针对现有机器人在森林、山地、坍塌区域等复杂的非结构化环境中移动困难的问题,设计开发了一款可搭载侦察或营救设备、在崎岖环境下进行高效运动的弹跳机器人。该机器人总质量为97.1 g,最大弹跳高度为1.5 m,具有一定的负载能力,可搭载设备进行实际应用。首先,将设计的几种弹跳机构方案进行理论分析对比,最终设计出稳定性最好、能量利用率最高的方案。其次,为了使得弹跳机构能够瞬间释放能量,设计了一款精简可靠的能量控制机构。该机构可有效控制储能机构,进行能量的快速存储与瞬间释放,使得存储的弹性势能高效地转化为机器人的动能。最后,在机器人的系统集成方面,从两个角度进行理论分析,得出了机器人合理的质量分布。

本文对国内外采用MEMS技术检测爆炸物的方法进行了分类，主要将其分为测温法、位移法、压阻法、谐振法等，分别介绍了它们的检测原理，分析了在灵敏度、选择性、抗环境干扰能力、系统集成与小型化等方面它们各自的潜在优势以及不足之处。同时，对近十年来该研究领域的进展和现状作了简要回顾，这些研究目前基本上都还处于实验室阶段，在真正达到实用化前还需要解决选择性、稳定性、抗环境干扰等技术难题。

针对经典微穿孔板理论模型假设板为刚性、忽略其自身材料性能对吸声特性影响、而计及该影响时模型精确度降低之问题,在计及板材料性能影响的微穿孔板等价多孔材料模型理论基础上,采用VA ONE软件的foam模块建立微穿孔板等价模型模拟其在扩散场中的吸声特性,并与经典理论模型仿真计算结果及混响室实验测试结果进行对比,该等价模型较经典模型更接近实际使用值,且该模型对复杂多层微穿孔板同样有效,均具较高的工程意义及应用价值.

采用微型CMOS图像传感器和ISM频段超高频微型射频收发器设计一种短距离微型图像采集和无线传输系统，具有集成度高、体积小和功耗低的特点；在此基础上分析了它适用于无线微型机器人肠道内窥镜系统图像传输的可行性，最后对设计出的图像采集和无线传输系统进行了实验，获得了较为清晰的图像。

介绍一种MEMS电容式微加速度计的结构和等效电路，然后介绍了开关电容放大器的工作原理，最后用可消除寄生电容的等效跨阻取代普通开关电容运放中的并联模拟电阻。设计了一种对寄生电容不敏感的电容-电压转换电路，该电路可用于检测电容传感器的微小差分电容。

针对实验室的差分电容变化量为fF量级、频带宽度为0-20kHz的电容式加速度计,设计了一种可以有效减少噪声、失调电压和寄生电容影响的读出电路。该电路由开关电容积分电路、低噪声运放和单位增益采样保持电路组成。在0.5μm 2P3MCMOS工艺下完成该电路设计,通过仿真结果表明,该电路的输出电压与差分电容变化量成很好的线性关系,可以检测差分电容变化量达到fF量级。

在传统非对称冷热梁结构横向热执行器的基础上,提出了一种能实现双向横向运动的热执行器.采用对称结构设计,主要由折叠柔性梁、直柔性梁、宽梁和连接梁构成,通过选择加热臂,可以控制结构的偏转方向,实现双向推挽运动.在典型尺寸下,仿真结果显示,在20 mW驱动作用下,产生的末端位移9.55 μm,驱动力9.4μN,其性能与单向横向执行器相当.同时还进行了结构优化分析.

针对扫描探针显微镜与质谱联用系统中的采样方式，提出了利用原子力显微镜（AFM）探针进行电晕放电解吸附的采样方案。运用ANSYS软件对AFM导电探针进行了有限元仿真，电场分析表明间距100μm加1kV高压时的AFM探针周围场强在0．32—62．4V／μm间，验证了利用其产生电晕放电的可行性；通过实验观察了电晕放电现象及其规律，测得了AFM探针加高压时的伏安特性曲线，为下一步利用AFM探针产生电晕放电进行非触式采样奠定了良好的基础。