一种刚/弹耦合的微型蠕动机器人

研制了一种基于SMA驱动的轮式微型蠕动机器人,不同于传统的采用腿式或蠕动式结构的微小型机器人,它采用特殊的刚/弹耦合结构,显著地增大了其移动步距;车轮自锁机构将SMA驱动器的双向运动转换为机器人的单向运动.在车轮自锁机构作用下,SMA驱动器交替收缩与舒张,就可实现机器人的运动.对SMA驱动器所需加热电流及该机器人的运动性能进行了试验分析.试验证明,在刚/弹耦合结构作用下,机器人的移动速度提高近一倍.     

新型纳米分辨率位移定位平移台的研制

为克服已有压电驱动器存在的结构及控制系统复杂、定位行程小等缺陷,利用压电陶瓷的逆压电效应设计并制作了一种新型的压电纳米步进驱动器,建立光栅测试系统对这种压电驱动器的动态性能进行了测试.将压电纳米步进驱动器与电磁伺服马达耦合,设计新颖驱动结构,利用微机通过步进运动控制卡统一控制,实现大范围一维纳米分辨率位移定位.系统样机解决了所研制压电纳米步进驱动器双向运动、实用定位等问题.位移定位分辨率为50 nm,定位行程为100mm,纳米分辨率定位最大速度为0.6 mm/s.     

三关节式软体驱动器的设计及其弯曲性能分析

针对传统的刚性机器人在辅助人体康复训练时存在康复效率低、易造成人体二次损伤等问题,依据人体手指结构及其关节的运动范围,提出了一种由硅胶材料制成的三关节式软体驱动器。首先,根据 Yeoh 超弹性材料本构模型和虚功原理,在理想条件下建立了软体驱动器气囊的弯曲角度与输入气压之间的非线性数学关系,进而研究在一定气压下驱动器不同结构参数对其弯曲性能的影响;接着,通过有限元模型仿真得出了驱动器壁厚、底层厚度和腔室外直径对驱动器弯曲性能影响的显著性排序;最后,通过 3D 打印及模塑成型工艺,制作了三关节式软体驱动器,搭建了软体驱动器弯曲性能测试平台以测试其弯曲性能。结果表明：随着输入气压的增大,软体驱动器弯曲角度的理论计算结果与实验结果的相对误差逐渐减小,当气压高于20 kPa时,其最小相对误差为1.48%;当腔室内部气压为50 kPa时,软体驱动器输出力为0.45 N。可将软体驱动器应用于人机交互的辅助康复领域,后期有望应用于农业和生物医学领域。     

利用压电和电流变功能材料构造的平面步进式驱动器

本文在国际上首次提出一种结合压电效应和电流变效应的新型平面步进式驱动器。研制的驱动器具有４个提供驱动力和产生位移的多层压电致动器,以及４个用来箝位的电流变箝位器。通过箝位器与压电致动器的不同组合,根据仿生运动模式,可实现沿ｘ向或ｙ向的蠕动式步进运动。实验结果显示,平面步进驱动器样机在ｘ向ｙ都能灵活的运动,并具有大行程和低于０．１μｍ的高分辨率。实验中以驱动器的最高步进速度为６ｍｍ／ｍｉｎ,最大承载     

摩擦系数变化式压电叠堆惯性直线驱动器

以压电叠堆和质量块组成的压电叠堆振子为动力元件,通过利用驱动器向左运动和向右运动时接触足与接触面摩擦系数的不同,设计并制作完成了一套摩擦系数变化式压电叠堆惯性直线驱动器．分析了该驱动器的工作原理并对驱动器的运动情况作了详细分析．搭建了专用测试系统,并采用该系统对摩擦系数变化式压电叠堆惯性直线驱动器进行了性能测试．试验结果表明：当频率为10Hz时,该试验装置最小稳定步长为0．19μm,最大移动速度为11．82μm／s,最大承载能力不低于900g．     

尺蠖型压电直线驱动器的运动稳定性分析

为了深入研究尺蠖型压电驱动器的性能，分析了尺蠖型压电直线驱动器的工作原理，研究了直线动子对驱动器性能的影响．通过实验方法分析了钳位机构调整前后对钳住稳定性的影响．采用驱动器输出单步位移的步距失稳系数和驱动电压与输出位移拟合曲线斜率和截距偏差率的方法评价尺蠖型压电直线驱动器的运动稳定性．经实验测试发现驱动器的步距失稳系数与驱动电压关系密切，当驱动电压较高时，驱动器具有较好的步距稳定性．驱动器的驱动电压与输出位移拟合曲线斜率和截距偏差率分别为1．8％和9．07％，说明所开发的驱动器具有很好的运动稳定性．     

伺服运动控制器的调试方法研究

数控机床各进给轴伺服驱动器的参数设置是机床整机调试的一项重要工作。合理的参数设置,是保证机床的加工精度、运行平稳性等基本性能的关键因素之一。通过具体的实践总结,介绍伺服驱动器相关参数设置的基本原则、方法和过程,为数控机床厂商及用户的设备调试与维护提供良好的借鉴。     

新型SMA扭转驱动器设计及实验研究

应用三维建模与仿真分析相结合的设计方法,设计了一种基于柔顺机构的新型SMA扭转驱动器,并数学建模分析了驱动器各参数对驱动器性能的影响.制作了一个80g,90×90×25mm的样机模型,并对驱动器的最大输出角度、最大输出扭矩和响应速度进行了实验研究,实验证明驱动器具有轻质、双向驱动、输出角度和输出扭矩较大等特点.     

主动控制后缘附翼模型的实验研究

电致伸缩驱动器是控制智能旋翼后缘附翼的执行机构，本文从电致伸缩材料的本构方程及运动方程出发，建立驱动机构中固态驱动器的动力学模型，确定结构尺寸及粘结层性能对驱动器性能的影响规律，采用有限元模型对运动变换机构在离心力作用下的位移变换特征进行分析，研究其弯曲刚度对动态特性的影响规律，最后对带驱动机的后缘附翼模型进行实验研究。     

风力发电机偏航驱动器振动优化方法

针对某2 MW直驱型风力发电机偏航驱动器在特定工况下运行时的振动问题，基于多体动力学理论建立偏航驱动器传动系统的多体耦合仿真模型，并计算偏航驱动器高速轴在特定工况下运行时的振动响应；根据偏航驱动器传动链在动平衡条件下的多体系统模态参数，对高速级齿轮副参数进行修正以调节激励频率范围，从而精确规避传动链在特定工况下的潜在共振风险，使传动链振动响应能够被有效控制。研究结论对优化偏航驱动器的振动特性研究有指导意义。     

典型引信环境力对压电驱动器的影响研究

将一种直线型压电驱动器作为解除保险的作功元件用在机电式引信安全系统中,实现炮口保险距离的可控。对压电精密驱动器运动机理进行了分析,并给出其在引信安全系统中的作用方式。理论分析了引信在勤务处理和发射过程中的典型环境力对压电驱动器构件的影响,并采用AVEX冲击试验台对压电驱动器进行冲击试验。研究结果表明：压电驱动器可承受勤务处理中15.25m高度落向钢板的冲击惯性力的作用;能够抵抗弹丸转速为15000r/min下的离心力而使动子运动到位;可承受1.5×104g的后坐冲击加速度。研究结果为压电精密驱动器在引信安全系统中的使用提供了理论依据,同时该方案为炮口保险距离的可控性提供了新思路。     

五自由度次镜调整机构的研究

在同轴望远镜系统中,主镜和次镜的相对位置和姿态有非常严格的要求,需要将次镜设计成多自由度可以调整的机构.针对次镜调整机构的性能要求,提出一套由二维XY移动平台和三维Tip/Tilt/Focus平台组合成的五自由度次镜调整机构方案.其中三维Tip/Tilt/Focus平台由3个驱动器、定平台与动平台组成,驱动器与动平台之间由柔性铰链连接,通过3个驱动器的伸缩和柔性铰链的转动来实现动平台的三自由度运动.对三维Tip/Tilt/Focus平台的运动学原理作了详细介绍,深入地讨论柔性铰链弯曲刚度和轴向刚度与几何参数的关系.研究结果为五维调整机构及柔性铰链的设计提供客观依据,具有较大的实际意义.     

基于ANSYS的新型压电陶瓷管驱动器的性能分析与研究

基于ANSYS有限元分析软件,结合压电铁电物理知识,对压电陶瓷管驱动器的性能进行分析与研究。首先对某进口压电陶瓷管进行ANSYS建模仿真,然后将分析结果与其出厂性能进行复核,最后对该驱动器进行了静态分析、谐响应分析等研究,获得了较为全面的驱动特性。     

一种新型MEMS开关微驱动器研究与仿真

介绍了一种基于光致形变聚合物材料的MEMS开关微驱动器。光致形变聚合物材料在光驱动型微执行器上的应用具有体积小、结构简单、易实现遥控等特点。根据MEMS的尺寸及性能要求建立开关及微驱动器模型,并得到所需最大驱动力。通过计算得出具有一定尺寸光致形变薄膜的等效弯曲行为,并将其应用到MEMS开关微驱动器上。运用ANSYS对微驱动器及闭锁机构仿真分析,根据仿真结果对结构进行改进,确定了采用多层薄板结构的方案,以满足最大驱动力要求。     

用于手部运动功能康复的纤维强化型并联腔道式软体驱动器设计

为解决当前单一的弯曲/伸展辅助运动的软体康复手套不能提供手部完整的运动动作支持,对脑卒中后肌张力异常导致的手部运动障碍康复效果欠佳,设计了一种新的纤维强化并联腔道式软体驱动器(SPA)结构,该结构能够在三路组合压力驱动下实现三维方向致动,实现对手部伸展/弯曲、外展/内收、对掌/复位及其复合动作的支持。通过对手部基本动作元的分析,设计了新的驱动器结构,利用有限元工具对设计参数进行了验证,并建立了运动学描述模型;给出了新驱动器的制备方法,并对制备的新驱动器进行了加载测试和软体康复手套样机操作测试。测试结果表明,所设计的驱动器能够实现复合运动模式下的多指协同动作,支持手部运动多模式的辅助康复,并显著提升患者手部敏捷交互操作能力。     

导电聚合物离子凝胶制备与电化学驱动性能研究

基于导电聚合物的电化学驱动器具有低工作电压、制备简单、易操控及低成本的优势，在软体机器人领域具有广阔的应用前景。目前多采用添加具有高电化学活性材料的方法提高其驱动性能，但纯导电聚合物电化学驱动器的驱动应变仍小于1%。通过添加剂调控导电聚合物的微观结构，获得了一种具有高导电性(1500S/cm)、高拉伸率(47%)的导电聚合物离子凝胶，其最大驱动应变达到1.4%,优于已经报道的导电聚合物电化学驱动器。这一结果表明，导电聚合物电极的微观结构对于电化学驱动器驱动性能具有重要作用，为后续研究提供了有益的借鉴。     

汽车空调扭矩驱动器的研究与设计

目的 为了适应汽车安全性能的发展以及不同工况下的特定扭矩需求,设计一种汽车空调扭矩驱动器。方法 设计的驱动器结构无常规电磁离合器中的励磁线圈,结构简单。通过制作实物样件以及进行样件扭矩扭断试验相结合的方法,验证该结构的可行性与可靠性。结果 该扭矩驱动器传递扭矩完全满足既定的性能要求。结论 该汽车空调扭矩驱动器符合汽车安全性能的发展,能够保护发动机轮系,确保汽车的正常工作,且可以满足压缩机不同扭矩的需求。     

亚微米级液压式微驱动器工作机理及其特性

为了提高精密机床的加工精度,研究了一种新型的液压式微位移驱动器.用有限元方法分析了缸体内部径向压力对液压式微驱动器输出微位移的影响,得到了驱动器结构设计公式,并讨论了其适用范围.建立了液压式微位移驱动器性能测试系统,对其主要性能进行了研究.研究结果表明,该微驱动器具有输出与输入线性度好(相关系数达到0.999 97)、刚度高(1.0×109N/m)、稳定性好和无滞后等优点.该微驱动器分辨力达到0.01μm,能够实现亚微米级进给,在精密加工和精密测量中具有广阔的应用前景.     

光电层合圆柱薄壳的自组织模糊主动振动控制

本文针对当前的光致伸缩驱动器构型在壳类结构的振动抑制中不能产生负膜力的问题,提出了一种新型的多片组合驱动器构型。并将该构型层合在圆柱薄壳结构的上下表面,建立了光电层合圆柱壳独立模态振动控制方程。考虑到光致伸缩驱动器的非线性和时变驱动特性,以及模型的不确定性,设计了基于性能函数负梯度调节的规则自组织模糊主动控制器,克服了常规模糊控制器控制规则设计的困难;为了验证上述提出的控制策略的有效性,进行了数值仿真;仿真结果表明提出的自组织模糊控制器取得了理想的振动控制性能,实现了柔性薄壳结构的非接触主动振动控制。     

一种新型热声制冷机声驱动器的设计与实验研究

为了满足热声制冷机声驱动器对高声强声源的需求,通过简化声驱动器驱动机构的各个零部件结构、连接方式,并考虑零部件的材质性降低驱动器运转时的惯性力,设计了一款强力且性能稳定的微型声驱动器,可应用于小型制冷机的实验研究.通过实验采集了驱动器在基频145 Hz、振幅0.5 mm下热声制冷机谐振腔内的声压、振速值,发现声压值最高...