基于压电陶瓷的摩擦可调粘滑定位平台

为了提高粘滑式纳米定位台对不同负载,尤其是大质量负载的适用性,设计了驱动模块化的粘滑定位平台。将质量块、柔性铰链及铰链架一体制造,将压电陶瓷致动器、预紧垫块及预紧螺钉安装在铰链架上,共同组成一个独立的驱动模块,安装在底座的槽内,在调节螺钉的作用下可调整垂直方向的位置,改变与载物台接触面间的摩擦力。对粘滑驱动平台建立动力学模型并进行仿真分析,研究摩擦力对平台性能的影响。实验结果表明,负载200g时,平台的最小步长为8.84nm,最大速度为3.727mm/s,行程约20mm;2kg负载下,未调节摩擦时最大速度为2.373mm/s,调节摩擦力后最大速度为3.063mm/s。实验证明,该设计能同时满足小尺寸、高精度、高速度、大行程及适应大负载的要求。     

压电粘滑旋转电机的设计

该文提出了一种结构简单紧凑的压电粘滑旋转电机。通过一个力偶式机构设计了定子,并在此基础上设计出双定子压电粘滑旋转电机,提升了电机结构的紧凑性。通过在典型锯齿波上改造而成的一种异步驱动方式,使电机能够实现“增粘减滑”。建立了电机机电-摩擦耦合动力学模型,制作出电机的样机并进行相应的实验。实验结果表明,电机输出位移曲线显示出良好的步进特性,当驱动电压幅值为150 V、频率为900 Hz时,电机输出的最大单步转角、转速分别为125μrad和6.3 (°)/s,最大可承负载为30 g。     

基于粘滑驱动跨尺度精密定位技术的研究现状

目前跨尺度纳米定位技术在纳米操作、大规模集成电路制造和生物技术等众多领域都有着广泛的应用前景.该文对目前应用较多的宏微混合式驱动、压电超声马达驱动、尺蠖式驱动和粘滑式驱动这4种跨尺度定位技术驱动原理进行了介绍,并对其分辨率、速度、推力、尺寸、驱动器数量和结构6个方面进行了比较和分析,得出粘滑驱动以其驱动范围大,分辨率高,结构简单,体积小和集成度高等突出优点,适用于微纳操作领域.对目前国内外粘滑驱动在驱动原理、关键技术和样机实验方面的研究进行了分析,总结出目前粘滑驱动研究中的研究基础和不足,并提出了有待解决的问题和关键技术.     

一种磁吸附式微小型惯性粘滑运动平台研究

在显微操作领域中,要求运动平台能在狭小空间中实现高精度的位姿调整,因此,该文提出了一款整体尺寸仅10 mm×10 mm×10 mm的惯性粘滑精密跨出度定位运动平台。该结构的设计采用将惯性部分与滑块部分集成为一体的设计方案,摩擦力使用磁铁来提供。对惯性粘滑运动平台中的柔性铰链进行尺寸优化,并使用有限元分析软件进行校核,验证理论分析的正确性。测试样机性能结果表明,水平方向最大运动速度为4.966 mm/s,竖直方向上运动速度可达2.1 mm/s,正、反向最大单步位移分别为2.984μm和2.349μm,步长重复性良好。实验证明,该样机具有体积小,运动速度快,步长重复性稳定等特点,适用于狭小空间内的高精度运动。     

基于粘滑原理纳米定位平台的设计和分析北大核心

为了能实现跨尺度纳米定位操作,研制了一个基于粘滑驱动机理的纳米定位平台。采用柔性铰链的驱动机构,在对其在垂直方向上和驱动方向上的刚度进行分析的基础上,进行尺寸优化,从而减少定位平台在垂直方向产生耦合运动。致动器采用叠堆型压电陶瓷,实验分析发现压电陶瓷驱动器在有预紧力作用下,实际位移输出小于标称位移,当预紧力越大时,压电陶瓷的实际输出位移越小。在导向方面,采用双列交叉滚柱导轨,实现了载物台的多样化设计,从而提高了定位平台的适用性。同时结合LuGre摩擦模型对定位平台进行了动力学分析,优化其结构设计。单自由度粘滑驱动纳米定位平台的最大尺寸为28 mm×34 mm×12 mm,具有10 nm的分辨率、0.021 mm/s的速度和10 mm的行程。     

跨尺度精密运动压电平台和快速驱动方法研究

该文提出了一种基于惯性粘滑驱动原理、可快速运动的跨尺度精密运动压电平台.该平台由滑动部分、摩擦调整部分、堆叠压电陶瓷、惯性部分和底座组成,总尺寸为60 mm×60 mm×58 mm.该文详细介绍了基于此结构的新型惯性粘滑驱动原理.为了研究所设计压电平台的驱动性能,制作了样机并建立了实验系统.实验中,驱动频率7 kHz时...     

基于双压电陶瓷驱动原理的精密定位平台研究

为解决精密定位平台大运动行程与大扫描范围之间的矛盾性问题,实现大行程跨尺度纳米定位,该文提出了一种基于双压电陶瓷驱动原理的精密定位平台。该装置结合了粘滑驱动定位平台大运动行程、压电扫描器大扫描范围及高分辨率的优点。平台由基座、驱动模块、柔性铰链机构和导轨组成。驱动模块包括大、小压电陶瓷,大、小压电陶瓷分别以扫描和步进模式驱动定位平台。实验表明,该精密定位平台最大运动行程为21 mm,最大扫描范围为4.9 μm,最小分辨率为16 nm,水平运动方向最大步进运动速度可达10 mm/s,满足大行程、大扫描范围兼容的要求。     

扭臂结构静电驱动式微驱动器动力学特性分析

基于扭转动力学原理,推导了用于分析静电微驱动器的驱动电压、响应时间和其它动力学参数的特性方程。对于忽略和考虑空气阻尼效应的2种情况,分别进行了详细的讨论,计算结果可以用于分析器件处于真空和空气条件下的工作状态。结果表明,当考虑空气阻尼时,悬臂梁的运动轨迹与忽略空气阻尼时相比较发生相当大的改变,从而吸合（pull—in）电压和响应时间等计算结果也发生改变。因此,对于微机电系统（MEMS）器件的设计和制作,空气阻尼效应是影响其性能和工作条件的重要因素。最后,介绍了一种光学测量方法,可用于器件的响应时间和悬臂梁扭转角度等参数的测试,得到的实验结果与理论分析结果有较好的吻合。     

分布式驱动电动汽车动力学建模仿真与验证

为研究分布式驱动电动车辆对车辆直驶稳定性的影响,通过车辆研究车辆动力学,建立比较精确的车辆动力学是前提。MATLAB/Simulink下建立14自由度的车辆动力学模型,包括6个车身自由度以及4个车轮的旋转和垂向运动自由度。仿真结果表明：在直线行驶的工况中的中,车辆的跟随效果较好,质心侧偏角和横摆角速度基本无变化,直线行驶能力较好。但是从整体性能上变化趋势上是一致的,可以满足车辆动力学的要求,可以用于后续车辆直驶稳定性控制策略的研究。     

基于数据驱动的新冠病毒动力学传播的建模与预测

传统的传染病动力学建模方法通常在预先假设病毒传播机制的基础上基于仓室模型以微分方程的形式进行建模,基于此提出一个基于数据驱动的传染病传播动力学建模方法,为非线性动力学模型的稀疏辨识方法。利用稀疏回归和参数辨识从大量潜在动力学模型中准确发现控制方程,用以模拟2019年末新型冠状病毒在湖北武汉的动力学传播过程。方法的优点一是从数据中发现非线性动力学,且无需假设控制方程的形式;二是该方法能够有效地平衡模型复杂度和准确度。实验结果表明模型能够很好地刻画新型冠状病毒在武汉的传播,也证明了模型的具有一定的实用性,并可推广到相关疫情的预测中。     

红外焦平面器件脉冲驱动电路的小型化设计

代表着红外器件发展的主流方向的红外焦平面器件,其正常工作时需要驱动脉冲信号多达十几路,为了使红外焦平面阵列处于最佳工作状态,就必须设计出相应的驱动电路.提出了一种红外焦平面器件驱动电路的设计方法.该电路具有体积小、功耗低及灵活性好等特点,为驱动电路以及成像系统的小型化提供了良好的技术基础.     

基于Math CAD的UVW平台对位系统运动分析与验证

根据UVW平台的结构,使用数学工具MathCAD对其运动进行了对位运动的代数分析,以A、B点在固定坐标系中位置推导出UVW平台3个轴运动值的方程,最后以代数和数值两种演算方式证明驱动关系的正确。     

二维平台的力学耦合分析及解耦设计

以二维平台为研究对象,介绍了影响平台精度的主要干扰源,根据平台的结构特点,分析了两环间的转动惯量耦合、运动学耦合和动力学耦合关系．结果表明：只有一个环转动时,不存在耦合．提出了减小动力学耦合程魔的措施,并在结构设计方面提出了解耦设计方法．     

小型化MEMS陀螺仪标定平台的设计

基于角速率转台体积大、结构复杂、标定范围小、移动性差等现状,设计了一种标定范围广的小型化MEMS陀螺仪标定设备,在此基础上提出了一种角速度积分标定方法,通过将陀螺仪电压信号积分值与实际转动角度进行线性拟合,从而求得陀螺的标度因数。实验表明,该系统标定原理简单可靠,并且标定精度取决于角位置精度和角位移量,降低了对角速度精度的要求,从而大大减小了设备体积和设计难度。     

Loop Evolution--Its Dynamics and Driving Forces

The basic concept of the present loop was initiated with the invention of the telephone. The loop plant has persistently been responsible for a major share of the total capital expenditures in the telephone network. It has also been the most reluctant part of the network to benefit from new technologies. Its evolution has been mostly confined to areas of distribution topologies, administration, and improvement in hardware. The main driving forces shaping the evolution of the loop plant in the past have been the cost effectiveness in loop subsystems and the interactive forces resulting from the evolution of the switching machines and the subscriber terminals. The emergence of new services, demanded by the subscribers as a result of socioeconomic evolution, and solicited by the common carriers with the promise of additional revenues and better utilization of "network resources," can be considered as a new dimension to the driving forces. Related new technologies are the vehicles enabling the actualization of the above driving forces. The main aim of this paper is to identify the interrelationships that exist between various elements of the loop system as well as assessing the nature of the impact which various evolutionary forces exert upon it. Logical arguments are offered to demonstrate that the loop evolution is pointing towards loop systems that provide more throughput at less cost and greater service flexibility. Terms and concepts are defined and introduced to support the above arguments. It is concluded that the short-term evolution of the loop plant will be dominated by the marriage of copper loops and electronics prior to the introduction of integrated fiber optics distribution systems.     

限动天线俯仰丝杠传动异常响声的分析和应对措施

以丝杠传动的限动天线座架结构系统越来越受到用户的青睐 ,但快速运动时 ,俯仰传动系统发出异常响声 ,却制约着他的迅速发展。本文着重分析了其产生异常响声的原因 ,并提出了消除异常响声的有效方法     

基于驱动量补偿的压电型微小机器人运动控制

为解决一种左右平行驱动式压电陶瓷微小机器人,由装配误差和压电陶瓷特性的不一致所带来的运动偏差,提出了一种基于驱动量补偿的方法对微小机器人进行运动控制.在详细分析微小机器人的stick-and-slip 运动原理的基础上进行实验设计,对左右压电陶瓷驱动器分别输入不同的驱动量,得到多个微小型机器人在横向位置上的位移偏差量.对所得实验数据用最小二乘法进行处理,并拟合出曲线,进而确定微小型机器人的输入驱动量的补偿值.实验表明,加入了补偿输入后,微小型机器人在相同步数下的直线前进运动中,横向的位置偏差减少为原来的6.1％.利用最小二乘法所得到的基于驱动量补偿的运动控制,能有效抑制微小机器人直线运动中横向位置的偏差.     

高速精密运动平台研制

根据生瓷带打孔机对运动平台的特殊要求,设计了高速精密运动平台方案,分别从高刚度机械结构、直线电机及同步控制、运动误差补偿等三个方面详细阐述了具体的实施方案及解决措施,并采用三种方法对平台的性能进行了验证.通过验证证明,平台达到很高的加速度和定位精度,达到了平台设计的预期目标.