气囊驱动硅微针尖阵列微量药物输送执行器的研究

论述了一种用于生化微系统中药物释放的系统,即气囊驱动微量药物输送执行器,通过此驱动系统可以达到局部输送药物的目的.利用微针阵列实行局部定时地释放药物、控制药量,微针阵列的研制是微驱动器的关键.执行器的微针部分采用硅-氮化硅-硼硅玻璃-金属(钛、镍、金)材料,利用MEMS技术研制,驱动部分利用硅-PDMS材料作气囊,主要介绍了微针的结构和气囊制作的工艺技术.气囊驱动的微执行器为生化微系统研究提供了一个技术方案,为实现局部定时释放药物、控制药量提供了可行的手段和方法.     

磁力驱动药物定点释放微机电系统设计

介绍了一种以磁力作为驱动力,利用遥控开关控制药物在体内定点释放的胶囊式微机电系统设计方案,对该系统的药物释放驱动、遥控开关及定位系统设计进行了探讨。实验表明,该微系统能可靠完成药物释放,满足胃肠道药物定点释放的研究需要。     

控制棒驱动机构的分段非线性动态特性

控制棒驱动机构是核电厂中的重要安全设备,其动态特性是研究和设计该机构的关键.首先建立控制棒驱动机构的磁路和电路方程.然后基于控制棒驱动机构动态提升过程分析,将运动过程分为3个阶段,并分别推导出各阶段的磁路-电路-机械运动耦合方程.采用解析解和数值仿真两种方法相结合,求解了控制棒驱动机构分段的非线性方程.最终得出动态过程中电流、电磁力、衔铁速度、衔铁位移和衔铁加速度等一系列反应控制棒驱动机构动态特性的参数随时间的变化曲线,并得到了实验验证.     

新型中凸变椭圆活塞车削伺服刀架的研制

针对非圆活塞车削加工技术,特别是中凸变椭圆活塞的车削加工原理及其刀架设计进行研究。提出一种新的超磁致伸缩微进给机构,通过将超磁致伸缩微进给机构与凸轮机构组合用于刀架设计,实现了伺服刀架的两个独立成形运动,即刀具相对工件形成非圆轨迹的运动和刀具相对工件形成纵向中凸曲线轨迹的运动。实验表明,研制的非圆活塞车削加工伺服刀架具有良好的驱动特性和加工稳定性,提高了非圆活塞加工的精度和效率。     

基于微加速度计的并联机构振动分析及测试实验

以6 - UPU并联机构为研究对象,建立了并联机构广义固有频率模型,对底位工况位置进行了固有频率数值求解;利用微加速度计测试出并联机构5个自由度的固有频率值;理论分析与实验测试结果较为接近,其误差度在10％的范围内,验证了振动模型的正确性.实验表明:该振动测试分析方法可用于并联机构固有频率分析,可为类似构型的并联机构结构设计与控制器设计提供理论依据.     

压电式微位移机构设计与实验研究

微机电系统、超精密加工等众多领域飞速发展且都需要高灵敏度的微位移致动设备,微位移技术有着广阔的应用背景.而压电驱动由于结构紧凑、位移分辨率高、频响高、承载力大、无噪声、不发热等优点成为微位移致动的较佳方案.文中设计了一种结构小巧的压电式高灵敏度微位移致动机构,对称式平行四杆柔性铰链作导向,在千级超净实验室内进行的驱动性能测试实验显示,机构位移灵敏度4 nm,位移响应速度100 ms,可应用于精密加工等需要纳米级驱动的领域.通过实验研究和分析,给出了影响压电驱动高灵敏度的关键因素.     

基于胃肠道药物释放驱动机构的研究

介绍胃肠道系列机器人的发展,利用现代设计方法的求解原理解思想,分析研究胃肠道药物释放驱动机构设计方案,并分析各方案的优缺点及可行性.     

非圆数控车削微进给机构光栅计数系统的研究

活塞的外形随着生产的发展而不断改进,进行非圆活塞数控车削时,车刀由微进给机构驱动,微进给机构的性能决定了加工精度.为控制微进给机构,需要精确测量其位移,因此就需要配备一套能够测量高速、往复运动的光栅计数系统.本文开发的计数系统使用CPLD技术,可以提高系统的集成度与运行速度.光栅的电信号通过后续电路进行倍频后,提高了可控精度,计算机通过锁存与选通电路读入数据.实验的结果经过分析,符合生产的要求,验证了在光栅计数系统中采用CPLD技术的可行性与正确性.     

一种基于空间曲线啮合原理的新型传动机构的研究

介绍了一种基于空间曲线啮合原理的微小弹性啮合轮传动机构.首先阐述了新型传动机构的基本原理和特点;然后总结了该研究已取得的进展,包括空间曲线啮合理论、基于MATLAB系统的空间曲线啮合传动机构设计计算系统、运动学性能测试实验、传动力分析和动力学性能测试实验;最后简单介绍有待解决的问题.     

快速压缩机液压制动活塞回弹现象的优化

为解决当前快速压缩机采用气压驱动、液压制动方式时普遍存在的活塞回弹问题,对一台快速压缩机的高压驱动系统和液压缓冲系统进行了结构优化设计。研究结果表明：通过增加排气口数量来减小高压驱动活塞阻力、强化驱动汽缸活塞被驱动侧的放气过程,可以一定程度上缓解活塞反弹现象;同时,液压缓冲系统中被驱动侧液压油压力的迅速建立和释放是影响制动活塞反弹问题的关键,通过协同优化液压制动活塞结构和出油孔泄油量,提高液压制动活塞对实验条件的适应性,可从根本上解决快速压缩机液压制动活塞的回弹问题。     

自适应摩擦驱动系统弯道运动特性分析

对自适应摩擦驱动系统建立了结构与运动学模型,从而进行摩擦杆弯道静力学分析,并在此基础上,研究自适应摩擦驱动系统弯道运动过程,对其进行了运动学分析。同时,利用MAT-LAB编写计算程序,绘制了系统转弯力矩变化曲线,并对系统弯道运动规律进行了分析,分析结果表明了系统转弯死点可随摩擦杆长度与弯道半径比值改变而改善。     

Nonlinear Mathematical Modeling and Sensitivity Analysis of Hydraulic Drive Unit

The previous sensitivity analysis researches are not accurate enough and also have the limited reference value, because those mathematical models are relatively simple and the change of the load and the initial displacement changes of the piston are ignored, even experiment verification is not conducted. Therefore, in view of deficiencies above, a nonlinear mathematical model is established in this paper, including dynamic characteristics of servo valve, nonlinear characteristics of pressure-flow, initial displacement of servo cylinder piston and friction nonlinearity. The transfer function block diagram is built for the hydraulic drive unit closed loop position control, as well as the state equations. Through deriving the time-varying coefficient items matrix and time-varying free items matrix of sensitivity equations respectively, the expression of sensitivity equations based on the nonlinear mathematical model are obtained. According to structure parameters of hydraulic drive unit, working parameters, fluid transmission characteristics and measured friction-velocity curves, the simulation analysis of hydraulic drive unit is completed on the MATLAB/Simulink simulation platform with the displacement step 2 mm, 5 mm and 10 mm, respectively. The simulation results indicate that the developed nonlinear mathematical model is sufficient by comparing the characteristic curves of experimental step response and simulation step response under different constant load. Then, the sensitivity function time-history curves of seventeen parameters are obtained, basing on each state vector time-history curve of step response characteristic. The maximum value of displacement variation percentage and the sum of displacement variation absolute values in the sampling time are both taken as sensitivity indexes. The sensitivity indexes values above are calculated and shown visually in histograms under different working conditions, and change rules are analyzed. Then the sensitivity indexes values of four measurable parameters, such as supply pressure, proportional gain, initial position of servo cylinder piston and load force, are verified experimentally on test platform of hydraulic drive unit, and the experimental research shows that the sensitivity analysis results obtained through simulation are approximate to the test results. This research indicates each parameter sensitivity characteristics of hydraulic drive unit, the performance-affected main parameters and secondary parameters are got under different working conditions, which will provide the theoretical foundation for the control compensation and structure optimization of hydraulic drive unit.     

一种十字摆盘驱动式轴向柱塞泵结构设计

 轴向柱塞泵作为液压系统的核心动力元件,具有额定压力高、流量大、功重比高等优点,传统斜盘式柱塞泵结构复杂,易导致滑靴磨损,且柱塞与缸体之间具有较大的侧向力易造成柱塞卡死,影响柱塞泵的可靠性及寿命。提出了一种新型十字摆盘驱动式轴向柱塞泵结构,斜盘轴旋转驱动十字摆盘摆动回程,实现柱塞的往复运动,同时高低压配液阀实现流体介质的配流,完成柱塞吸排油动作。通过模型受力分析验证,该柱塞泵具有回程结构性能稳定、侧向力小等优点,应用前景广泛。     

双活塞杆液压缸动态性能参数影响因素的研究

论文以设计的双活塞杆液压缸为研究对象,建立了液压缸的数学模型,分析得到液压缸的动态性能参数固有频率和阻尼比与液压缸的等效质量、负载客积和液压介质的弹性模量等因素有关.研究了活塞杆伸出过程中,液压缸固有频率和阻尼比动态性能参数值的变化,对阀控缸系统和容积式调速回路系统的数学建模和分析有重要的参考价值.     

进气相位对三角转子气动发动机性能的影响

分析了三角转子气动发动机的配气系统特点,采用旋转阀式配气机构的工作过程,建立了发动机工作过程的数学模型,在进气压力为0．6MPa的情况下,针对不同的进气提前角和进气持续角对发动机的性能进行了数值仿真。仿真结果表明：进气相位在高速时对气动发动机性能影响大;设置合适的进气提前角对发动机的整体性能有利,且提前角随着发动机的转速的提高而增大;设置最佳的进气持续角对发动机的动力性能有利,且随着转速的提高进气持续角减小。因此在三角转子气动发动机设计工作过程中,需要设置合适的进气提前角和进气持续角,提高三角转子气动发动机的动力性能和经济性能。     

进动传动轮齿加工方法的探讨

进动传动是一种新型传动。具有传动比大,承载能力强,多齿啮合程度高,结构紧凑,重量轻等优点。提出一种在现有滚齿机上对进动传动齿轮进行加工的新型轮齿加工方法,建立了轮齿成型方法数学模型,对所建立的加工机构进行运动分析。为进动传动齿轮轮齿加工奠定了理论基础。     

基于润滑分析的活塞参数设计研究

本文建立了结合活塞动力学方程的和缸套-活塞裙部间的流体动压润滑方程的活塞润滑数学模型。采用改进的数值分析方法来研究活塞裙部的摩擦功率及二阶运动和活塞设计参数之间的关系，分析了活塞的一些参数对活塞润滑性能的影响，并对活塞结构参数的设计进行了研究。     

斜盘型轴向柱塞马达柱塞受力分析

液压马达作为液压控制系统主要输出执行元件之一,它的性能对整个系统的性能有着重要的影响,因此对它的性能分析有着重要的意义。柱塞副是轴向柱塞马达中关键的摩擦副之一,该文对斜盘型轴向柱塞马达的柱塞副进行了受力分析。文中建立了柱塞副在不同转角位置时受力分析的数学模型,并针对某一马达进行实例分析,为柱塞副结构优化设计提供了参考。     

内燃机活塞裙部配缸间隙对裙部润滑影响的研究

本文建立的数学模型主要是结合动力学方程及缸套 -活塞裙部间的流体动力润滑方程 ,采用数值分析方法来研究活塞的二阶运动 ,并从减小活塞裙部摩擦功耗和减小活塞横向运动的角度 ,对活塞与缸套的最佳油膜间隙进行了确定 ,使得活塞裙部与缸套的间隙更为合理     

气液联合式碎石器建模与仿真分析

气穴是流体机械中常见的一种有害现象。针对气液联合式碎石器中出现的气穴现象以及目前使用的仿真模型均未考虑内油道形状与对应液阻,在分析主运动件及内流道数学模型的基础上搭建了包含局部阻尼损失的整机仿真模型,根据影响气穴的参数类型及对应取值范围设计了正交试验方案,在此基础上进行了仿真分析。结果显示:活塞运动周期基本不受因子及对应水平组合的影响;活塞质量及氮气室初始容积是影响活塞后腔最低压力及冲程最大速度的主要因子,同时后腔最低压力及最大速度均与活塞质量及氮气室初始容积呈负相关;由于回弹力作用,活塞打击钎杆后并未作停顿而是立即加速回程。