光波导三轴力传感方法的理论分析与实验研究
| 中文摘要 | 第1-6页 |
| 英文摘要 | 第6-8页 |
| 目录 | 第8-11页 |
| 符号约定 | 第11-13页 |
| 1 引言 | 第13-28页 |
| 1．1 研究意义 | 第13-15页 |
| 1．2 国内外研究现状 | 第15-26页 |
| 1．2．1 设计规范 | 第15-16页 |
| 1．2．2 阵列触觉传感器 | 第16-17页 |
| 1．2．3 电导型和电阻型 | 第17-20页 |
| 1．2．4 压电效应型和焦热电效应型 | 第20-21页 |
| 1．2．5 电容型 | 第21-23页 |
| 1．2．6 磁传导型 | 第23-25页 |
| 1．2．7 光电传感型 | 第25-26页 |
| 1．2．8 其它设计原理 | 第26页 |
| 1．3 发展应用前景 | 第26-27页 |
| 1．4 本文内容 | 第27-28页 |
| 2 光波导三轴触觉传感器的系统设计 | 第28-35页 |
| 2．1 系统工作原理 | 第28-29页 |
| 2．2 光斑形成机理 | 第29-30页 |
| 2．3 系统构成 | 第30-34页 |
| 2．3．1 光源和波导板 | 第30页 |
| 2．3．2 橡胶垫的制作 | 第30-31页 |
| 2．3．3 CCD摄像器 | 第31-32页 |
| 2．3．4 图像采集卡 | 第32页 |
| 2．3．5 PC机 | 第32页 |
| 2．3．6 施力装置 | 第32-33页 |
| 2．3．7 测力仪 | 第33-34页 |
| 2．4 小结 | 第34-35页 |
| 3 光斑形成机理的理论分析 | 第35-56页 |
| 3．1 平面光波导的几何光学理论分析 | 第35-38页 |
| 3．2 平面光波导的电磁理论分析 | 第38-55页 |
| 3．2．1 麦克斯韦方程组 | 第38-39页 |
| 3．2．2 边界条件方程 | 第39-41页 |
| 3．2．3 无源波动方程及其平面波解 | 第41-42页 |
| 3．2．4 平面波导导波模式的理论分析 | 第42-54页 |
| 3．2．5 结论分析 | 第54-55页 |
| 3．3 小结 | 第55-56页 |
| 4 非线性问题的有限元理论分析 | 第56-79页 |
| 4．1 有限元理论概述 | 第56-57页 |
| 4．2 非线性结构的定义 | 第57-59页 |
| 4．3 大变形情况下应变和应力的度量 | 第59-65页 |
| 4．3．1 应变的度量 | 第59-61页 |
| 4．3．2 应力的度量 | 第61-65页 |
| 4．4 非线性问题的表达格式 | 第65-71页 |
| 4．4．1 虚位移原理 | 第66-67页 |
| 4．4．2 全Lagrange格式 | 第67-68页 |
| 4．4．3 更新的Lagrange格式 | 第68-69页 |
| 4．4．4 平衡方程的线性化 | 第69-71页 |
| 4．5 有限元求解方程及解法 | 第71-78页 |
| 4．5．1 有限元求解方程 | 第71-73页 |
| 4．5．2 矩阵和向量的具体表达式 | 第73-77页 |
| 4．5．3 方程解法 | 第77-78页 |
| 4．6 小结 | 第78-79页 |
| 5 接触变形有限元分析 | 第79-93页 |
| 5．1 接触问题的特点与分类 | 第79-81页 |
| 5．2 面——面接触分析的一般步骤 | 第81-82页 |
| 5．3 仿真结果数据分析 | 第82-92页 |
| 5．3．1 二维模型 | 第83-89页 |
| 5．3．2 三维模型 | 第89-92页 |
| 5．4 小结 | 第92-93页 |
| 6 实验数据处理与分析 | 第93-106页 |
| 6．1 图像数字化及系统定标 | 第93-99页 |
| 6．1．1 光斑图像的边缘检测 | 第93-95页 |
| 6．1．2 图像的二值化 | 第95-96页 |
| 6．1．3 面积的定标 | 第96-98页 |
| 6．1．4 定标误差分析 | 第98-99页 |
| 6．2 信号处理的软件设计 | 第99页 |
| 6．3 实验及结果 | 第99-104页 |
| 6．3．1 对单个力敏感单元的实验 | 第100-101页 |
| 6．3．2 对两个力敏感单元的实验 | 第101-102页 |
| 6．3．3 对四个力敏感单元的实验 | 第102-104页 |
| 6．4 分析及讨论 | 第104-105页 |
| 6．4．1 实验数据分析 | 第104-105页 |
| 6．4．2 系统误差源分析 | 第105页 |
| 6．5 小结 | 第105-106页 |
| 7 结论 | 第106-109页 |
| 参考文献 | 第109-108页 |
| 致谢 | 第108-114页 |
