弹性薄膜——电致伸缩微进给机构研究

由弹性薄膜和电致伸缩微位移器构成的微进给定位机构，将在超精密加工和测试装置中得到广泛的应用。本文给出了该种结构的设计方法，并对其性能进行分析。     

蠕动式压电/电致伸缩直线电机钳位机构设计

提出一种用于微进给压电／电致伸缩直线电机的弹性夹紧钳位机构。该机构采用柔性铰链和径向分布式杠杆构成力放大机构,实现对主轴的钳位与松位作用。本文在分析计算单槽半圆柔性铰链转角刚度、夹紧机构的力放大系数的基础上,讨论钳位机构与主轴之间的初始间隙、柔性铰链转角刚度以及杠杆机构的分布组数等因素对夹紧力的影响。该钳位机构可有效地降低钳位致动电压和机械配合精度,提高压电／电致伸缩直线电机的承载能力。     

微小型电极蠕动进给在电火花加工中的应用

根据电火花微小孔加工的特点,利用WTDS型电致伸缩微位移器件驱动,根据仿生学的蠕动原理,研制一个尺寸为80mm×60mm×40mm的整体式电极直接驱动机构,由计算机控制可实现电极纳米尺度上的精确进给,并成功地应用到电火花加工中。     

蠕动式压电电流变液进给机构的负位移现象

为研制电流变液作为钳位介质的大行程高精度蠕动式进给机构,以压电陶瓷作为驱动元件,沸石/硅油型电流变液作为钳位介质,研制了蠕动式压电电流变液直线式进给机构样机,并利用计算机编程对机构的进给运动进行了控制,发现机构运动中存在负位移现象并研究了压电陶瓷驱动电压、电流变液钳位电压以及电流变液充放电时间对机构负位移的影响,建立了机构的动力学模型,对影响负位移大小的因素进行了定性探讨。结果表明,机构运动过程中,极板所受的作用力主要是钳位力、阻尼力和压电陶瓷的驱动力,增大钳位力,减小阻尼力,增大驱动力同时减缓驱动力的变化速率,对减小负位移有利。     

磁悬浮微进给机构研究

导轨副的摩擦和磨损影响机构的进给精度 ,摩擦产生的金属粉尘使微进给机构不能满足超洁净制作环境要求。磁悬浮技术应用于微进给机构 ,可消除摩擦。结合直线电机能实现零传动的特点 ,分别设计了磁悬浮轴承形式和磁悬浮导轨形式的两种微进给机构 ,分析了它们的特点 ,阐明了进一步改善的方向。理论分析计算该微进给机构在垂直及水平方向的误差可控制在± 1 μm内 ,在水平方向能实现亚微米级进给精度     

基于柔性铰链和磁致伸缩效应的二维微定位机构的研究

设计了一种新型的基于柔性铰链和磁致伸缩效应的纳米级二维微定位机构 ,并对该机构进行了实验研究 ,其重复定位精度在 4μm× 4μm范围内为± 2 nm。     

电致伸缩微位移机构中的预紧力分析

电致伸缩陶瓷微位移机构一般包含以下几个部分：电致伸缩陶瓷做位移驱动器、弹性变形体、支承部件。电致伸缩陶瓷微位移驱动器作为机构的核心元件，由专业厂家专门生产．其性能已定，故使用者只能通过优化其它部分而使微位移机构工作于最佳状态。微位移机构的每一个组成元件，其制造精度是有限的。利用一些联接件，如垫片、钢球、螺钉等把它们装配到一起，各装配面之间就会产生接触不紧密的问题，其间隙值从几微米到几十微米，甚至更大。一方面，如果不对它们进行预紧，电致伸缩陶瓷微位移“驱动器的最大位移量也不够补偿其间隙值，另一方面…     

电致驱动微进给平台动态特性分析

在线性化的前提下,对电致驱动微进给平台各个组成部分进行了简化,建立了工作台动力学模型,分析了微位移工作台的动态特性,得出了其传递函数;并通过实验,对所建立的动力学模型及开环控制下平台的实际动态特性进行了验证.理论分析和实验结果的一致性说明理论分析的正确性及可靠性.     

电致伸缩微位移器在机床刀具微进给系统的应用

随着电子技术、宇航、生物工程等学科的发展,对精密机械的精度要求越来越高,要求精密机械和检测设备具有亚微米甚至纳米精度.使微位移技术得到迅速发展,主要介绍了电致伸缩微位移器的原理和应用.     

电流变液微致动研究

利用电流变液体阻尼阀效应设计了原型电流变柔性微致动器,建立了相应的力学模型,进行了性微致动过程实验研究和三维致动过程的计算机图形仿真,并对电流变柔性微致动过程的位移,速度和加速度等运动学和动力学特征进行了分析研究。     

基于旋转磁铁箝位的压电尺蠖驱动器理论与试验分析

为简化压电尺蠖驱动器信号控制系统并降低摩擦磨损,提出了一种基于旋转磁铁箝位的新型压电尺蠖驱动器。该驱动器利用直流电机带动永磁体转动实现交替箝位,通过激光对射传感器感知永磁体位置产生的激励信号来驱动压电叠堆实现精密直线位移输出。优化了驱动器结构的相关参数,制作了压电尺蠖驱动器样机并对其进行试验测试,结果表明:驱动器性能稳定,最小分辨率为0.119μm,最高速度和最大载荷分别为481.43μm/s、950 g。     

加工中心工件定位与夹紧的分析

根据加工中心的工艺特征,提出了工件的安装原则、定位基准的选择及工件夹紧的要求,以保证加工品质,提高生产效率.     

宏/微结合双驱动进给控制系统的建模与仿真研究

采用宏/微结合双驱动进给系统能使系统在大行程范围内具有较高的定位精度。本文设计的宏/微结合双驱动进给系统,由交流伺服电机驱动滚珠丝杠作为宏动机构,压电陶瓷驱动柔性铰链工作台作为微动机构。分别对宏动机构和微动机构进行了数学建模。采用双伺服环控制策略,由宏动机构跟踪输入信号,由精密光栅尺检测宏动机构的实际位移进行反馈构成内伺服环;微动机构将宏动机构的跟踪误差作为输入信号,实时进行补偿,构成外伺服环,实现了宏/微结合双驱动进给系统的连续跟踪控制。最后进行了仿真研究,仿真结果表明跟踪幅值为1mm频率为0.4Hz的正弦曲线,采用宏/微结合双驱动进给系统比只采用宏动机构跟踪误差由±1.6μm减小到了±6nm。     

机构,驱动,检测一体化的压电陶瓷旋转型驱动器的研究

绍一种结构紧凑、分辩率高、动态性能好、安装方便的压电陶瓷旋转型驱动器。驱动器内部藏有电阻应变式角移传感器，具有机构、驱动、检测一体化物的特点。该驱动器有多个联接结合面，并且结构要素一致，可以方便地与其他旋转型驱动器或直线型驱动器组装成多自由度的微驱动机器人系统。     

钢质摩擦副在微-纳米固体添加剂磨合油中磨合机制研究

基于45#调质钢齿轮滚滑副和45#淬火钢销/45#调质钢滑动副的大量磨合试验结果,分析了钢质摩擦副在微-纳米磨合油中油液温度、摩擦副表面性质和磨合平衡状态机制,以及磨合平衡状态的判定方法。研究结果表明:微米尺度的磨料对磨合磨损主要起到磨粒磨损的作用,纳米尺度的磨料对磨合磨损表面起到填充、嵌入和熔融作用,以及加剧粘着磨损作用。微米和纳米尺度的磨料混合在一起,在不同工况条件下,或对磨合磨损起到促进作用,或起到延缓作用。磨合完成后,摩擦副表面几何、物理和化学性质都可以得到有效改进。磨合平衡状态时各工况参数都趋于稳定状态,这些参数直接反映磨合磨损平衡状态,可以用来判定磨合磨损状态。     

基于方位特征集的两转动（0T-2R）并联机构的型综合及其应用

应用基于方位特征集的并联机构拓扑结构设计理论与方法,对两转动（0T-2R）输出的并联机构进行了型综合;在阐述基于方位特征集的并联机构型综合一般过程和步骤的基础上,给出了两转动输出并联机构拓扑结构设计的具体方法,综合得到了14种两转动输出并联机构,其中,6种机构为该方法综合得到,然后按它们的结构特性进行了初步分类,并将优选的一种两转动并联机构用于太阳能二轴跟踪机构的研制。该型综合方法运算规则少,数学方法简单,几何与物理意义明确,适用于所有无过约束和一般过约束机构。