27、陷阱颚结构分析与 5G 智能手机天线设计研究

陷阱颚结构分析与 5G 智能手机天线设计研究

1. 陷阱颚研究概述

在工程领域，我们期望将新机制应用于工业机器和机器人。研究团队的主要目的是阐明陷阱颚机制。在研究中，主要使用高速相机和 X 射线微型 CT 这两种设备来测量蚂蚁体内组织或下颚的运动。通过这些设备，我们可以从蚂蚁外骨骼的内外进行研究以了解其机制。
- 构建 3D 模型 ：首先，根据 CT 图像制作外骨骼中各组织的 3D 模型，以掌握它们的位置和大小。
- 建立运动学模型 ：基于外骨骼的弹性恢复力与肌腱的张力共同促成下颚高速运动这一新假设，建立下颚的运动学模型。
- 设计图像测量方法 ：为了定量评估运动学模型，设计了图像测量方法来计算所需参数。在处理高速图像时，会遇到光强降低、噪声和低分辨率等问题，高速相机中的 CMOS 传感器元件在低光条件下也会不稳定，电荷转移故障会导致鬼影噪声。为解决这些问题，我们利用连续两帧中每个像素亮度值的关系，从而即使在低质量图像中也能测量下颚的运动。

2. 陷阱颚的运动周期

了解陷阱颚的运动周期对于理解下颚的机制非常重要。其运动周期由三个阶段组成：
- 张开阶段（Open） ：外展肌收缩使两个下颚张开。当张开约 180°时，根部的锁扣将其锁定。
- 加载阶段（Load） ：下颚锁定期间，内收肌和肌腱收缩，进入加载阶段。
- 打击阶段（Strike） ：锁扣松开，下颚以超高速闭合。

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