机械机心设计的现代方法

众所周知,机械钟表是一个经典的机械装置。经过数百年来无数制表师与工程师们的不断努力,机械钟表的设计已臻完美。时至今天,一方面每年都有不少新的设计推出;另一方面新的工程设计方法也不断进步。如何利用新的工程方法来辅助设计机械表心？本文介绍了一些我们的经验。     

机械钟表的虚拟图书馆

机械钟表已有近四百年的历史。这四百年来,无数富有聪明才智的制表师们做出了许多美妙的设计。然而,岁月如梭,现在不少设计只能在古董店中偶然一见,甚至已经只能在旧书中找到。另一方面,计算机技术不断进步,虚拟现实已进入日常生活,动漫到处可见。机械表是动的,看书不如看动画。因此,我们想到了要做一个虚拟的机械表图书馆,以飨爱好机械钟表的人们。     

单层曲面复眼成像系统的优化设计

与传统曲面复眼结构不同,提出了在曲面基底上设计非均一微透镜阵列的构想.整个透镜阵列呈环状对称分布,沿径向排列的各级透镜其焦距由所处位置决定,与基底到光探测阵列的距离相吻合.根据几何光学成像原理计算了各级透镜的设计参数并通过光线追迹加以验证.仿真结果表明,这种设计可对全视场在光探测阵列上聚焦,解决了传统曲面复眼边缘视场成像质量急剧下降的问题.同时还论证了采用光刻胶热熔法在曲面基底上制作非均一微透镜阵列的可行性.     

重心偏移对陀飞轮受力的影响

陀飞轮机构的功能是抵消重力对机械手表走时误差的影响。它作为复杂手表的一种典型代表机构,近年来发展迅速,然而相关的深入理论计算,却仍是空白。陀飞轮由于结构的限制,存在重心偏移的现象,从而导致走时精度的误差。本文研究了陀飞轮机构的受力情况,将陀飞轮置于水平位置和竖直位置分别进行建模,分析重心偏移对陀飞轮受力的影响,并以ST8260机芯为例进行计算。机芯的实际走时质量验证了该分析的正确性。     

微细电火花线切割加工伺服运动控制卡设计及实现

设计了一套精密伺服运动控制卡,该卡利用DSP作为控制系统的核心,采用了不完全微分PID控制器,并针对压电陶瓷电机低速运动时具有不固定死区特性,进行了自适应死区逆补偿,以实现对压电陶瓷电机进行精确控制.实验结果表明,此伺服运动控制卡能满足微细电火花线切割加工的伺服控制要求.     

Prediction of shear bands in sand based on granular flow model and two-phase equilibrium

In contrast to the traditional interpretation of shear bands in sand as a bifurcation problem in continuum mechanics,shear bands in sand are considered as high-strain phase(plastic phase) of sand and the materials outside the bands are still in low-strain phase(elastic phase),namely,the two phases of sand can coexist under certain condition.As a one-dimensional example,the results show that,for materials with strain-softening behavior,the two-phase solution is a stable branch of solutions,but the method to find two-phase solutions is very different from the one for bifurcation analysis.The theory of multi-phase equilibrium and the slow plastic flow model are applied to predict the formation and patterns of shear bands in sand specimens,discontinuity of deformation gradient and stress across interfaces between shear bands and other regions is considered,the continuity of displacements and traction across interfaces is imposed,and the Maxwell relation is satisfied.The governing equations are deduced.The critical stress for the formation of a shear band,both the stresses and strains inside the band and outside the band,and the inclination angle of the band can all be predicted.The predicted results are consistent with experimental measurements.     

4R1P型平面五杆并联机构的可动性与特征图表示

针对4R1P型平面五杆并联机构,引入虚杆概念。基于Grashof定理,将滑块可达空间分割为若干可动性不同的子域。根据三根RR型构件的杆长关系,将运动链与机构划分为三类和若干子类,给出其可动性的特征图表示。在此基础上,根据移动副参数、滑块位置、构件结构约束以及移动副的主动与否,具体得出运动链与机构的可动性。特征图分析方法适合于4R1P型所有平面机构和3R型平面开链机构。     

MEMS加工工艺在机械手表制造中的应用

上个世纪人类最伟大的进步之一是微电子技术的发展,伴随着微电子技术的发展,一项全新的技术——MEMS（Micro Electromechanical System）,即微电子机械系统悄然诞生,并获得迅猛的发展。     

现代机器的柔性化与分类研究

机电一体化、运动可控性、智能化是现代机器的重要特征,建立在机械运动系统的柔性化和可控化基础之上.分析机器功能的柔性化途径,提出可以在控制、驱动、机构等不同环节以相应方式为现代机器引入运动可控性.基于运动柔性程度,将现代机器划分为刚性机器、全柔性机器和适度柔性机器三大类型.认为适度柔性机器是应用前景广泛的一类新型机器,包括结构可调机器、伺服输入机器、混合输入机器三种型式.给出其应用实例.     

新一代机械式可控金属压力机的设计

介绍了一项新发明：一种可控的机械式金属压力机。这一机床由一个恒速电机与一个伺服电机联合驱动；具有可控、节能、高速、及精密等优点。因此，极有工业价值。介绍了压力机的机构设计，运动学与逆运动学分析，受力分析，及控制(伺服电机的角位移、角速度和角加速度的控制)，并给出仿真结果。