电磁驱动式无针注射器设计及力学和运动仿真

针对目前广泛使用的机械式和气动式无针注射器存在的不能持久使用和结构笨重等缺点,设计了基于使用直流电电源的电磁驱动无针注射装置,介绍了一种新的设计方案。将电磁式无针注射系统按电磁动力部分和流体部分分别建立数学模型,推导出相应的公式。分别对电磁动力部分及流体部分进行仿真分析,绘制了电流、铁芯相对位置及其所受电磁力大小的关系图,安瓿杆推力与喷射口压力、流体速度的关系图。结果表明：无针注射器的动力部分符合推力的设计要求,安瓿的喷射压力与射流速度达到了刺入人体表层皮肤的要求。     

音圈电机驱动的无针注射系统研究

设计了一种基于音圈电机驱动的无针注射系统,并对系统的射流喷射压力进行了实验检测。研究结果表明,系统形成的射流最大喷射压力能够刺穿人体皮肤组织。系统具有结构简单,驱动力大小可控等特点,克服了现有以弹簧或者高压气体为动力源的无针注射技术的不足。     

一种单稳态微电磁继电器的研究

优化设计出一种微电磁继电器,介绍了其驱动原理,通过对微电磁继电器的电磁驱动力及活动衔铁的位移进行分析计算,设计了微电磁继电器的三维结构,以增大磁路效率,减小漏磁通,从而增加电磁驱动力。采用MEMS加工工艺,试制了该新型微电磁继电器的样件,其尺寸为5 mm×5 mm×1 mm,它由上磁路、下磁路、平面励磁线圈、固定触点和活动衔铁等部分组成。微电磁继电器的平面励磁线圈电阻约20 Ω,外加5 V电压时,微电磁继电器可实现吸合动作。吸合后,微电磁继电器的导通电阻为14.5 Ω,继电器的响应时间为1 ms。     

一种新型胶液喷射阀的研制与开发

针对现有胶液喷射阀动态特性和喷射胶液方面的新要求,提出了基于电磁吸力原理的喷射点胶阀。通过设计行程挡块系统,避免了喷针直接碰撞,减少了喷针及喷嘴直径尺寸,有利于实现微量胶液、大粘度胶液的喷射、提高使用寿命。设计和分析了驱动电路,实现了喷针的往复运动,提高喷射点胶效率。实验初步验证,电磁驱动喷射阀具有实用性,适用于工业化...     

膀胱动力泵电磁驱动系统的优化设计

运用电磁铁设计理论和最优化理论,建立了膀胱动力泵电磁驱动系统优化设计模型。运用序列二次规划法求解模型,获得了最佳结构设计参数,据此建立了电磁驱动系统及膀胱动力泵三维模型。运用ANSYS Workbench仿真分析了电磁驱动系统的电磁驱动特性、温升特性和膀胱动力泵排尿动力特性,并进行了实验验证。结果表明,所建立优化设计模型和有限元仿真模型有效且实用;与优化前相比,电磁铁体积可减小65.45%,质量可减小60.25%,电磁驱动力提高2.09%,膀胱压峰值提高2.74%,尿流率峰值提高14.22%,温升仅增高1.64℃,改善了膀胱动力泵的排尿动力特性。研究结果可为设计便携、可靠及适用于动物和临床实验研究的膀胱动力泵提供理论与技术指导。     

基于JMAG的无铁心永磁直线电机优化设计

针对高速运行时有铁心直线电机铁耗大、效率低的不足,提出一种动磁式无铁心永磁直线电机模型.采用专业电磁分析软件JMAG对无铁心直线电机电磁场进行了瞬态分析计算.以电磁推力及其波动为优化目标,分别计算了不同电磁参数对电磁推力及其波动的影响.利用瞬态分析进行电机优化设计,提高了电机设计的精度.     

电磁轴承开关功放设计

讨论了电磁轴承开关描放各主要参数的方法以及这些参数和电磁轴承系统的关系，提出了设计中的一般原则和注意事项，针中具体的做作制作，结果令人满意。     

胃肠道微机电系统取样驱动装置的设计与分析

本文主要通过分析电磁驱动装置运动机构的受力情况,对胃肠道微机电系统取样功能的关键部分-驱动装置进行了设计和分析,并运用Ansoft进行电磁机构的建模与磁场分析,完善该装置的设计.     

工程机械液压稳定系统动态特性与实验研究

为了提高装载机整车结构的可靠性与稳定性,设计了一套具有蓄能器、电磁换向阀、可调节流阀的液压行驶稳定系统,建立了简化的整车动力学模型,分析了蓄能器的容积和预充压力对油缸刚度的影响,研究了不同车速、不同载荷等参数下整车结构的刚度变化规律.仿真结果表明加入行驶稳定系统之后,满载和空载工况下垂直方向车架的振动加速度得到了明显的降低.实验结果表明,蓄能器能够较好的跟随液压系统完成工作任务,起到了较好的减震效果.经过正交实验得到了蓄能的性能参数MAP图,为控制策略设计提供了数据参考.     

安全电磁截止阀结构与应用

介绍了一种安全电磁截止阀,该阀具有流量大、无泄漏、无液压卡死、响应时间短、使用压力高、抗污染能力强的特点,是一种应用广泛具有很好发展前景的新型座式电磁换向阀.     

Experimental investigation on penetration performance of larger volume needle-free injection device

Journal of Mechanical Science and Technology - The injection performance of a small volume of needle-free injection (up to 0.3 mL) has proven to be controllable and satisfactory in transdermal drug...     

储能液压缸协同驱动重型机械臂系统研究与优化

针对采用储能液压缸协同驱动重型机械臂升降来实现重力势能回收和利用的方法,研究了不同储能缸与驱动缸无杆腔面积比对系统节能效果的影响。分析了储能缸协同驱动回路控制动臂升降的工作原理,建立了系统的数学模型;以76 t液压挖掘机为例,在Simulation X中构建了整机的多学科联合仿真模型,并通过试验验证了模型的准确性。依据此模型对液压挖掘机空载和带载工况下,储能缸与驱动缸无杆腔面积比对系统能耗特性的影响进行优化仿真研究。仿真结果表明：在相同的工作周期,优化后储能缸协同驱动系统的液压泵输出能量约为732.0 kJ,较改进前节省能量约253.8 kJ,节能率由27.2%提高至46%,实现了节能效果的提高。     

一种新型复合式电磁驱动燃气喷射装置的设计与分析

作为国际远洋船舶的主要动力装置,采用加入气体燃料的低速柴油机在实现节能减排方面拥有巨大潜力。燃气喷射装置作为缸内直喷的核心执行机构,对内燃机燃烧品质和热效率有着重要影响。针对现有电磁驱动喷射装置存在的流量小、驱动力弱等不足,提出一种新型复合式电磁驱动燃气喷射装置。首先,针对驱动机构及阀体提出新的设计思路,通过有限元方法分析了驱动机构的电磁特性及阀体流动特性,验证了设计可行性;其次,建立喷射装置的CFD仿真模型,归纳了流量特性规律;最后,建立试验平台,测试了驱动机构的稳/动态特性。仿真与试验结果表明,新型复合式电磁驱动燃气喷射装置具有高效节能、快响应、高精度的动态特性,对缸内预混特性等具有显著的改善效果。     

飞轮储能系统用无刷直流电机驱动系统的设计

飞轮储能是一种高效的能量储存方式,其中的双向能量转换系统是它的重要组成部分,关系着飞轮储能系统(FESS)能否可靠、高效的运行。针对某高速飞轮储能系统中的一体化永磁无刷直流电动/发电机驱动问题,首先在分析了无刷直流电动/发电机驱动理论的基础上,采用DSP作为控制核心、IPM作为主电路构建了一体化永磁无刷直流电动/发电机的驱动系统,然后在Matlab/Simulink中建立了该驱动系统的模型,并对其性能进行了仿真,提出并解决了PWM调节过程中电动/发电机电流上升过慢的问题;最后制作了驱动系统,完成了系统的运行实验,成功的将一体化电动/发电机驱动至10 500 r/min,并实现了发电运行。实验结果验证了驱动系统的可靠性。     

Development of a hybrid energy storage sizing algorithm associated with the evaluation of power management in different driving cycles

In this paper, a hybrid energy storage sizing algorithm for electric vehicles is developed to achieve a semi-optimum cost-effective design. Using the developed algorithm, a driving cycle is divided into its micro-trips and the power and energy demands in each micro-trip are determined. The battery size is estimated because the battery fulfills the power demands. Moreover, the ultra-capacitor (UC) energy (or the number of UC modules) is assessed because the UC delivers the maximum energy demands of the different micro-trips of a driving cycle. Finally, a design factor, which shows the power of the hybrid energy storage control strategy, is utilized to evaluate the newly designed control strategies. Using the developed algorithm, energy-saving loss, driver satisfaction criteria, and battery life criteria are calculated using a feed-forward dynamic modeling software program and are utilized for comparison among different energy storage candidates. This procedure is applied to the hybrid energy storage sizing of a series hybrid electric city bus in Manhattan and to the Tehran driving cycle. Results show that a higher aggressive driving cycle (Manhattan) requires more expensive energy storage system and more sophisticated energy management strategy.     

卷扬机能量回收系统设计与仿真

起重机作为工程机械的典型,其最主要动力组成是卷扬机系统,因此设计了一个以超级电容为储能单元的混合动力控制系统.借助Matlab/Simulink仿真软件对所设计的混合动力控制系统进行仿真,并模拟起重机下放重量时产生的再生制动能量的回收过程.结果表明:以超级电容为储能单元的混合动力驱动单元适用于以卷扬机为动力系统的起重工程机械;超级电容能够回收一定的能量,起到节能作用.     

基于钛酸锂电池的短编组有轨电车车载储能方案仿真分析

适用于中小城市的短编组车载储能式低地板有轨电车由于全线仅需在车站设充电站，在正线区间不需要架设接触网，对城市景观及限高几乎无影响而在近年得到快速发展，但因短编组有轨电车车长较短，车顶安装空间受限，因此其车载储能装置容量非常有限，导致其在线路沿线设置的充电站数量较多，成本较高。为提高有轨电车车载储能装置容量，采用钛酸锂电池代替有轨电车常用的超级电容并在保山有轨电车T1线实际线路上进行了仿真分析，仿真结果表明，采用钛酸锂电池代替超级电容后，在相同体积下车载储能装置容量可提高近1倍，区间充电站数量约为原数量的1/2，降低了工程实施费用及后期充电站检修维护成本。     

仿袋鼠柔性跳跃机器人的驱动力特性研究

依据袋鼠生物体的运动结构和跳跃运动特点，利用扭转弹簧模拟其关节柔性和肌肉的储能作用，提出仿袋鼠柔性跳跃机器人的伪刚体机构模型。应用凯恩法建立仿袋鼠跳跃机器人的动力学方程。基于MATLAB6．5，结合实例对机器人的运动和驱动力特性进行了仿真分析。分析结果表明：利用柔性机构可降低仿生跳跃机器人跳跃运动所需关节驱动力和能量消耗，同时也揭示了袋鼠跳跃运动快而耗能低的规律。     

压缩空气储能系统的工作特性研究

基于典型压缩空气储能系统工作原理,运用热力学理论建立了压缩过程、储气系统和膨胀发电过程的理论分析模型。采用储能效率和储能密度作为评价指标,揭示了压缩空气储能系统在等温、绝热和多级多变工作过程下的工作特性,分析比较了恒压和恒容储气方式对有效能、储气罐容积等系统性能的影响规律。结果表明增大储气压力以及采用多级压缩和多级膨胀过程可提高储能系统的效率和储能密度。采用恒压式储气罐可减小储气容积。分析模型和研究结果可为设计高效的压缩空气储能系统循环形式提供基础。