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摘要 本文探讨了压电传感器在外科手术机器人假肢中的创新应用,强调了它们在精细手术过程中增强触觉反馈的潜力。压电传感器可以有效地将机械压力和振动转换为电信号,为外科医生实时感受和解释力、纹理和其他表面特征提供了重要手段。通过基于云的系统生成和传输触觉反馈的能力允许创建触觉模式数据库,从而能够在手术过程中自动识别特定的触觉交互。人工智能 (AI) 的集成通过从收集的数据中学习、预测未来的交互和优化模式识别进一步增强了系统。此外,将压电传感器与其他类型的传感输入(例如温度和应变计)相结合,可以实现多维反馈系统。这会带来身临其境的体验,使外科医生能够精确控制他们的机器人工具。通过人工智能和数据收集不断改进这些系统,为机器人手术的未来发展带来了巨大的潜力,从而实现更准确、更安全的手术和更好的患者治疗效果。这项研究强调了人工智能驱动的多感官反馈系统在增强机器人辅助手术能力方面的变革性影响。
空间FSM开发的光学通信的主要挑战是提出技术和供应链,与大量新空间方法相关,这需要对高速互联网,地球行星观察和监测以及移动性应用的安全连通性。CTEC提出了一种Mini-FSM技术,可提供+/- 6 MRAD的中风和1700 Hz的谐振频率,质量为50 gr。这种FSM机制是巨型星座以及板纳米人和立方体上所有应用的良好候选者,具有非常高的小型化水平,并且针对新的空间高量成本效率进行了优化。使用压电执行器的使用提供了很高的共振频率,以实现最佳控制,几乎零功耗的步骤和保持指向,并且在CTEC的optronics应用程序的多年反复制造中,非常高的可靠性数字> 0,995。1简介
抽象的人机相互作用变得越来越多地用于智能传感和有效的操纵。柔性压电传感器的最新发展具有较短的响应时间和高力电转换效率的趋势,旨在促进多样化的人机互动应用。在这里,我们回顾了在机器人控制,物联网,体育教练和声学治疗的背景下,灵活的压电人机相互作用的发展。根据最近的研究,根据最近的研究详细阐述了独特材料的合成,设备结构的独特设计,压电人机相互作用的典型应用以及尖端技术的整合。最后,我们重点介绍了为更高级应用方案开发压电人机相互作用的当前挑战和方向。
摘要 - 基于锆钛酸铅(PZT)的铁电材料由于其强大的压电活性而被广泛用作传感器和执行器。然而,由于高处理温度,脆弱性,缺乏共形沉积以及与微电机械系统(MEMS)集成的可能性有限,因此它们的应用受到限制。关于2-D材料中的压电性的最新研究已经证明了它们在这些应用中的潜力,这本质上是由于它们的灵活性和与MEMS的整合性。在这项工作中,我们在无定形的氧化Si 3 N 4膜上沉积了几层石墨烯(FLG),并通过敏感的激光干涉测量法和严格的限定元素建模(FEM)分析研究了它们的压电反应。对FEM进行的模态分析以及与实验结果的比较表明
未通过同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此预印本的版权持有人(该版本发布于2024年7月11日。; https://doi.org/10.1101/2024.07.07.08.602502 doi:Biorxiv Preprint
使用压电设备从空调冷凝器中收集能量 摘要 使用校园内的几台空调机组来确定空调冷凝器机组中潜在的废能来源,并设计了能量收集方法。这些能量收集方法称为使用压电设备的振动和气流驱动能量收集。目标是从排气流中产生电能(类似于喷气发动机的加力燃烧器,但规模要小得多)。对于压电设备,想法是使设备振动以产生电能。工程技术课程的学生和教师研究了空调机组,以确定潜在的废能来源。根据季节、振动水平和冷凝器的排气扇流量进行测量以确定运行时间。进行了测量,并与计算出的从冷凝器中获取的潜在功率进行了比较。这个本科研究项目是全校范围内为促进节能和研究使用清洁可再生能源而开展的几项工作之一。简介 压电性一词源于希腊语 piezein ,意思是挤压和按压。直接效应和逆效应是两种压电效应。在直接效应中,电荷由机械应力产生。在逆效应中,施加电场会产生机械运动。压电能量收集利用直接效应,k p 、k 33 、d 33 、d 31 、g 33 是压电材料特性的特征。k 因子,称为压电耦合因子,是方便直接测量机电效应整体强度的典型方法 [1-4]。压电能量收集是一种通过应变压电材料将机械能转化为电能的方法 [5]。压电材料的应变或变形会导致整个设备中的电荷分离,产生电场并导致与施加的应力成比例的电压降。振荡系统通常是悬臂梁结构,在杠杆的未连接端有一个质量,因为它为给定的输入力提供更高的应变 [6]。产生的电压随时间和应变而变化,平均而言有效地产生不规则的交流信号。压电能量转换产生的电压和功率密度水平比电磁系统相对较高。此外,压电效应能够从机械应力中产生晶体和某些类型陶瓷等元素的电势 [7]。如果压电材料未短路,则施加的机械应力会在材料上产生电压。用于清除振动能量的最常见设备类型是悬臂压电设备,它通过弯曲、摇晃和变形来发电 [8]。有许多基于压电材料的应用,例如电动打火机。在这个系统中,按下按钮会导致弹簧锤击中压电晶体,产生的高电压会跨越小火花间隙,从而点燃可燃气体。按照同样的想法,便携式打火机用于点燃燃气烤架和炉灶,以及各种
5G 滤波器。[1] 特别是,独立薄膜体声波谐振器 (FBAR) 已被广泛用作 5G 频段的首选滤波器技术。FBAR 滤波器由夹在电极之间的压电材料薄膜组成,其呈电容器形状,悬浮在腔体上方。最先进的 FBAR 滤波器的厚度需要减小以满足不断增加的电信通信频率的要求,因为谐振频率与厚度成反比。然而,缩小当前设备几何形状具有挑战性,这不仅是因为制造这种超薄悬浮异质结构的复杂性,还因为多晶陶瓷的压电性能 [2,3] 和击穿电压会降低。[4,5] 此外,实现具有足够高电导率和低质量的纳米厚度均匀电极变得越来越困难。在这里,我们研究了独立的结晶复合氧化物作为替代材料平台,它可以减轻上述一些缺点并提高谐振滤波器的性能。众所周知,单晶比多晶具有更大的电介质击穿电压 [6],而 BTO 和 PbZr x Ti 1 − x O 3 (PZT) 等材料比常用的 AlN 具有更高的压电系数,因此可以在薄膜形式下处理更高的电压和功率密度。此外,超薄独立形式的单晶复合氧化物具有机械强度 [7],可承受高达 8% 的大应变,[8–10] 具有足够的柔韧性以允许较大的曲率 [11],并且已经被证明是可行的纳米机械谐振器。 [12–14] 同时,电极也需要缩小尺寸,以支持 5G 和 6G 应用的高 GHz 频率。在这方面,石墨烯是一种理想的电极材料。石墨烯可将电传导至单原子层,[15] 具有超高迁移率,[16,17] 机械强度高,[18,19] 能够承受大应变 [20],并且已证明可支持高达 300 GHz 的工作频率。[21] 因此,石墨烯在各种纳米机电系统 (NEMS) 应用中的使用已得到广泛探索。[22–29]
摘要我们介绍了利用激光多普勒振动仪(LDV)技术的基于氮化铝(ALN)的压电微压超声传感器(PMUT)的非线性。在谐振频率上工作的PMUT将压电层激发到了强非线性区域。观察到非线性现象,例如频移和非平面外位移幅度。使用压电非线性的数学模型用于分析非线性行为,并随后获得了二阶压电系数。在PMUT非线性产生的大约120个谐波下,在相对较高的电压的单色AC信号下实验获得。此外,可以精心控制谐波的数量。开发了三种不同的应用程序来利用声学混合微型系统和射频(RF)领域中的谐波世代。ALN压电非线性的观察和分析可能有益于基于Aln薄片的PMUT的进一步理解。我们认为,生成的谐波可以在信号处理和调制中的多种应用中使用。
1马德里材料科学研究所(ICMM)。 janon14 @@ ucm.s(J.G.); hamorin@icmm.sic.s(H.A.)。材料,葡萄牙大街大学; vanovmaximem@ua.p.p); pcferreira@ua。); Paula* B.W.智能系统组。