压电锥形流管无阀泵的分类与命名

本文针对压电锥形流管无阀泵自诞生至今的十余年中,竟有七种命名的事实,首先,对这种属于容积型往复式隔膜泵的新型泵进行了基于动作原理规则的分类;然后,提出了一种基于上述规则的命名法;最后,建议属于交叉学科的"微","新"泵的命名应根据动作原理规则来进行.     

仿尾鳍式变截面摆动振子无阀压电叠堆泵的结构设计

受具有高速巡游速度的金枪鱼的启发,提出了一种微脉动、大流量、仿尾鳍变截面振子无阀压电泵。以压电叠堆为激励源,设计了仿尾鳍变截面振子,实验验证了振子的二阶弯振和金枪鱼高速巡游的摆动模式一致。利用有限元分析软件ANSYS分析了振子的模态振型,提出了模态分离更好的Y型振子。为避免压电叠堆受力不均匀而受到损坏,采用钢球和隔离块作为压电叠堆传递力和振动的媒介,实现了压电叠堆和泵腔内液体的干湿分离。设计了二级杠杆/柔铰机构,放大了振子端部柔性叶片摆动幅度。最后,研制了样机,并进行了不同驱动频率下的仿尾鳍式变截面摆动振子无阀压电叠堆泵的流量测量,结果表明,在80V正弦电压的激励下,激励频率为1 350Hz时泵的流量达到峰值(400ml/min)。本设计方案能够有效地提高泵的性能,满足工程实践中对大流量无阀压电泵的需求。     

柔性尾长对尾鳍式压电泵的影响

为克服传统的容积型无阀压电泵存在的流动波动大、有回流、泵水能力差等通病,提出并设计模仿鱼尾摆动的无阀泵,并针对具有柔性尾鳍的变截面摆动子进行研究。在研究巡游速度最大的金枪鱼尾鳍摆动的基础上,设计具有柔性尾鳍的变截面摆动子;基于有限元分析软件ANSYS进行摆动子在水中的谐响应分析,提取不同长度的柔性尾鳍工作在二阶谐振下的端部振幅,分析表明,摆动子端部振幅对泵的理论流量影响较大;利用电荷耦合器件(Charge coupled device,CCD)激光位移传感器对摆动子的端部振幅进行测量,柔性尾鳍长度为5 mm时,摆动子的二阶弯振端部振幅达到0.4 mm,端部振幅随柔性尾鳍长度变化的趋势和ANSYS分析结果一致;对泵进行试验研究:在60 V的电压的激励下,柔性尾鳍长度为5 mm时,泵的压差达到78 mm。研究表明,在摆动子的其他结构参数一定的情况下,泵的性能对柔性尾长较为敏感,并存在最优的柔性尾鳍长度值。     

压电泵振动放射噪声的研究

压电泵的动力源是由压电陶瓷片及金属放大片所组成的压电振子，产生振动及噪声是这种泵所不可避免的必然现象．该文对压电泵振动放射噪声进行了研究。首先提出了由振动量计算合成声压的理论模型；然后开发了压电振子的振动及振动产生放射噪声测试的试验装置，并利用这种装置适时跟踪测试了压电泵的振动与噪声；最后把理论计算与试验测试进行了比较，其结果证明了振动量计算合成声压理论的正确性。     

连续体机械臂振动特性研究

连续体机械臂的振动是制约其应用的重要因素,在不同的伸长量及不同的弯曲角度下,其振动的阻尼固有频率与衰减系数是不同的,且无法通过理论计算得出,这为连续体机械臂在运动中振动抑制带来了困难。本研究开发了可变长度的连续体机械臂实验平台,利用加速度传感器测量连续体机械臂在不同位姿时,对连续体机械臂末端给定牵引长度并释放时加速度,采用基于参数识别方法标定了连续体机械臂末端振动特性参数,标定了不同位姿参数下连续体机械臂的一阶阻尼固有频率与衰减系数,得到一阶阻尼固有频率与衰减系数关于连续体机械臂长度与弯曲角度的函数。结合加速度传感器所测连续体机械臂末端角速度得到了完整的连续体机械臂末端振动模型。最后通过实验对末端点振动模型进行验证,误差小于10%。     

压电泵振动放射噪声的两种理论模型

研究压电泵振动放射噪声,提出两种由振动量计算压电泵合成声压的理论模型.     

压电泵立体阻网法的研究

倍受关注的属于自身无化学污染源及无电磁污染源的容积型有阀压电泵工作时,将发生气穴现象,而且由气穴演化成的气泡将会从泵内流出。气穴的发生将产生噪声并缩短泵的寿命。流出的气泡也严重地影响到了它在医疗、卫生、保健等与输液、输血有关领域的应用。为此开发了一种立体阻网法。通过试验证明了立体阻网法有效地控制气穴的产生和消除气泡的流出,同时有效地抑制了噪声输出。从理论与试验两方面,分析讨论了填充阻网后,阻网层数、驱动频率与泵流量的关系。     

凹形圆锥渐开线齿轮的滚齿法

凹形圆锥渐开线齿轮 (ConcaveConicalInvoluteGear)是一种新型的圆锥渐开线齿轮 (ConicalInvoluteGear) [1～ 3 ] 。圆锥渐开线齿轮的齿面间呈点接触[4] ,所以齿面强度比低 ,而凹形圆锥渐开线齿轮的齿面呈凹状 ,齿面间呈椭圆状面接触[3 ] ,克服了圆锥渐开线齿轮齿面强度低的弱点 ,同时又具备圆锥渐开线齿轮的全部优点。这种新型齿轮不仅能实现平面齿轮机构的功能[5] ,也能实现空间齿轮机构的功能[6] ,具有替代传统的非渐开线型空间齿轮机构的可能性 ,所以是一种极具发展前景的机械传动零件。目前加工凹形圆锥渐开线齿轮均采用先滚齿成圆锥渐开线齿轮然后再逐一把齿面磨齿成凹形的加工方法[7] ,这种两步加工方法 ,比传统的手工修型加工方法 ,已是极大的进步 ,可是凹形圆锥渐开线齿轮的加工依然存在成本高 ,周期长 ,精度低等问题。为此有必要确立凹形圆锥渐开线齿轮的高精度的一步加工方法。本研究首先从理论上确立了凹形圆锥渐开线齿轮的滚齿加工法 ,然后利用上述理论 ,实际加工了一组凹形圆锥渐开线齿轮 ,以证明了凹形圆锥渐开线齿轮的滚齿加工法的可行性及正确性     

少齿数差内啮合齿轮的强度计算

在少齿数差内啮合齿轮传动中存在多齿对同时啮合现象，使齿轮总载荷由各齿对分担，轮齿所承受的实际载荷会有较大幅度的降低，为此，提出在齿轮强度计算中引入载荷分配系数Kp的概念，通过所建立的数学模型，定量地确定了不同传动参数，不同载荷集度下，少齿数差内啮合齿轮传动的Kp值，并说明了在齿轮强度计算中应用该系数的方法。新的计算方法可以作为少齿数差内啮合齿轮强度计算的通用方法，以缩小传动装置的体积，避免齿轮强度存在过大裕量而造成浪费。     

非对称群峰结构无阀压电泵的理论分析

提出了一种新颖的非对称群峰结构无阀压电泵.利用泵底的空间,沿泵的出入口轴线方向开发出非对称群峰结构,从而在泵腔内部形成串联的渐扩/渐缩流道,替代了传统的安装在泵腔外的渐扩/渐缩流管.当泵工作时,非对称群峰结构能驱使流体向单一方向流动.建立了数学模型以表达该泵的平均能量损失与流量之间的关系,并分析了该泵的工作原理.实验验证了理论分析的正确性,当一个坡面角固定为90°,而另一坡面角在10°～60°之间变化时,实验数据与理论计算的误差<10%.