尺蠖型压电直线驱动器的运动稳定性分析

为了深入研究尺蠖型压电驱动器的性能,分析了尺蠖型压电直线驱动器的工作原理,研究了直线动子对驱动器性能的影响．通过实验方法分析了钳位机构调整前后对钳住稳定性的影响．采用驱动器输出单步位移的步距失稳系数和驱动电压与输出位移拟合曲线斜率和截距偏差率的方法评价尺蠖型压电直线驱动器的运动稳定性．经实验测试发现驱动器的步距失稳系数与驱动电压关系密切,当驱动电压较高时,驱动器具有较好的步距稳定性．驱动器的驱动电压与输出位移拟合曲线斜率和截距偏差率分别为1．8％和9．07％,说明所开发的驱动器具有很好的运动稳定性．     

机器人灵巧手微型直线驱动器的建模和滑模位置控制

报导了用于机器人多指灵巧手的精密微型直线驱动器,它体积小、输出力大。建立了该驱动器的数学模型,并且基于滑模变结构控制理论设计了微型直线驱动器的位置控制策略。实验结果证明,该控制方案具良好的鲁棒性和快速性。     

基于PVDF传感器的仿生机器鱼测控系统

选择离子聚合物金属复合材料(IPMC)作为驱动器,设计了一种厘米级仿生机器鱼;针对驱动器自身存在的易疲劳、易电解等缺陷及实际工程中的不确定因素给系统带来的不稳定问题,建立了基于性能稳定的聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器的闭环测控系统,解决了开环控制存在的调节时间长、误差大的问题;提出了一种新颖的传感器并行安装方式,有效地避开了应用环境中的不利因素,实现了对驱动器状态的实时检测;在LabVIEW软件环境下进行了测控实验。实验表明,该系统能够保证仿生机器鱼长期稳定地工作。     

提高零件轮廓测量机偏心调整精度的方法

为了满足研制的零件轮廓测量机实现回转体零件的非接触自动测量，利用激光测头等部件设计了偏心自动调整机构．由于系统中有交流伺服电机驱动器干扰信号，激光测头容易受到环境电磁干扰，造成偏心调整的定心误差较大．为此，在介绍偏心调整控制原理的基础上，针对干扰信号的特点，设计了一种滤除干扰信号的电路，给出了电路框图和关键电路．实验结果表明：偏心调整的定心误差由原来的0．6mm降至0．1mm，能够提高偏心调整的精度．对交流伺服电机驱动器干扰信号的处理具有实际的指导意义．     

新型压电式直线驱动器的研究

介绍了采用带压电元件、圆弧缺口杠杆和双平行四边形弹簧的多级放大一体化结构的新型压电式直线驱动器的研究。实验表明：该直线驱动器的最大行程为４００μｍ，最大输出力为５０Ｎ，可控精度小于０．５μｍ，频带宽为１００Ｈｚ，动作频率为５０Ｈｚ（对应最大行程）。该直线驱动器的特点是驱动力大、可控精度高、响应快、可直接用于ＮＣ机床、机器人装配、活塞加工数控系统的精密直接驱动。     

一种新型热声制冷机声驱动器的设计与实验研究

为了满足热声制冷机声驱动器对高声强声源的需求,通过简化声驱动器驱动机构的各个零部件结构、连接方式,并考虑零部件的材质性降低驱动器运转时的惯性力,设计了一款强力且性能稳定的微型声驱动器,可应用于小型制冷机的实验研究.通过实验采集了驱动器在基频145 Hz、振幅0.5 mm下热声制冷机谐振腔内的声压、振速值,发现声压值最高...     

摩擦系数变化式压电叠堆惯性直线驱动器

以压电叠堆和质量块组成的压电叠堆振子为动力元件,通过利用驱动器向左运动和向右运动时接触足与接触面摩擦系数的不同,设计并制作完成了一套摩擦系数变化式压电叠堆惯性直线驱动器．分析了该驱动器的工作原理并对驱动器的运动情况作了详细分析．搭建了专用测试系统,并采用该系统对摩擦系数变化式压电叠堆惯性直线驱动器进行了性能测试．试验结果表明：当频率为10Hz时,该试验装置最小稳定步长为0．19μm,最大移动速度为11．82μm／s,最大承载能力不低于900g．     

无缆式微机器人内窥镜系统的研制及离体实验

研制了一种用基于直流电机的直线驱动器实现机器人仿蚯蚓蠕动的无缆式微机器人内窥镜系统。该系统由无线通信控制模块、PC机、微机器人、无线能量传输控制器和无线能量发射线圈组成,用无线方式来实现人机通信和能量传输,解决了传统机器人内窥镜拖缆带来的肠壁损伤问题。研究工作包括微机器人的运动原理分析,无线能量传输简化模型的建立,无线能量传输原理的推导,以及系统离体实验的实施。实验表明:该微机器人的直线驱动器最大输出力为2.55N,机器人在能量传输范围内驱动电压稳定,满足系统运行要求。微机器人在离体猪结肠和小肠内运行均平稳、可靠。机器人摄像通信模块能够实时拍摄并传送出肠道内壁的图像。该研究为进一步实现人体全肠道无创诊疗奠定了基础。     

一种高精度非接触式位移传感器及其应用

介绍了一种新型的基于改进傅科聚焦探测法且自带衍射光栅计量系统的非接触式位移传感器.因为没有采用音圈电机而是采用压电陶瓷驱动器,所以这种自带衍射光栅计量系统的传感器具有更高的精度.在测量工件表面形貌时,压电陶瓷驱动器驱动聚焦物镜进行垂直位移,从而确保在每一个采样间隔中焦点总是落在工件表面上,同时使得聚焦误差信号回零.该非接触式位移传感器的分辨力为10nm.     

基于电流控制的压电陶瓷驱动器

为了解决电压控制型压电陶瓷驱动器驱动压电陶瓷时存在的迟滞、蠕变和带宽窄的问题,设计了基于电流控制的压电陶瓷驱动器,利用压电陶瓷致动器位移与其所带电荷量间的线性关系,该驱动器通过控制压电陶瓷的充电电流和时间控制其位移量．在此基础上,提出了以分辨率换取稳定性的动态保持控制方法,采用该电流型驱动器,实现了开环下对压电陶瓷致动器的稳定、快速、高精度定位．实验结果表明,该驱动器驱动行程为10μm的压电陶瓷时,满行程带宽大于1．5kHz,重复定位精度小于4nm（0．4％）．     

三关节式软体驱动器的设计及其弯曲性能分析

针对传统的刚性机器人在辅助人体康复训练时存在康复效率低、易造成人体二次损伤等问题,依据人体手指结构及其关节的运动范围,提出了一种由硅胶材料制成的三关节式软体驱动器。首先,根据 Yeoh 超弹性材料本构模型和虚功原理,在理想条件下建立了软体驱动器气囊的弯曲角度与输入气压之间的非线性数学关系,进而研究在一定气压下驱动器不同结构参数对其弯曲性能的影响;接着,通过有限元模型仿真得出了驱动器壁厚、底层厚度和腔室外直径对驱动器弯曲性能影响的显著性排序;最后,通过 3D 打印及模塑成型工艺,制作了三关节式软体驱动器,搭建了软体驱动器弯曲性能测试平台以测试其弯曲性能。结果表明：随着输入气压的增大,软体驱动器弯曲角度的理论计算结果与实验结果的相对误差逐渐减小,当气压高于20 kPa时,其最小相对误差为1.48%;当腔室内部气压为50 kPa时,软体驱动器输出力为0.45 N。可将软体驱动器应用于人机交互的辅助康复领域,后期有望应用于农业和生物医学领域。     

工件台移动直线性对掩模移动曝光的影响

针对工件台制造和装配过程中产生的移动直线性误差,建立了掩模沿曲线移动时曝光量与曲线和移动距离之间关系的数学模型.通过对实测工件台移动直线性误差规律的分析,确定了近似的移动曲线函数.利用MATLAB进行数值模拟的方法,分别模拟了沿理想直线移动、不同幅值和不同移动距离的曲线移动时,所获得元件的面形,并分析了面形误差的影响因素和"竹节"误差产生的原因.最后得出结论:通过控制移动距离为一倍的掩模图形重复周期,并减小工件台移动直线性误差,对控制元件的面形精度和"竹节"误差最为有利.     

能动薄镜面的有限元分析

介绍了我们采用有限元法对能动薄镜面进行计算分析的一些结果：（１）利用“Ａｌｇｏｒ Ｆｅａｓ”有限元软件系统建立了直径厚度比为６２．４：１薄镜面的有限元模型，并利用该模型进行了以下的工作；（２）计算了在重力作用下，不同驱动器支撑数量时薄镜自身的变形量；（３）计算了该镜面在不同的驱动器排布方式下拟合准Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式几个低阶象差时薄镜面的应力分布情况和薄镜对不同象差的拟合误差，并从得到的计算数据中     

应变反馈式压电陶瓷微位移驱动器的研制

介绍了采用应变片测量压电陶瓷微位移驱动器位移的原理和设计思想,介绍了实验装置的结构,给出了实验结果,证明将应变片直接粘贴在压电陶瓷基体表面测量其位移的方法是可行性的;通过对压电陶瓷滞回特性的测定,提出了建立压电陶瓷的控制模型的基本思路。     

X和Y均含误差时的直线拟合及其误差估计

等权独立测得(x_i,y_i),i=1,2,…,N。当x_i近于无误差时,则可应用常规的最小二乘法进行直线拟合和误差估计。当x_i和和y_i都含误差时,文〔2〕也给出了较为严格的计算结果和算例,但其误差估计尚无结果。本文着重讨论平均点法直线拟合及其误差估计方法。计算表明,平均点法对于x_i和y_i都含误差时的直线拟合及其误差估计是较为简单和方便的,也能满足于工程应用中进行较为严格计算的需要。一、拟合公式若成对测得数据(x_i,y_i) i=1,2,…,N,     

变频率条件下Galfenol驱动器参数辨识方法研究

利用线性压磁方程和欧拉-伯努利方程建立了基于Galfenol(Fe-Ga合金)驱动器的动力学模型,在变频率条件下,驱动磁场存在扩散效应,直接影响模型对于驱动器动态特性的预测。为解决普通梯度算法无法收敛的问题,提出了一种基于遗传算法的动力学模型参数辨识方法,无需满足持续激励条件,可对变频率条件下驱动器的压磁系数和阻尼系数进行辨识。计算结果表明,辨识算法收敛性好,经过7次迭代以后即可寻找到最优值。同时进行了对比实验,结果显示驱动频率低于220Hz时模型参数变化较小,更高驱动频率时模型参数发生较大的变化。利用该方法可以在变频率条件下准确掌握驱动器结构参数的变化,为Galfenol驱动器磁路的设计与控制提供理论指导。     

微梳齿驱动性能的耦合仿真研究

建立了考虑耦合作用的微梳齿驱动器仿真模型,研究了结构变化对梳齿的驱动性能的影响,并分析了结构基板及斜齿误差和偏移误差对结构驱动效果的影响。结果表明:基板造成的悬浮减小了驱动效果,驱动性能由于斜齿误差的存在而降低,偏移误差造成结构的横向不稳定。     

直线感应同步器消除接缝误差的方法

直线感应同步器的测量长度超过150mm时就需要接长。在高准确度接长中,接缝区的误差分为调整误差和接缝误差两项:调整误差通过调整可以消除到与接长标准器的分辨率一致;接缝误差则与调整无关。它取决于定尺两端面的导片质量及基板端面与导片的间隔。 一、直线感应同步器与接长 1.直线感应同步器。 直线感应同步器由定尺、滑尺及数显表组成闭环测量系统。定尺是连续绕组,滑尺是分段绕组,后者分别由S绕组和C绕组组成。如在S     

回转体测量机温度误差分析及补偿

针对温度对回转体测量机测量精度所产生的影响,结合ANSYS软件仿真及数学计算的方法研究了回转体测量机受温度影响产生的热变形及测量误差,分析了回转体测量机温度误差的主要表现形式.建立了一个以测量架在x方向上的平移和在z方向的倾斜为基础的误差补偿数学模型.采用双环法对测量机温度误差进行了补偿,进行了对比测量实验,实验中分别测量工件上下两个参考圆环的参数,再利用提出的数学补偿模型公式得出工件自身的误差结果,继而对测量结果进行补偿.实验数据显示:温度误差补偿模型合理有效,测量机的重复性误差从100μm以上下降为16μm左右,提出的温度误差补偿模型可以有效降低温度对测量机测量精度的影响,经过误差补偿后的测量机可适用于温度变化环境下的测量.     

数字光电跟踪系统定位时的自激振荡及其抑制

由于某些非线性的影响,数字光电跟踪系统定位精度大大降低,因此相应的非线性补偿方法研究势在,必行.本文以数字化光电跟踪系统为研究对象,首先进行了电视跟踪定位时影响定位精度的等效间隙非线性分析,给出了两种主要非线性的理论表达式,即量化非线性和光电探测器滞后非线性,然后采用描述函数法对实测定位自激振荡进行了定量分析,最后确定了双极工作模式的PWM功率驱动器.在实际的数字化光电跟踪系统定位实验研究中,定位误差的最大峰-峰值小于22.23",表明双极PWM驱动器的零位振颤特性,对数字控制系统的自激振荡起到了很好的抑制作用.