基于APDL的柔性铰链位移放大机构

针对压电陶瓷微位移驱动器输出位移范围小的局限性,应用柔性铰链位移放大原理,设计了一种柔性铰链微位移放大机构,提出了柔性铰链杠杆放大机构的参数化数学建模方法,并采用ANSYS参数化程序设计语言（APDL）编写了柔性铰链杠杆放大机构的建模和仿真分析程序。仿真试验表明,所设计的柔性铰链杠杆放大机构的输入位移与输出位移线性度高,实际放大位移与理论值相差5％,完全可以满足机构的微位移放大要求。     

柔性微位移放大机构的设计与动力性能仿真分析

为将压电陶瓷驱动器的输出位移进行放大,根据差式位移放大原理设计了一种新型柔性微位移放大机构。分析了直圆柔性铰链的结构参数对铰链刚度的影响。推导了该机构的位移放大倍数和最大应力的计算公式,并建立了柔性微位移放大机构的动力学模型,得到该机构的固有频率计算公式。利用有限元软件对其进行动力性能仿真分析,分析表明:该位移放大机构设计合理且处于稳定的工作状态。     

压电双晶片型微位移放大机构研究

介绍了以压电双晶片作为驱动元件,由三角放大机理构造的柔性铰链机构作为位移输出的微位移放大机构.通过理论计算、建模等对微位移放大机构进行设计,制作了微位移放大机构的样机,并进行了试验.对得到的测试数据进行分析,研究结果表明,采用压电材料作为精密设备的驱动元件性能良好,所研制压电双晶片型微位移放大机构原理,可推广应用到其他...     

一种微位移放大机构的设计与仿真

根据差式杠杆位移放大原理设计了一种新型微位移放大机构.计算和推导了该位移放大机构的位移放大倍数和静态刚度,分析了柔性铰链结构参数对微位移放大机构刚度的影响,并对理论计算结果和ANSYS仿真结果进行了对比.结果表明,理论计算值和有限元仿真结果之间存在一定的差异.     

电液伺服阀用微位移放大机构发展现状

压电陶瓷、超磁致伸缩材料等新型功能材料具有优良的力学性能和频响特性,但利用其开发的致动器输出位移小,大多仅为微米级,难以满足大流量电液伺服阀阀芯驱动的要求,因此需设计相应的微位移放大机构以放大致动器的位移输出。根据不同的作用原理和结构形式,伺服阀用微位移放大机构可分为机械式和液压式两种。梳理了微位移放大机构的发展脉络,介绍了不同形式的放大机构的工作原理和作用效果,分析比较了各类放大机构的优缺点。     

泳动微机器人主体机构放大性能研究

泳动微机器人模仿鱼类游泳的方式驱动。文中利用柔性铰链和差式杠杆放大原理，设计了用于微位移 放大的泳动微机器人主体机构，并且在ＡＮＳＹＳ软件仿真的基础上，对微机器人主体机构的放大性能 进行了研究。研究表明在主体机构中适当减小柔性铰链转角刚度，可以显著改善微位移放大效果。     

压电叠堆泵微位移放大机构的试验研究

提出了一种应用于压电叠堆泵的微位移放大机构,该机构以压电叠堆(积层式压电微位移器)为驱动元件,通过基于三角形放大原理的柔性铰链放大机构,放大压电叠堆的输出位移.同时,设计、研制了实验装置,并在试制样机上对其静、动态特性进行了实验.实验测试结果表明,该机构具有线性良好、高分辨率和高频响应等特点.     

柔性微位移放大机构的结构特征分析与改进设计

针对柔性微位移放大机构的结构特征进行分析,利用一组具有不同连杆长度及倾角的微位移放大机构进行算例分析,指出机构中柔性铰链与连杆组成的组合柔性结构是机构的重要组成部分,其中连杆的长度与其倾斜角的取值影响组合柔性结构的厚度比与长度比,对机构的放大性能起着关键的作用。根据分析结果提出用以提高机构放大比的微位移放大机构设计的一般方法,将其应用于柔性微位移放大机构的改进设计。对改进后的微位移放大机构进行放大性能分析与动力学性能分析,用其结果验证改进设计的有效性与合理性。     

应用于压电叠堆泵的微位移放大机构

提出了一种应用于压电叠堆泵的微位移放大机构,该机构以压电叠堆(积层式压电微位移器)为驱动元件,通过基于三角形放大原理的柔性铰链放大机构,放大压电叠堆的输出位移。同时,设计、研制了实验装置,并在试制样机上对其静、动态特性进行了实验。实验测试结果表明:该机构对压电叠堆输出位移的放大倍数达到5倍,并且该机构具有线性良好、高分辨率、高频响应等特点。由有限元分析得到的固有频率达到了1.8 kHz,实际测量的固有频率为1.5 kHz。     

压电微位移精密驱动器的设计研究

根据压电微位移精密驱动器的结构特点,将其分为直动型、位移放大型、位移累积型三大类.分析了基于杠杆原理和压曲原理的位移放大式驱动器;研究了蠕动式、惯性式、滚动式位移累积型驱动器,并给出了各类型新颖的代表机构.最后归纳了压电微位移精密驱动器结构设计的一般原则和设计经验.文中对压电精密微位移驱动器的设计工作具有借鉴和指导意义.     

三自由度压电叠堆微位移放大机构的研究

提出一种应用于压电叠堆的微位移放大机构,该机构以压电叠堆为驱动元件,通过基于杠杆原理的柔性铰链二级放大机构,放大压电叠堆的输出位移,在互相垂直的三个自由度方向上通过磁性部件连接,实现三自由度方向上独立的位移输出。同时,通过仿真和试验,对其静态特性和动态特性进行研究。试验测试结果表明:该机构对压电叠堆输出位移的放大倍数达到5倍,三个自由度方向上的位移互相没有影响,并且该机构具有线性良好、高分辨率和高频响应等特点。     

Design of an optical probe for testing surface roughness and micro-displacement

This paper presents a practical monitoring tool for measurements of surface roughness and micro-displacement. An optical probe of the methods based on light scattering for measuring surface roughness and optical triangulation for measuring micro-displacement is described. The proposed technique allows evaluation of surface roughness and micro-displacement of specimen by using just one device. The theoretical models of surface roughness and micro-displacement measurements have been established for the probe. The measuring principles applied in the design are described in detail and the validity of the design is demonstrated by experimental evaluations. The experimental results show that, for specimens with surface roughnesses R_a in the range from 0.005μm to 0.1 μm, micro-displacement measurements in the linear range of ± 300μm can be obtained.     

液压微位移放大器的设计与研究

提出了基于液压原理的新型微位移放大器。这种放大器由输入元件、充满油液的密封腔体和输出元件构成。输入的位移经过液压放大,转换成输出元件的位移。金属膜片或波纹管可以作为输入输出元件。本文提出了这两种结构形式的放大器的设计方法。这类微位移放大器结构紧凑,在承载能力方面优于传统的柔性铰链机构,而波纹管放大器的性能优于膜片式。     

柔性二级差动式微位移放大机构优化设计

微位移放大机构常常用来扩大压电陶瓷致动器的行程范围。鉴于差动式微位移放大机构具有"小结构大倍数"的特点,设计了一种新型二级差动式杠杆微位移放大机构。应用矩阵表示法对其进行了运动静力学分析,在此基础之上,以柔性铰链的分布位置及其几何特征参数为优化变量,并以提高位移放大比和减小最大应力为目标函数建立一种双目标优化模型。机构经过优化设计后位移放大倍数高达48倍,并对其进行有限元仿真分析,计算结果为44倍,理论模型与有限元模型的误差小于10%。结果表明：提出的优化模型具有准确性和高效性,同样可适用于其他柔性铰链机构的优化设计。     

一种新型的光纤传感器的研究—对微位移的非接触测量

应用光纤传感技术设计一种新型光纤传感器。该传感器可用于表面粗糙度和微小位移的非接触测量。本文论述了其对微位移的测量。在该传感器特有的“零”工作点对信号采用差分放大处理,能实现对微位移的非接触测量,并具有纳米(10~(-?)m)级的分辨率。     

Modeling and analysis of an over-constrained flexure-based compliant mechanism

Bridge-type micro-displacement amplifier with flexure hinges is a classic displacement amplification mechanism. Existing theoretic models cannot predict its amplification ratio and input stiffness accurately and make it very difficult to confirm the amplifier’s performance and error compensation by means of these models, which is very significant in ultra-precision positioning. This paper focuses on the development of design equations that can accurately calculate the ideal displacement amplification ratio and input stiffness of the amplifier based on the thought of statically indeterminate structure. Force Method, Maxwell–Mohr Method, principle of superposition and deformation compatibility are used together to establish uncanonical linear homogeneous equations. The analytical results are verified by FEA simulations. The influence of the geometric parameters on the amplifier performance is investigated. It is noted that amplifier performance is more sensitive to the longitudinal distance of flexure hinges. Besides, two same-sized amplifiers with the opposite output directions can be clearly differentiated by these equations.     

新型高速强力电磁阀设计

提出了在体积、位移及驱动力等多目标约束条件下的高速强力电磁阀的设计方法。采用超磁致伸缩材料作为阀芯的高频响应元件，及精心设计的阀驱动电路，以提高电磁阀的响应频率；设计了可保持超磁致伸缩材料端面压力恒定，而可以放大阀芯位移量的多级新型微位移放大机构，以满足材料性能和阀芯开启量的要求。     

全柔性微位移放大机构的设计与分析

微机械放大器中常采用全柔性微位移放大机构来实现输出位移的放大,且大多采用短臂柔性铰链连接各构件。设计了一种对称的长柔性杆微位移放大机构,结合弹性力学和Bernoulli-Eu-ler假设,推导出该放大机构的力位移计算公式及放大比公式。对影响该机构放大比的关键因素进行了分析,通过实例分析得到该机构中的长柔性杆角度与输出位移之间的关系。同时用有限元方法对该实例进行了仿真分析,并对两种方法所得结果进行了分析比较。