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1.
基于人工肌肉的仿生机器鱼关节机构设计与力学分析   总被引:9,自引:1,他引:8  
章永华  马记  何建慧  吴月  杨杰 《机器人》2006,28(1):40-44
在深入分析活鱼解剖结构的基础上,设计了一种人工肌肉驱动的鱼关节结构,介绍了形状记忆合金(SMA)人工肌肉元件的设计方法.对鱼的尾鳍摆动进行了力学建模,并加以简化.基于摆动过程的力矩平衡方程,对SMA驱动力矩与阻力矩、流体阻尼力矩及机构(流体)惯性力矩进行了分析,建立了各个参数之间的定量关系式.通过数据验证了模型的可靠性,为仿生机器鱼的研究提供了参考依据.  相似文献
2.
NiTi合金表面镍离子释放的电子结构理论计算   总被引:6,自引:0,他引:6  
采用电荷自洽离散变分Xα方法,对NiTi合金表面生成TiO2氧化层时镍的释放行为进行了理论计算。选取TiO2的主要晶态金红石构型,通过构造合理的团簇模型,计算镍离子在金红石(110)和(100)表面扩散的可能性及其强度大小。对键级、电荷分布,以及态密度的计算结果进行分析显示,当NiTi合金表面形成金红石型TiO2表面膜时,由于镍原子与氧原子之问发生有效的共价成键作用,会抑制表面镍离子的溶出,即从理论上验证了在NiTi合金表面制备金红石型TiO2氧化膜将有利于提高其生物相容性。  相似文献
3.
SMA驱动的微型平面关节机器人的研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
张铁  汤祥州  谢存禧 《机器人》1998,20(6):449-454
近年来,利用形状记忆合金(SMA)的形状记忆效应原理制作的驱动器已在机器人领域中得到应用,SMA驱动器以其重量轻、结构紧凑、易控制等优点,大大推动了微型机器人的发展.本课题使用所研制的推挽式直线位移型和旋转关节型SMA驱动器代替传统的伺服驱动系统,研制了一台三自由度(两个旋转自由度和一个直线自由度)且带末端夹持器的微型平面关节机器人.本文将介绍该机器人的结构设计,控制系统及其软件设计.  相似文献
4.
形状记忆合金驱动仿生蝠鲼机器鱼的设计   总被引:3,自引:0,他引:3  
研究了一种采用鳐科模式游动、柔性胸鳍摆动方式推进的形状记忆合金(SMA)丝驱动型仿生蝠鲼机 器鱼.首先,对双吻前口蝠鲼游动动作进行了分析,建立了蝠鲼胸鳍柔性摆动的简化运动模型.然后对能够模仿蝠 鲼肌肉动作的智能材料进行了分析.最后设计了SMA 丝驱动的柔性仿生胸鳍和仿生蝠鲼机器鱼,并分析了SMA 丝 的热力学特性,确定了控制规律.该机器鱼外形与双吻前口蝠鲼外形相似,身体呈现扁平形状,有一对三角形的柔 性仿生胸鳍,直线游动速度达到79 mm/s,最小转弯半径为118 mm.该机器鱼游动稳定性好,无噪声.  相似文献
5.
形状记忆合金的驱动性能研究进展   总被引:2,自引:0,他引:2  
简要介绍了SMA的物理与力学特性,并就其驱动性能的国内外研究现状进行了总结与分析.分析表明,利用SMA可以实时调控梁、板、柱等构件的应力分布,改变其受力状态.最后对目前研究中存在的问题进行了探讨,提出了应当开展的一些研究方向,展望了SMA在土木工程领域的应用前景.  相似文献
6.
The paper addresses the designs of a caudal peduncle actuator, which is able to furnish a thrust for swimming of a robotic fish. The caudal peduncle actuator is based on concepts of ferromagnetic shape memory alloy (FSMA) composite and hybrid mechanism that can provide a fast response and a strong thrust. The caudal peduncle actuator was inspired by Scomber Scombrus which utilises thunniform mode swimming, which is the most efficient locomotion mode evolved in the aquatic environment, where the thrust is generated by the lift-based method, allowing high cruising speeds to be maintained for a long period of time. The morphology of an average size Scomber Scombrus (length in 310 mm) was investigated, and a 1:1 scale caudal peduncle actuator prototype was modelled and fabricated. The propulsive wave characteristics of the fish at steady speeds were employed as initial design objectives. Some key design parameters are investigated, i.e. aspect ratio (AR) (AR = 3.49), Reynolds number (Re = 429649), reduced frequency (σ= 1.03), Strouhal number (St = 0.306) and the maximum strain of the bent tail was estimated atε= 1.11% which is in the range of superelasticity. The experimental test of the actuator was carried out in a water tank. By applying 7 V and 2.5 A, the actuator can reach the tip-to-tip rotational angle of 85°at 4 Hz.  相似文献
7.
智能材料在电动机方面的应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
磁致伸缩材料和磁控形状记忆合金是两种新型的智能材料,它们可以提供一种产生力和位移的新方法。首先阐述了它们的工作原理,介绍使用磁致伸缩材料和磁控形状记忆合金进行步进电动机、旋转式电动机、共振电动机和使用三相交流电来驱动线性电动机的设计方法。并对磁致伸缩材料和磁控形状记忆合金在执行器中的应用前景进行了展望。  相似文献
8.
氧分子在镍钛合金(100)表面吸附行为的研究   总被引:2,自引:2,他引:0  
NiTi形状记忆合金作为一种广泛使用的生物医学材料,表面形成的氧化膜是其具有良好生物相容性的基础。氧分子在NiTi合金表面的吸附是其形成氧化膜的关键,应用离散变分Xα方法,首次对O2分子在B2结构NiTi(100)表面的吸附过程进行了理论研究,分别计算了在两种不同的O2分子吸附方式中Ti-O原子间的键级和电荷分布。结果表明:O2分子垂直接近NiTi(100)表面对其发生吸附更为有利。在吸附过程中,O2分子中只有一个氧原子被其最近邻的一个表面铁原子所吸附,而合金中其它表面原子及体相原子的电子结构没有变化。Mulliken集居数及局域态密度分析表明,吸附过程中铁原子与氧原子之间的相互作用主要是由2p(O)电子和4s,4p(Ti)电子贡献。  相似文献
9.
一种新型的热致变形材料   总被引:1,自引:0,他引:1  
简单介绍了一种新型的热致变形材料一形状记忆合金的性能特点。综述了形状记忆合金在温度传感器中应用的现状,井对传感器的类型、结构及用途进行了概述,对形状记忆合金在该领域的应用前景作了简要探讨。  相似文献
10.
Design and characterization of SMA wire-based Poly Phase rotary motor has not been reported in literatures. The motor presented in this paper can be used either in stepping mode or in servo mode of operation. A method of designing a balanced Poly Phase motor based on SMA wire is proposed in this paper. The motor uses SMA wire with a tension spring in series for each phase of the motor. The principle of operation of the Poly Phase motor is presented. The proposed motor has been characterized similar to a stepper motor. Various parameters of the motor have been defined. The motor can be actuated in either direction with different phase sequencing methods, which are presented in this work. The motor is modelled and simulated and the results of simulations and experiments are presented. Based on this principle a compact actuator can be realized. Generalization of the concept is done and motor up to 16 Phases are studied and the simulation results are discussed.  相似文献
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