研究指明随着大科学工程装置、新能源、现代医疗和交通等领域的快速发展,超导磁体的理论和应用研究正朝着大型化、强磁场和高载流的方向发展,并将带来变革性的技术进步与突破。由于所处的强磁场、大电流和极低温等复杂环境,超导磁体在服役过程中不可避免地会受到强电磁力作用而产生力学变形,同时多场相互作用的耦合行为也会对超导磁体的性能产生显着影响,甚至引发磁体的性能退化和功能失效。因此大型、高场超导磁体的研制及安全稳定运行中涉及的力学基础问题、多场耦合问题是目前面临的挑战性课题与前沿多学科交叉课题。当前,国际上关于大型、高场超导磁体的研制及设计分析尚处于摸索阶段,远未达到对磁体性能要求越来越高的应用需求。从超导磁体的基本结构设计到极端多场环境下的运行,无一不涉及到力学及其多场耦合性能的表征与高精度的有效分析方法。在实验研究方面,极端运行环境下超导磁体的力学与多场测量面临着常规测试手段和方法失效的挑战;在数值研究方面,借鉴超导磁体的传统设计与均匀化方法往往很难有效表征超导复合磁体的极端多场、多材料以及多尺度特征。因此,本论文将从超导磁体结构极端多场下的非电磁式应变测量—光纤布拉格光栅技术,以及超导线圈的细观力学理论出发,开展超导复合磁体复杂场下的力学性能实验表征和力磁耦合数值分析研究,并将实验结果与数值模拟结果进行了分析和对比,以期揭示其多场性能和耦合行为。论文较为系统地针对超导螺线管磁体、跑道型超导磁体等在极端复杂多场环境下的力磁行为进行了研究,主要的研究内容与结果如下:（1）将非电磁式的光纤光栅应变测试技术与方法拓展到超导磁体极端环境下的实验测量中。设计并制作了超导磁体极端复杂运行环境下适用于磁体结构埋入式应变测量的软基体—聚酰亚胺光纤布拉格光栅;完成了其在低/变温环境下的实验标定,在超低温温区,其应变敏感系数具有温度无关性的显着优越特性,且性能稳定。（2）采用制作的软基体—聚酰亚胺光纤布拉格光栅,建立了超导复合磁体结构的埋入式应变测量新方法,开展了超导螺线管磁体、跑道型超导磁体运行环境下的力学变形实验研究。通过与实验对照,研究表明软基体光纤光栅在实施复杂磁体结构内部应变测量和监测,尤其是多点应变测量和监测时,优于低温电阻应变片测量方法;埋入式光纤光栅实现了超导磁体结构内部的高精度应变测量和实时监测,且应变测量具有很好稳定性和精度。（3）基于超导线圈的宏观各向同性均匀化方法,建立了超导磁体的力磁耦合有限元模型。分别针对超导螺线管磁体、跑道型超导磁体进行了数值模拟与分析,并与实验结果进行了对比。研究结果表明,相较未考虑力磁耦合效应的预测结果,考虑力磁耦合效应的有限元模型的预测结果与实验值更为接近;随着励磁电流和磁场强度的增加,超导磁体的力磁耦合效应越显着,是超导磁体设计与分析中不能忽视的。（4）为了更准确地分析超导复合磁体的多场行为,我们基于复合材料细观力学理论,从超导线圈及其超导复合线的微观结构出发,建立了正交各向异性多尺度有限元模型和精细化多尺度有限元模型。在此基础上,分别针对超导螺线管磁体、跑道型超导磁体开展了力磁行为数值模拟。研究结果表明:在超导磁体宏观力学响应上,对比宏观各向同性模型的预测结果,正交各向异性和精细化多尺度模型的预测结果与实验值更为接近;特别是对于跑道型超导磁体存在的应力、磁力集中现象的结构局部区域能够给出更好预测;精细化多尺度模型可以充分展示出超导线圈内部（如超导复合股线、绝缘层以及线圈浇筑材料）更多的应力/应变细节,能够更为有效的评估超导线圈中超导复合股线上的应力/应变状态,为超导磁体的设计与分析提供理论依据。通过本文研究,我们初步实现了超导复合磁体埋入式应变测试与结构多场行为表征,特别是力磁耦合行为的有效和精细化分析。相关研究方法与结果可为高场、复杂超导磁体的设计、研制与运行测试提供指导及多场定量分析框架。
二、Deformation of Linked Polymer Coils（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Deformation of Linked Polymer Coils（论文提纲范文）
（1）基于材料、集流体与电池结构设计的柔性/可拉伸电池的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 柔性/可拉伸储能器件概述 |
| 1.2 柔性锂离子电池发展 |
| 1.2.1 电极材料 |
| 1.2.2 电极集流体 |
| 1.2.3 固态电解质 |
| 1.2.4 电池结构 |
| 1.3 柔性锌离子电池发展 |
| 1.3.1 锌离子电池储能机理 |
| 1.3.2 电极材料 |
| 1.3.3 凝胶电解质 |
| 1.3.4 电池结构 |
| 1.4 本论文的研究目的和内容 |
| 2 金属锗酸盐纳米球在锂离子半电池和柔性锂全电池中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验中所用的主要药品 |
| 2.2.2 本章实验所采用的主要设备 |
| 2.2.3 材料制备 |
| 2.2.4 电池组装 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 表征手段 |
| 2.3.2 结果分析 |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.4.1 锂离子半电池性能测试 |
| 2.4.2 可拉伸柔性全电池性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 纳米球组成的SiO_x/C和Sn/C微米棒阵列柔性电极用于高性能锂离子电池 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验中所用的主要药品 |
| 3.2.2 本章实验所采用的主要设备 |
| 3.2.3 材料制备 |
| 3.2.4 电池组装 |
| 3.3 材料表征 |
| 3.3.1 表征手段 |
| 3.3.2 结果分析 |
| 3.4 电化学性能测试 |
| 3.4.1 锂离子半电池性能测试 |
| 3.4.2 柔性全电池性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 同心圆结构的柔性可拉伸锌-聚苯胺微型电池 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验中所用的主要药品 |
| 4.2.2 本章实验所采用的主要设备 |
| 4.2.3 锌-聚苯胺微型电池的设计和组装 |
| 4.3 材料表征 |
| 4.3.1 表征手段 |
| 4.3.2 结果分析 |
| 4.4 锌-聚苯胺微型电池的性能测试 |
| 4.4.1 电化学性能测试 |
| 4.4.2 应用性能测试 |
| 4.5 理论模拟 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 文章总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）静电梳齿驱动MEMS扫描镜研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 MEMS概述 |
| 1.2 MEMS扫描镜概述 |
| 1.3 MEMS扫描镜国内外研究现状 |
| 1.3.1 静电驱动扫描镜 |
| 1.3.2 电磁驱动扫描镜 |
| 1.3.3 压电驱动扫描镜 |
| 1.3.4 电热驱动扫描镜 |
| 1.3.5 总结 |
| 1.4 MEMS扫描镜应用 |
| 1.4.1 激光雷达 |
| 1.4.2 投影显示 |
| 1.4.3 光学相干层析成像 |
| 1.4.4 光通信 |
| 1.5 研究内容和论文结构 |
| 第2章 静电梳齿驱动MEMS扫描镜理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 静电驱动 |
| 2.2.1 平板驱动 |
| 2.2.2 平面梳齿驱动 |
| 2.2.3 垂直梳齿驱动 |
| 2.2.4 梳齿和扫描镜的结合方式 |
| 2.3 扫描维度 |
| 2.4 扫描模式 |
| 2.5 关键参数 |
| 2.6 镜面面形控制 |
| 2.7 镜面反射率 |
| 2.8 可靠性 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 静电梳齿驱动MEMS二维扫描镜的结构设计和性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 扫描镜结构设计 |
| 3.2.1 整体结构设计 |
| 3.2.2 慢轴设计 |
| 3.2.3 快轴设计 |
| 3.3 扫描镜性能分析 |
| 3.3.1 扫描角度分析 |
| 3.3.2 动态变形分析 |
| 3.3.3 抗冲击分析 |
| 3.3.4 随机振动分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 静电梳齿驱动MEMS二维扫描镜的加工和性能测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 工艺加工 |
| 4.2.1 工艺流程 |
| 4.2.2 关键加工工艺 |
| 4.3 性能测试 |
| 4.3.1 驱动方式 |
| 4.3.2 面形测试 |
| 4.3.3 快轴和慢轴的角度和频率测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 静电梳齿驱动MEMS二维扫描镜的真空测试和真空封装 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 真空测试 |
| 5.3 真空封装 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）柔性传感手套的制备与手势识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 针织柔性传感器的制备及应用 |
| 1.2.2 手姿识别系统的研究 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 第二章 导电纱线材料的选择 |
| 2.1 导电纤维的种类与应用 |
| 2.2 镀银锦纶纱线的基本性能 |
| 2.2.1 拉伸性能 |
| 2.2.2 导电性能 |
| 2.2.3 耐磨性能 |
| 2.2.4 表面形态 |
| 第三章 弹性导电织物的电力学性能探究 |
| 3.1 弹性导电织物的制备 |
| 3.1.1 材料与设备 |
| 3.1.2 柔性导电织物的制备 |
| 3.2 导电织物的弹性测试 |
| 3.2.1 织物预处理 |
| 3.2.2 织物弹性测试方法 |
| 3.2.3 弹性测试结果与分析 |
| 3.3 不同弹性导电织物电力学性能的测试 |
| 3.3.1 力学性能 |
| 3.3.2 单次拉伸下的电力学性能 |
| 3.3.3 重复拉伸下的电力学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 柔性传感手套的设计与制备 |
| 4.1 传感手套导电区域规格的探究 |
| 4.1.1 导电纱线细度与数量 |
| 4.1.2 导电区域纵行数与横列数 |
| 4.2 传感手套尺寸的探究 |
| 4.3 柔性传感手套的设计与编织 |
| 4.3.1 柔性传感区域的大小与位置 |
| 4.3.2 柔性传感手套的CAD设计 |
| 4.3.3 柔性传感手套的编织 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 柔性传感手套的手势识别 |
| 5.1 手势数据采集系统的搭建 |
| 5.1.1 硬件部分 |
| 5.1.2 软件部分 |
| 5.1.3 采集系统的组装 |
| 5.2 柔性传感手套对数字手势的静态识别 |
| 5.2.1 数字手势信号检测 |
| 5.2.2 数字手势信号样本采集 |
| 5.2.3 样本数据预处理 |
| 5.2.4 手势特征值提取 |
| 5.2.5 模型的建立与评估 |
| 5.3 柔性传感手套对数字手势的动态识别 |
| 5.3.1 BP神经网络预测模型 |
| 5.3.2 手势预测结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 不足及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（4）飞秒激光制备磁驱微机器人及其生物医疗应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微纳机器人 |
| 1.2.1 微纳机器人的制备方法 |
| 1.2.2 微纳机器人的驱动方式 |
| 1.2.3 微纳机器人的功能应用 |
| 1.3 飞秒激光聚合加工技术 |
| 1.3.1 飞秒激光聚合加工原理与特性 |
| 1.3.2 飞秒激光聚合加工材料 |
| 1.3.3 飞秒激光聚合加工微机器人 |
| 1.4 本文研究思路 |
| 1.4.1 目前的存在问题 |
| 1.4.2 课题的研究意义与主要研究内容 |
| 第2章 空间光调制技术与磁场驱动原理研究 |
| 2.1 空间光调制技术 |
| 2.1.1 硅基液晶空间光调制器 |
| 2.1.2 计算全息算法 |
| 2.1.3 涡旋光解析光场及其传播特性 |
| 2.2 磁场驱动原理 |
| 2.2.1 磁场驱动方式 |
| 2.2.2 磁场驱动系统 |
| 2.2.3 磁场的安全性 |
| 2.3 三维亥姆霍兹线圈驱动系统搭建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 磁驱锥管微螺旋机器人及其细胞运输 |
| 3.1 微螺旋机器人 |
| 3.1.1 微螺旋机器人的产生 |
| 3.1.2 微螺旋机器人的磁驱动机理 |
| 3.2 飞秒激光涡旋光束加工空心微螺旋机器人 |
| 3.2.1 基于空间光调制器的飞秒激光聚合加工系统 |
| 3.2.2 涡旋光束生成与加工流程 |
| 3.2.3 形状可控的微螺旋机器人 |
| 3.3 微螺旋机器人的磁驱动分析 |
| 3.3.1 纵向运动分析 |
| 3.3.2 横向速度分析 |
| 3.3.3 图案化运动 |
| 3.4 微机器人货物装载与运输 |
| 3.4.1 纳米颗粒的装载与释放 |
| 3.4.2 神经干细胞的装载、运输与释放 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磁驱响应变形微鱼机器人及其可控给药 |
| 4.1 响应变形机器人 |
| 4.2 pH刺激响应水凝胶的合成与加工 |
| 4.2.1 原料与试剂 |
| 4.2.2 合成与加工 |
| 4.3 pH刺激响应变形调控机理与特性 |
| 4.3.1 pH刺激响应变形调控机理 |
| 4.3.2 水凝胶微结构的响应变形性能 |
| 4.3.3 水凝胶微结构的各向异性变形 |
| 4.3.4 响应变形微机器人的设计与加工 |
| 4.4 磁驱微螃蟹抓取、运输与释放微粒子 |
| 4.5 磁驱响应变形微鱼封装与可控释放药物 |
| 4.6 磁驱响应变形微鱼局部Hela细胞精准治疗 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 磁驱响应变形锥管微机器人穿越复杂网络 |
| 5.1 微管机器人 |
| 5.2 涡旋光束单次曝光加工系统 |
| 5.3 涡旋光束单次曝光加工与变形测试 |
| 5.4 响应变形锥管微机器人应用 |
| 5.4.1 锥管微机器人用于微球透镜可调成像 |
| 5.4.2 磁驱锥管微机器人用于靶向货物运输 |
| 5.4.3 磁驱锥管微机器人用于复杂地形穿越 |
| 5.4.4 锥管微机器人群体驱动 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本论文的主要工作 |
| 6.1.1 空间光调制技术与磁场驱动原理研究 |
| 6.1.2 磁驱锥管微螺旋机器人及其细胞运输 |
| 6.1.3 磁驱响应变形微鱼机器人及其可控给药 |
| 6.1.4 磁驱响应变形锥管微机器人穿越复杂网络 |
| 6.2 研究工作的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间取得的研究成果 |
（5）基于表面改性的柔性印刷传感器的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 纸基柔性电子的研究现状 |
| 1.3 可穿戴传感器的研究现状 |
| 1.3.1 制作可穿戴传感器的功能材料 |
| 1.3.2 可穿戴传感器的加工方法 |
| 1.3.3 可穿戴传感器的种类 |
| 1.4 柔性可穿戴无线传感系统的研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 制备金属纳米颗粒和烧结辅助层的材料 |
| 2.1.2 制备传感器和无线传输设备的材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 制备金属纳米颗粒的试验设备 |
| 2.2.2 制备传感器和无线传输设备所需的软件和设备 |
| 2.2.3 形貌及性能表征测试设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 银纳米颗粒的制备 |
| 2.3.2 镍纳米颗粒的制备 |
| 2.3.3 银包镍纳米颗粒的制备 |
| 2.3.4 金属墨水的配置 |
| 2.3.5 烧结辅助层的制备 |
| 2.3.6 纸基FPCB的制备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 激光表面改性纸基柔性电路的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光表面改性纸基柔性电路的制备及性能表征方法 |
| 3.2.1 脉冲紫外激光表面改性 |
| 3.2.2 电极的制备 |
| 3.2.3 电极的柔性测试方法 |
| 3.2.4 微观组织表征方法 |
| 3.3 激光表面改性纸基柔性电路的性能研究 |
| 3.3.1 电极的特征与结构 |
| 3.3.2 电极的柔性测试结果 |
| 3.4 激光表面改性纸基柔性电路的形成机理研究 |
| 3.5 激光表面改性纸基柔性电路的应用 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 涂层表面改性纸/织物柔性电路的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 涂层表面改性纸/织物柔性电路的制备 |
| 4.3 涂层表面改性纸/织物柔性电路的性能研究与分析 |
| 4.3.1 机械特性研究 |
| 4.3.2 成分分析 |
| 4.3.3 表面结构分析 |
| 4.3.4 多种金属墨水烧结研究和微观组织形貌研究 |
| 4.4 涂层表面改性纸/织物柔性电路的形成机理研究 |
| 4.5 涂层表面改性纸/织物柔性电路的应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 皮肤上印刷柔性传感器的制备与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 监测人体信息的柔性传感器 |
| 5.2.1 柔性传感器的概念设计与制备 |
| 5.2.2 柔性传感器的应用 |
| 5.2.3 柔性传感器的处理 |
| 5.3 无线传输数据模块的设计与应用 |
| 5.3.1 无线传输数据模块的设计概念 |
| 5.3.2 柔性磁耦合线圈的设计与模拟 |
| 5.3.3 传感器电阻变化的影响 |
| 5.4 信号处理链路的设计与制备 |
| 5.4.1 柔性RFID启动器电路的设计 |
| 5.4.2 启动器天线设计 |
| 5.4.3 振荡器和发起器天线匹配电路 |
| 5.4.4 信号处理和调节电路 |
| 5.4.5 微控制器和蓝牙通信系统 |
| 5.4.6 柔性RFID启动器电路的供电与调节 |
| 5.5 无线传输数据模块的模拟结果 |
| 5.6 无线传输数据模块的实验结果 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）柔性纺织品传感器的设计及自修复性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 纺织品柔性应变传感器的概述 |
| 1.2.1 传感机理 |
| 1.2.2 性能指标 |
| 1.2.3 制备方法 |
| 1.2.4 在智能可穿戴领域中的应用 |
| 1.3 自修复材料的概述 |
| 1.3.1 外援型自修复材料 |
| 1.3.2 本征型自修复材料 |
| 1.3.3 基于形状记忆的自修复材料 |
| 1.3.4 自修复材料在柔性传感器中的应用 |
| 1.4 本论文的研究内容及意义 |
| 第二章 高灵敏、自修复的针织物传感器的制备和应用研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 导电针织物的制备 |
| 2.2.3 形状记忆聚氨酯(PU)的合成 |
| 2.2.4 织物应变传感器(KFSS)的制备 |
| 2.2.5 KFSS的性能表征 |
| 2.3 测试结果和讨论 |
| 2.3.1 KFSS的结构表征和力学性能分析 |
| 2.3.2 KFSS的传感性能表征 |
| 2.3.3 KFSS用于人体运动监测 |
| 2.3.4 KFSS的自修复功能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于湿法纺丝的高弹性、自修复纤维传感器的制备及应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 自修复聚氨酯的制备 |
| 3.2.3 纤维应变传感器的制备 |
| 3.2.4 纤维应变传感器的表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 自修复聚氨酯的合成表征 |
| 3.3.2 聚合物纤维的力学性能及自修复性能测试 |
| 3.3.3 聚合物纤维和纤维应变传感器的形貌表征 |
| 3.3.4 纤维应变传感器的传感性能和传感机理分析 |
| 3.3.5 纤维应变传感器在人体运动中的应用 |
| 3.3.6 纤维应变传感器的自修复性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及参加科研情况 |
| 致谢 |
（7）芳纶-UHMWPE纬平针织物混杂复合材料界面与力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 纬编复合材料研究现状和性能研究 |
| 1.2.1 纬编复合材料研究现状 |
| 1.2.2 纬编复合材料性能研究 |
| 1.3 混杂复合材料的混杂方式和研究现状 |
| 1.3.1 混杂复合材料的混杂方式 |
| 1.3.2 混杂复合材料的研究现状 |
| 1.4 高性能纤维表面改性方法 |
| 1.4.1 混杂复合材料界面 |
| 1.4.2 纤维表面改性方法 |
| 1.5 复合材料有限元数值模拟 |
| 1.6 本课题的研究目的意义和主要研究内容 |
| 1.6.1 研究目的意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第二章 SiO_2@ZnO-聚合物涂层增强芳纶/UHMWPE纤维与环氧树脂界面性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料和仪器设备 |
| 2.2.2 SiO_2-聚合物复合涂层的制备 |
| 2.2.3 SiO_2@ZnO-聚合物复合涂层的制备 |
| 2.2.4 纤维处理工艺 |
| 2.2.5 表面涂层纤维的分析测试 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 纤维表面形貌分析 |
| 2.3.2 表面涂层纤维的化学组成 |
| 2.3.3 纤维拉伸性能 |
| 2.3.4 纤维与树脂的界面剪切强度 |
| 2.3.5 纤维表面亲水性和浸润性分析 |
| 2.3.6 纤维表面摩擦系数 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 芳纶-UHMWPE纬平针织物混杂复合材料制备工艺和性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 纬平针织物制造 |
| 3.2.1 纤维性能 |
| 3.2.2 织造前的准备 |
| 3.2.3 针织物的织造过程 |
| 3.2.4 纬平针织物的改性过程 |
| 3.3 混杂方案设计 |
| 3.3.1 铺层方式设计 |
| 3.3.2 混杂织物增强复合材料的制备 |
| 3.4 纬平针织物混杂复合材料拉伸性能分析 |
| 3.4.1 复合材料拉伸性能测试 |
| 3.4.2 混杂复合材料拉伸过程 |
| 3.4.3 混杂复合材料拉伸协同效应 |
| 3.4.4 混杂复合材料拉伸破坏加速效应 |
| 3.5 纬平针织物混杂复合材料冲击性能分析 |
| 3.5.1 复合材料抗冲击性能测试 |
| 3.5.2 混杂复合材料冲击性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 纬平针织物复合材料建模和有限元模拟分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合材料低速冲击损伤准则 |
| 4.3 基于RHINOCEROS参数化线圈单胞模型 |
| 4.4 ABUAQUS有限元几何模型的建立 |
| 4.5 复合材料冲击有限元分析 |
| 4.5.1 材料属性定义 |
| 4.5.2 网格划分 |
| 4.5.3 分析步的确定和相互作用的设置 |
| 4.6 有限元模拟结果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）介电弹性体驱动器在软体机器人领域的应用与设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 基于智能材料与结构的软体机器人 |
| 1.2.1 基于形状记忆合金的软体机器人 |
| 1.2.2 基于液晶弹性体的软体机器人 |
| 1.2.3 基于气动驱动器的软体机器人 |
| 1.2.4 小结 |
| 1.3 介电弹性体驱动器及其应用 |
| 1.4 理想介电弹性体模型 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器的设计及基于弯曲驱动器的软体机器人研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器的制作 |
| 2.3 介电弹性体弹簧卷形驱动器的理论模型 |
| 2.3.1 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器的几何描述 |
| 2.3.2 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器的状态方程 |
| 2.3.3 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器的失效分析 |
| 2.4 介电弹性体弹簧卷形驱动器的参数设计与优化 |
| 2.4.1 设计参数对弯曲驱动器性能的影响 |
| 2.4.2 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器的参数优化 |
| 2.4.3 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器的参数选取 |
| 2.5 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器的性能测试 |
| 2.5.1 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器静态和动态变形性能测试 |
| 2.5.2 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器横向输出力测试 |
| 2.6 基于介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器的软体机器人 |
| 2.7 介电弹性体弹簧卷形弯曲驱动器的模型改进 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 生物电信号对介电弹性体仿生结构的控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 心电信号对介电弹性体心形结构的控制 |
| 3.3 介电弹性体仿生透镜人机交互 |
| 3.3.1 介电弹性体仿生透镜 |
| 3.3.2 眼电信号对介电弹性体仿生透镜的控制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 介电弹性体可调焦透镜的理论模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 介电弹性体可调焦透镜的模型建立 |
| 4.2.1 介电弹性体可调焦透镜的几何描述 |
| 4.2.2 介电弹性体可调焦透镜的控制方程 |
| 4.2.3 介电弹性体可调焦透镜的焦距计算 |
| 4.3 介电弹性体可调焦透镜的调焦特性 |
| 4.4 设计参数对介电弹性体可调焦透镜调焦特性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）聚合物捻卷型人工肌肉及其在软体机器人领域应用的研究现状（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 制备方法和驱动原理 |
| 2.1 制备方法 |
| 2.2 驱动原理 |
| 3 新材料与结构 |
| 3.1 不同材料之间的性能影响 |
| 3.2 TCPF人工肌肉的结构设计 |
| 3.2.1 单尺度螺旋结构 |
| 3.2.2 多尺度螺旋结构 |
| 4 驱动方式 |
| 4.1 冷热水流驱动 |
| 4.2 表面镀层电热驱动 |
| 4.3 与电热丝组合驱动 |
| 5 在软体机器人领域中的应用 |
| 5.1 仿生机械手与关节 |
| 5.2 软体机器人运动驱动 |
| 5.3 自驱动能量回收系统 |
| 5.4 柔性传感器 |
| 6 总结与展望 |
（10）超导复合磁体力学性能实验及力磁耦合行为数值研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导材料与超导磁体概述 |
| 1.1.1 超导材料的应用及其研究进展 |
| 1.1.2 超导磁体的应用及其研究进展 |
| 1.2 复杂环境下超导磁体力学及多场性能实验表征研究现状 |
| 1.2.1 超导线/带材多场性能实验表征及其多场测试 |
| 1.2.2 超导磁体力学及其多场性能实验及进展 |
| 1.3 超导磁体结构力学及其多场行为的数值研究及其进展 |
| 1.4 高场超导磁体研制中面临的挑战与问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 光纤布拉格光栅原理及超导磁体变形测试的软基体光纤光栅的研制 |
| 2.1 光纤布拉格光栅传感原理及发展 |
| 2.2 光纤布拉格光栅应变\温度传感特性 |
| 2.2.1 光纤光栅应变传感特性 |
| 2.2.2 光纤光栅温度传感特性及补偿技术 |
| 2.3 超导磁体变形测试的软基体光纤光栅设计、分析及制作 |
| 2.3.1 软基体光纤布拉格光栅的基本设计 |
| 2.3.2 软基体光纤布拉格光栅应变传递率分析 |
| 2.3.3 软基体光纤布拉格光栅的制作 |
| 2.4 极低温环境下软基体光纤布拉格光栅的实验标定 |
| 2.4.1 标定方法与实验准备 |
| 2.4.2 标定结果与讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 几类典型超导磁体运行环境下力学性能实验研究 |
| 3.1 软基体光纤光栅的超导螺线管磁体表面应变测量 |
| 3.1.1 超导螺线管磁体结构 |
| 3.1.2 实验准备与测试 |
| 3.1.3 测试结果与分析 |
| 3.2 埋入式软基体光纤光栅的多层超导螺线管应变测试 |
| 3.2.1 多层超导螺线管磁体结构 |
| 3.2.2 多层超导螺线管磁体应变传感器的埋入技术与工艺 |
| 3.2.3 实验准备与测试 |
| 3.2.4 测试结果与分析 |
| 3.3 埋入式软基体光纤光栅的跑道型超导磁体应变测试 |
| 3.3.1 跑道型超导磁体结构 |
| 3.3.2 跑道型超导磁体应变传感器的埋入技术与工艺 |
| 3.3.3 实验准备与测试 |
| 3.3.4 测试结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超导复合磁体的力磁耦合行为数值分析 |
| 4.1 超导复合磁体的力磁耦合数值模型 |
| 4.1.1 基本方程与边界条件 |
| 4.1.2 力磁耦合有限元模型 |
| 4.2 多层超导螺线管磁体 |
| 4.2.1 有限元数值模型的建立 |
| 4.2.2 结果分析与讨论 |
| 4.3 跑道型超导磁体 |
| 4.3.1 有限元数值模型的建立 |
| 4.3.2 结果分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 超导复合磁体的多尺度模型与力磁行为数值分析 |
| 5.1 超导复合股线的微观结构及其特征 |
| 5.2 正交各向异性多尺度有限元模型 |
| 5.2.1 代表性单元法(RVE)基本理论及其方法 |
| 5.2.2 多层超导螺线管磁体正交各向异性多尺度有限元模型 |
| 5.2.3 跑道型超导磁体正交各向异性多尺度有限元模型 |
| 5.3 精细化多尺度有限元模型 |
| 5.3.1 多层超导螺线管磁体精细化多尺度有限元模型 |
| 5.3.2 跑道型超导磁体精细化多尺度有限元模型 |
| 5.4 结果分析与讨论 |
| 5.4.1 多层超导螺线管磁体 |
| 5.4.2 跑道型超导磁体 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
四、Deformation of Linked Polymer Coils（论文参考文献）
- [1]基于材料、集流体与电池结构设计的柔性/可拉伸电池的研究[D]. 李蕊. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]静电梳齿驱动MEMS扫描镜研究[D]. 王强. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021
- [3]柔性传感手套的制备与手势识别研究[D]. 韩晓雪. 江南大学, 2021(01)
- [4]飞秒激光制备磁驱微机器人及其生物医疗应用研究[D]. 辛晨. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]基于表面改性的柔性印刷传感器的制备与性能研究[D]. 张玲. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [6]柔性纺织品传感器的设计及自修复性能研究[D]. 邢任权. 天津工业大学, 2021(01)
- [7]芳纶-UHMWPE纬平针织物混杂复合材料界面与力学性能研究[D]. 苏瑞. 天津工业大学, 2021(01)
- [8]介电弹性体驱动器在软体机器人领域的应用与设计研究[D]. 李金嵘. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [9]聚合物捻卷型人工肌肉及其在软体机器人领域应用的研究现状[J]. 张亚坤,张宇,李博,陈贵敏. 中国科学:技术科学, 2021(02)
- [10]超导复合磁体力学性能实验及力磁耦合行为数值研究[D]. 胡强. 兰州大学, 2020(09)