触觉传感器的柔性化方法及其应用研究综述 被引量：2

1

作者 周昭 高国伟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第7期6-10,共5页

触觉传感器是一种模拟人体触觉并用于检测外部刺激的设备,触觉传感器的柔性化也成为了研究的关键点之一。本文介绍了不同类型的柔性触觉传感器(电容式、压阻式、摩擦电等)。采用纳米复合材料并结合静电纺丝法、旋涂法、以及新出现的喷... 触觉传感器是一种模拟人体触觉并用于检测外部刺激的设备,触觉传感器的柔性化也成为了研究的关键点之一。本文介绍了不同类型的柔性触觉传感器(电容式、压阻式、摩擦电等)。采用纳米复合材料并结合静电纺丝法、旋涂法、以及新出现的喷涂法等制备的柔性触觉传感器具有灵敏度高、响应速度快等特点,并对柔性触觉传感器应用领域进行了总结和展望。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器 柔性化方法 应用研究

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柔性PZT复合薄膜压力传感器的研究进展 被引量：1

2

作者 任扬帆 高国伟 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1-15,共15页

随着柔性传感器技术在人工智能、电子皮肤等领域的应用,柔性PZT复合薄膜压力传感器因具有高柔性以及高压电性能深受研究者的青睐。柔性PZT传感器作为先进智能设备的重要组成部分,对未来机器人电子皮肤以及智慧医疗的进步有重大推动作用... 随着柔性传感器技术在人工智能、电子皮肤等领域的应用,柔性PZT复合薄膜压力传感器因具有高柔性以及高压电性能深受研究者的青睐。柔性PZT传感器作为先进智能设备的重要组成部分,对未来机器人电子皮肤以及智慧医疗的进步有重大推动作用。将从柔性PZT复合薄膜压力传感器的工作原理与制备、研究现状及应用等方面进行综述,最后对传感器的现状进行了总结分析,并对传感器的未来发展进行展望。 展开更多

关键词 柔性PZT传感器 压力传感器 复合薄膜 压电 触觉

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TENG在可穿戴人体健康状态监测中的应用和研究进展 被引量：2

3

作者 张龙飞 高国伟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第8期1-5,共5页

本文将深入阐述摩擦纳米发电机(TENG)的基本工作原理、不同的运行模式以及结构制备与性能优化的方法;重点归纳和分析TENG在智能可穿戴医疗设备及脉诊监测两大方面的应用实践,其中,智能可穿戴医疗涵盖了人体康复、植入式技术等领域,而脉... 本文将深入阐述摩擦纳米发电机(TENG)的基本工作原理、不同的运行模式以及结构制备与性能优化的方法;重点归纳和分析TENG在智能可穿戴医疗设备及脉诊监测两大方面的应用实践,其中,智能可穿戴医疗涵盖了人体康复、植入式技术等领域,而脉诊监测则主要涉及脉搏、心跳及呼吸等关键生理指标的监测。本文分析了各种基于TENG的可穿戴医疗器件在能量收集和自供电传感方面的应用,并展望TENG在智能可穿戴医疗设备领域的应用前景。 展开更多

关键词 摩擦纳米发电机 智能可穿戴医疗 植入式 脉诊监测

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ZnO亚微球添加对放电等离子烧结PZT陶瓷结构和性能的影响 被引量：1

4

作者 张志伟 刘志阳 +1 位作者 秦雷 梁立兴 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期19-26,共8页

通过溶剂热法合成由纳米点组成的均匀ZnO亚微球,并将ZnO亚微球添加到PZT5A粉体中进行放电等离子烧结,研究ZnO亚微球添加对PZT陶瓷物相组成、微观结构及电学性能的影响。结果表明:采用放电等离子烧结法能够在900℃保温5 min条件下制备出... 通过溶剂热法合成由纳米点组成的均匀ZnO亚微球,并将ZnO亚微球添加到PZT5A粉体中进行放电等离子烧结,研究ZnO亚微球添加对PZT陶瓷物相组成、微观结构及电学性能的影响。结果表明:采用放电等离子烧结法能够在900℃保温5 min条件下制备出相对密度超过97%的PZT陶瓷。ZnO亚微球的添加有利于PZT陶瓷的烧结和晶粒生长,随着ZnO亚微球添加量的增加,PZT三方相(R)的含量逐渐增大。适量ZnO亚微球的添加能够改善PZT陶瓷的压电性能和介电性能,ZnO质量分数为0.10%时,材料的综合性能最优,在1 kHz频率下,压电常数d_(33)=432 pC/N,机电耦合系数k_(p)=0.56,机械品质因数Q_(m)=69.8,相对介电常数ε_(r)=1360,介电损耗tanδ=0.0227。 展开更多

关键词 锆钛酸铅 压电陶瓷 放电等离子烧结 压电性能 介电性能

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1-1-3型压电复合材料的水声换能器研究 被引量：8

5

作者 秦雷 鲜晓军 +2 位作者 贾俊博 杜海波 王丽坤 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期500-502,506,共4页

应用切割灌注法制备了1-1-3型压电复合材料,并对其电学性能进行了测试。1-1-3型压电复合材料通过在压电晶柱间引入2种具有不同杨氏模量的聚合物,提高复合材料整体的机电耦合系数。经测试,其机电耦合系数达0.65。以此材料为基础制备了谐... 应用切割灌注法制备了1-1-3型压电复合材料,并对其电学性能进行了测试。1-1-3型压电复合材料通过在压电晶柱间引入2种具有不同杨氏模量的聚合物,提高复合材料整体的机电耦合系数。经测试,其机电耦合系数达0.65。以此材料为基础制备了谐振频率为110kHz的水声换能器,并研究了匹配层对1-1-3型压电复合材料换能器性能的影响。通过对比发现,当换能器具有匹配层结构时,可产生共振效应,能有效提高换能器的发射电压响应及接收灵敏度。 展开更多

关键词 压电复合材料 换能器 匹配层 发射电压响应 灵敏度

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基于1-1-3型压电复合材料水声换能器性能分析 被引量：4

6

作者 杜海波 秦雷 +1 位作者 仲超 王丽坤 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期386-392,共7页

为提高高频水声换能器的性能,提出了一种基于1-1-3型压电复合材料的带有梯形匹配层的水声换能器设计。应用有限元方法分析了有无匹配层对复合材料电性能、辐射端振动位移的影响。并研制了带匹配层和不带匹配层的2种水声换能器。测试结... 为提高高频水声换能器的性能,提出了一种基于1-1-3型压电复合材料的带有梯形匹配层的水声换能器设计。应用有限元方法分析了有无匹配层对复合材料电性能、辐射端振动位移的影响。并研制了带匹配层和不带匹配层的2种水声换能器。测试结果显示引入匹配层使得水声换能器在谐振频率为360 kHz时最大发送电压响应达到169.4 dB,接收电压灵敏度为-190 dB,-3 dB下接收信号带宽最大可达70 kHz,最大声源级达到208 dB。发送电压响应比没有匹配层的换能器提高了3.8 dB、声源级提高了6 dB、接收带宽拓宽了1.45倍。 展开更多

关键词 1-1-3型压电复合材料 换能器 声源级 发射电压响应 性能

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基于剪切振动模态的压电复合材料应用于水声换能器的研究 被引量：5

7

作者 贾俊博 秦雷 +1 位作者 仲超 王丽坤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期193-197,237,共6页

压电陶瓷的剪切振动模态因其独有的剪切形变和高压电常数、高机电耦合系数以及介电常数低等特点,在压电俘能器、新结构复合材料换能器方面有着不俗的表现。通过设计具有特殊结构的过渡层,探索压电陶瓷剪切振动的利用方法,将压电陶瓷产... 压电陶瓷的剪切振动模态因其独有的剪切形变和高压电常数、高机电耦合系数以及介电常数低等特点,在压电俘能器、新结构复合材料换能器方面有着不俗的表现。通过设计具有特殊结构的过渡层,探索压电陶瓷剪切振动的利用方法,将压电陶瓷产生的剪切振动转化为复合材料的厚度振动,以此来满足水声换能器的要求,进而提高复合材料的压电性。通过有限元分析和实验验证,研究了该设计中结构参数、过渡层材料种类对复合材料整体性能的影响。 展开更多

关键词 压电复合材料 d15剪切振动模态 转动传递 有限元分析

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基于卷积神经网络的遥感图像水体提取 被引量：13

8

作者 张铭飞 高国伟 +1 位作者 胡敬芳 宋钰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第1期72-74,88,共4页

为解决基于遥感图像监测地表水资源变化的问题,在深度学习的框架下,基于卷积神经网络(CNN)提出了用于遥感图像水体提取的模型。利用网络爬虫的方式,搜集遥感图像,并通过随机裁剪、数据清洗等方式构建训练、验证和测试数据集。通过对低... 为解决基于遥感图像监测地表水资源变化的问题,在深度学习的框架下,基于卷积神经网络(CNN)提出了用于遥感图像水体提取的模型。利用网络爬虫的方式,搜集遥感图像,并通过随机裁剪、数据清洗等方式构建训练、验证和测试数据集。通过对低层语义特征学习提取抽象的高层特征,基于提取的高层特征进行网络模型训练。实验结果表明:水体提取的精读准确率可高达96.28%,从而验证了所提模型对于遥感图像水体提取的可行性和有效性。 展开更多

关键词 遥感识别 卷积神经网络 深度学习 水体提取

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改进U-Net网络的遥感图像水质分割算法 被引量：4

9

作者 赵晨曦 宋钰 +2 位作者 胡敬芳 李洋 高国伟 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2023年第4期137-143,共7页

针对遥感图像中一般水体、黑臭水体以及富营养化水体形状不规则以及相似难以准确分割的问题,选取研究区创建富含3类水体的数据集,利用深度学习卷积网络模型对3类水体数据集进行训练与测试。根据测试效果分析提出基于改进U-Net网络的遥... 针对遥感图像中一般水体、黑臭水体以及富营养化水体形状不规则以及相似难以准确分割的问题,选取研究区创建富含3类水体的数据集,利用深度学习卷积网络模型对3类水体数据集进行训练与测试。根据测试效果分析提出基于改进U-Net网络的遥感水质分割算法,改进卷积深度及在编码阶段输入层引入ASPP模块获取更加复杂的光谱信息,提高分割精度。实验表明,所提出的改进型U-Net分割算法能够显著提升水质分类的精确度和分割效果,从而实现一般、黑臭及富营养化水体的准确分类。 展开更多

关键词 水质分割 深度学习 卷积网络 分割精度 三类水体 河流占比

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基于树莓派的便携式水质重金属电化学检测系统 被引量：2

10

作者 周兴辉 胡敬芳 +1 位作者 宋钰 高国伟 《现代电子技术》 2021年第23期134-137,共4页

针对水质重金属离子现场快速化检测的需求,设计了一种基于树莓派控制核心采用差分脉冲伏安法检测重金属的系统。该系统主要包括硬件检测设备系统和手机APP两部分,两者通过蓝牙进行通信。基于树莓派3B硬件开发平台搭建外围电路检测板,实... 针对水质重金属离子现场快速化检测的需求,设计了一种基于树莓派控制核心采用差分脉冲伏安法检测重金属的系统。该系统主要包括硬件检测设备系统和手机APP两部分,两者通过蓝牙进行通信。基于树莓派3B硬件开发平台搭建外围电路检测板,实现波形信号的生成和微电流信号的采集;在Android系统下进行APP开发,完成曲线绘制以及数据存储等任务。文中系统将日常广泛使用的Android终端设备、低成本的树莓派与电化学仪器相结合,突出了其易用性和便携性的特点,适合实地快速自动化检测。系统对150~600μg/L的Cd2+离子检测实验中得到的拟合线性方程具有较高的线性度(0.9661),结果表明,该系统可实现重金属离子检测。 展开更多

关键词 重金属离子 现场快速化检测 树莓派 差分脉冲伏安法 ANDROID系统 无线通信 电化学 便携性

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四旋翼飞行器串级模糊自适应PID优化控制系统研究 被引量：13

11

作者 盛广润 高国伟 +1 位作者 李璇烨 罗丹 《现代电子技术》 北大核心 2020年第22期67-71,共5页

四旋翼飞行器控制系统具有非线性、耦合性等特性,PID参数的整定会存在一定的难度,而且固定的参数无法适用于四旋翼面临的复杂环境。要实现四旋翼的优化控制需要进行自适应性改进。该文结合PID控制和模糊控制的优点,设计一种非线性化的... 四旋翼飞行器控制系统具有非线性、耦合性等特性,PID参数的整定会存在一定的难度,而且固定的参数无法适用于四旋翼面临的复杂环境。要实现四旋翼的优化控制需要进行自适应性改进。该文结合PID控制和模糊控制的优点,设计一种非线性化的串级模糊自适应PID控制系统,分别在外环角度、内环角速度控制器中加入模糊自适应PID控制器,增强系统的自适应性和准确性。并且针对四旋翼存在高频干扰的特性,提出在角速度模糊自适应PID控制器的微分环节后加入一阶惯性环节,不完全微分提高了微分控制抗干扰能力。通过Matlab仿真实验对比结果表明,所设计方法响应速度快、超调量小,且增强了四旋翼控制的自适应能力和鲁棒性。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 优化控制 自适应PID控制器 微分控制 仿真实验 结果分析

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摩擦电纳米发电机在医疗脉诊中的研究与进展 被引量：8

12

作者 张明叡 高国伟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第12期1-6,共6页

随着柔性传感器在可穿戴电子设备、植入式设备及物联网(IoT)等技术方面的快速发展,摩擦电纳米发电机(TENG)是新时代最好的能源设备和医疗应用之一,在医疗领域引起了众多研究者的关注。本文对TENG的理论、制备与潜在价值和国内外一些性... 随着柔性传感器在可穿戴电子设备、植入式设备及物联网(IoT)等技术方面的快速发展,摩擦电纳米发电机(TENG)是新时代最好的能源设备和医疗应用之一,在医疗领域引起了众多研究者的关注。本文对TENG的理论、制备与潜在价值和国内外一些性能优化方法进行了评述,重点对TENG在医疗与脉诊两个方面的应用进行了总结和分析,其中医疗主要包括健康检测、自供电医疗等方面,脉诊主要包括脉搏、心跳等方面。并且对各种基于TENG的健康监护仪的器件结构设计、传感机理、器件性能及优缺点进行分析。最后,对TENG在医疗和脉诊领域的未来发展进行了总结和展望。 展开更多

关键词 摩擦电纳米发电机 柔性 性能优化 健康检测 自供电 脉诊

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高灵敏度柔性电子皮肤的研究与应用进展 被引量：11

13

作者 吴帅帅 高国伟 刘硕 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第7期1-5,22,共6页

电子皮肤(E-skin)是一种机器人触觉系统,它附着在机器表面,通过传感单元检测压力,使机器人像人一样感知周围环境。为了满足机器人对弯曲、挤压、扭转等形变的精确触觉感知,国内外学者在可靠的材料选择和新颖的结构设计上做了大量的创新... 电子皮肤(E-skin)是一种机器人触觉系统,它附着在机器表面,通过传感单元检测压力,使机器人像人一样感知周围环境。为了满足机器人对弯曲、挤压、扭转等形变的精确触觉感知,国内外学者在可靠的材料选择和新颖的结构设计上做了大量的创新性研究。本文综述了触觉传感器的分类和原理,通过对敏感材料的选择与调控以及新型敏感结构的设计来提高触觉传感器的柔性和灵敏度的研究进展,以及多维力检测和多功能性的研究进展。最后,指出了研究高灵敏度柔性电子皮肤可能面临的挑战和未来的发展方向。 展开更多

关键词 电子皮肤 柔性 高灵敏度 触觉传感器

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改性1-3型压电复合材料理论模型与仿真 被引量：1

14

作者 王嘉程 张金英 +1 位作者 仲超 秦雷 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第6期878-885,891,共9页

针对高机电耦合系数和曲面换能器的应用需求,该文提出一种由压电陶瓷、环氧树脂和硅橡胶三相复合的改进1-3型压电复合材料,基于Newnhams串、并联分析对复合材料的理论模型进行了推导,并利用Matlab进行了数值计算,分析了改性1-3型复合材... 针对高机电耦合系数和曲面换能器的应用需求,该文提出一种由压电陶瓷、环氧树脂和硅橡胶三相复合的改进1-3型压电复合材料,基于Newnhams串、并联分析对复合材料的理论模型进行了推导,并利用Matlab进行了数值计算,分析了改性1-3型复合材料的结构参数对厚度机电耦合系数、等效密度和厚度频率常数的影响。结果表明,陶瓷-环氧复合相的体积分数为0.2~0.5,陶瓷-环氧复合相中的压电陶瓷体积分数为0.6~0.7时,改性1-3型压电复合材料的性能参数较好;利用ANSYS软件对复合材料进行了有限元仿真,将仿真结果与理论计算进行了对比,二者具有较好的一致性,验证了理论模型评估材料性能的准确性。 展开更多

关键词 改性1-3型压电复合材料 理论模型 有限元仿真 结构参数 性能参数

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