一种新型的超声波/声波钻探器

提出了一种新型的超声波/声波钻探器,并对其进行了理论和实验研究.采用有限元法对钻探器的换能器部分和钻杆部分进行了模态分析和谐响应分析.设计并加工了一套钻探器,针对4种不同的材料进行了钻探实验.实验结果表明,3 min能将砖头钻孔深9 mm,孔的直径为Φ6 mm.     

基于故障树方法的机动车燃油大气环境风险评价：以杭州市为例

由于城市化、工业化和机动车数量的快速增长,灰霾天气已成为中国许多大城市亟待解决的严重环境污染问题。大量石油燃料消耗产生的机动车尾气排放可能是引起城市灰霾污染的一个关键因素。以长江三角洲的代表性城市杭州市为具体案例,探索将安全工程领域的故障树方法应用在机动车燃油尾气排放大气环境风险评价和与灰霾天气的致因机理分析上。通过辨识导致城市机动车尾气过量排放的关键风险因子,构建了杭州市“灰霾天气–机动车尾气过量排放”的故障树。另外采用结构、概率以及临界重要度分析,对关键风险因子对顶上事件“灰霾天气–机动车尾气过量排放”的贡献和影响程度进行了定性和定量分析。分析结果表明,过量机动车使用,严重的交通堵塞、高污染机动车的不当使用以及监管不严是对杭州市机动车尾气过量排放影响较大的关键风险因子。可为城市机动车燃油环境风险因子评价以及管理提供一种简洁有效的方法和思路。     

一种轮式直线型超声电机

利用非统一截面梁在正交方向上的2个6阶弯曲振动模态作为工作模态,设计了一种新型直线超声电机,对其驱动机理进行详细的分析,推导出定子表面质点的运动轨迹。同时,对定子的夹持和预压力施加方案进行了设计。设计加工的电机定子直径为20mm,长109mm,重230g。在驱动电压峰峰值为300V,驱动频率为32kHz时,电机最高速度达到433mm/s,最大推力为18N,推重比达到了7.9:1。     

基于压电效应的能量收集

介绍了利用压电陶瓷元素进行能量收集,并对其进行了理论分析.为能对负载进行供电,使用DC-DC变换器对电压进行变换,同时增加了输出功率.最后实验结果对前面的模型理论分析进行了验证.     

压电作动二维柔性结构稳像平台

基于一种大行程、双向主动作动的压电直线作动器,设计了压电作动二维柔性结构稳像平台。稳像平台采用并联式设计方案,利用直角型柔性铰链作为导向机构,将压电作动器和二维柔性结构一体化设计。在有限元分析软件ANSYS里对稳像平台进行输出位移仿真,并加工样机进行实验研究。实验结果表明,在低压低频工作环境下,稳像平台有足够的行程满足二维平面的作动需求,并且内外压电部件嵌套设计的方法成功进行位移解耦。稳像平台的设计方案有效可行。     

化工反应器系统的最大时滞可耐受度指数求解与应用分析

化工反应器系统具体操作过程中常会受到时滞和不确定参数影响,在一些操作工况下不确定参数是不可调节的。为了保证化工系统实际操作的安全和可靠性以避免环境污染事件和人员伤害,系统所能耐受的最大时滞值非常有必要得到求解和分析。提出了含不确定参数的化工反应器系统的时滞耐受度指数问题、给出了求解和应用分析框架。首先对反应器系统进行建模,采用泰勒展开式和拉普拉斯变换将反应器系统线性化成为含不确定参数及时滞的传递函数模型。其次采用PID闭环控制的控制策略对系统进行动态响应性能测试,PID参数采用MATLAB的NCD（nonlinear control design package）模块进行优化。最后采用二分法结合系统的动态响应性能测试结果对系统所能耐受的最大时滞值τ_max进行求解。以一个典型具有连续进出料的反应-分离系统为案例,对含不确定参数的反应器系统的时滞耐受度指数进行了求解和分析。研究结果表明,所提出的研究策略可以为含不确定参数的连续反应器系统的时滞耐受度指数的求解提供快速、简洁有效的方法和思路,从而提高化工反应器系统实际运行的安全和可靠性。     

压电泵技术的发展及其应用

压电泵是近年来发展起来的一种新型流体泵，是一种利用逆压电效应的新型驱动器，与传统流体泵相比，压电泵具有自身的许多优点，在微机电系统和微流量控制方面有着广阔的应用前景。为此世界各国和科研机构都在大力进行压电泵技术的研究。本文概述了国内外各种压电泵的工作原则和最新研究进展，介绍了压电泵的应用前景；指出了今后压电泵的发展趋势。     

石材复合切割机器人的设计与研究

该文设计了一种双刀头工具的复合切割机器人,这种机器人具有锯切和水刀切割双重功能,并将水刀安装在蜗轮蜗杆电机上,这样控制水刀可以有效避免锯切和水刀之间的干涉,工业相机将收到的石材拼花图像信息和待切割石板信息传送给视觉检测分析平台,经过分析处理后,在离线编程软件上进行仿真模拟,这样可以得到最优的切割路径、切割方式和切割速度。此石材复合切割机器人配有三切割平台,这样可以减少上下料时间,提高生产效率。     

超声电机驱动五指灵巧手的设计与仿真

设计一个由超声电机驱动的仿人五指灵巧手,由于超声电机的一些优点,使得该五指灵巧手与人手相仿,共有20个独立自由度,重量不足1000 g。为了检验设计方案是否能达到预期的效果,运用ADAMS分析软件对模型进行了运动学和动力学的仿真,仿真结果表明设计方案合理可行。     

圆柱—球体多自由度超声电机设计的若干问题

首先介绍了圆柱 球体多自由度超声电机及其工作原理。在此基础上 ,从实现该种电机的运动和提高其输出性能的角度出发 ,提出了电机的设计要求。分析了振动模态、工作频率、工作振幅、压电元件的位置、安装支座的位置、定转子间的预压力、干扰模态对该种电机性能的影响 ,进而阐明了满足电机设计要求所采取的技术途径。