本文针对纳米材料的纳米操作，提出了一种复合激光近场光锻与AFM探针进行纳米操作的方法，并基于动量守恒原理，采用三维时域有限差分方法建立了该方案中激光近场对纳米微粒的作用力模型，分析了各轴向光阱力的分布情况，讨论了两探针间距离、针尖材料的电导率、入射平面光场的偏振方向、入射角和波长等参数对近场光阱力的影响。结果表明：位于耦合光场中特定位置的微粒可被捕获至固定位置，所需的辅获功率大大低于传统光镊所需的摘获功率；为实现稳定的纳米操作，光纤探针与AFM探针的距离应保持在孔径范围内，两探针的相互位置应保持成垂直关系，同时应选用短波长的捕获激光，并保持激光偏振方向与AFM探针轴线的匹配。本文设计的近场光镊与AFM探针相复合的纳米操作系统，能大大扩宽近场光镊和AFM系统在纳米操作上的应用范围...

为帮助盲人解决出行不便的困难，利用超声探测原理设计实现了一种音频导盲仪，导盲仪采用音频界面．通过反馈声音音调等特征变化向盲人指示障碍物等信息。导盲仪距离分辨率可达毫米级，角度分辨率10°以下。经过综合训练，盲人可建立听觉条件反射，通过声音感知周围环境信息，实现以听代视的目的。在介绍导盲仪工作原理和工程实现的基础上。重点说明了对盲人进行应用示范的策略和方法。

基于动量守恒原理,结合麦克斯韦应力张量和三维时域有限差分方法,建立了近场空间内激光光镊对纳米微粒的光阱力计算模型.分析了光纤探针型近场光镊的近场分布以及操作纳米微粒时各轴向光阱力的分布情况,并探讨了光纤探针尖端的捕获尺寸、捕获位置和操作稳定性.结果表明：微粒应处于光纤探针针尖的近场空间内才可实现稳定可靠的纳米操作,不同尺寸的微粒具有不同的捕获效果,且随初始位置的不同微粒的捕获位置亦不同.计算结果为激光近场光镊纳米操作装置的设计和制造提供了理论基础.

影响交流电渗微泵流速的因素很多,如电极参数、驱动信号参数、溶液的导电率等。通过分析非对称电极交流电渗驱动理论,揭示了交流电渗微泵非对称电极表面流速的计算方法。在分析电极表面流速计算方法的基础上,探讨了以上参数对交流电渗微泵流速的影响规律,这对设计非对称电极交流电渗微泵、驱动信号参数的选择及溶液性质的影响具有指导意义。

红外锁相热成像技术是一种基于热波信号处理的主动式红外热成像技术，特别适用于复合材料及复杂结构构件的无损检测。阐述了红外锁相热成像技术的原理，采用有限元方法对正弦规律变化的热流在构件中的传递过程进行了分析。利用正弦规律调制光源作为热激励源对不同材料的试件加载，通过JadeMWIR550焦平面红外热像仪进行图像序列的采集，深入研究了图像序列数字滤波算法，并采用Savitzky—Golay数字平滑滤波算法消除了高频噪声的影响，在此基础上，利用FFT算法得到了热波信号的幅值与相位图像，并采用VisualC＋＋平台开发了基于图像序列处理的红外锁相软件检测系统。试验结果表明，通过选取适当的激励加载频率可准确获得缺陷特征。

针对在城市建设基础设施中的多种复杂环境,为了降低由于高工作业带来的人身财产危害,设计了一种轻巧的轮式攀爬机器人。基于机器人攀爬静力学分析,确定了机器人的重要参数,先后完成了机器人攀爬机构和锁杆机构两大关键机构的设计,提出机器人攀爬控制策略。在Solidworks环境下完成了机器人的虚拟样机建模,并搭建试验样机对机器人进行载重攀爬测试和适应性测试。实验表明,机器人20kg负载条件下,攀爬速度达到3.24m/s,攀爬自旋角2.24°,同时机器人可以在不同直径下作业,机器人满足设计要求。

针对数控机床质量定量评价困难的问题,提出一种基于用户期望符合度函数的数控机床质量评价方法。该模型以数控机床的质量特性为基础建立质量评价体系,引入用户期望分布描述产品质量的具体意义,并利用马氏距离计算用户期望分布与产品实际质量特性分布的差异,建立了相应的质量损失函数。根据该质量损失函数,分别计算各质量特性的质量损失,得到相应的用户期望符合度向量,判断当前产品各质量特性参数对用户群体期望的满足情况。在此基础上,计算各质量提升措施的效用费用比,指导开展相应的质量提升工作。实例表明,该方法符合工程实际,且具有较强的实用价值。