过载下超声电机设计及预压力分析

由于超声电机的预压力易受外界干扰而发生变化,为其在受过载时预压力保持基本恒定,基于PMR40型超声电机,设计了一款开槽碟形弹簧(碟簧),作为缓冲件来改进电机结构,并建立了整机冲击动力学模型。在最高冲击加速度为1 000g～5 000g轴向过载下,碟簧对电机预压力的影响进行分析。结果表明:电机在受到最高加速度在1 000g以下时,碟簧对预压力维持作用非常明显,无碟簧和含碟簧结构电机预压力变化率分别为28.1%和10.0%;受冲击加速度在2 000g以上时,碟簧对电机预压力的维持能力有所下降,但其缓冲作用可降低预压力变化,从而使电机工作相对稳定。该研究对适用于过载下超声电机的设计具有指导意义。     

超声电机的预压力特性分析与优化

预压力是保证超声电机定转子摩擦驱动的关键因素,开展预压力特性分析及优化方法研究对于提升电机性能及使用寿命具有重要意义。本文通过仿真分析了预压力对接触角及驱动区占比的影响,实验测试了预压力变化时的速度波动规律,并绘制了在不同预压力和转矩下的速度与效率曲面;借助编码器与薄膜温度传感器获取了不同预压力条件下电机工作200 s的速度与定子界面温度的变化过程。综合上述分析结果,提出了一种面对不同应用场合的预压力优化准则,确定了预压力的理想工作区间。实验结果表明,伴随着预压力的增长,接触区与驱动区同步扩展,同时驱动区占比逐步减小,在一定程度上能减小速度波动,电机最大效率点逐渐向大转矩方向移动,且机械效率在某个预压力下存在最高值,而界面温升则呈现先增大、后减小再增大的趋势。根据所提出的优化准则确定出TRUM60A型超声电机预压力较为理想的工作区间为260~320 N,在该预压力范围内,超声电机既能较好地满足低速稳定、温升小的要求,又能使制动力矩和机械效率达到理想范围。     

超声电机快速响应装置的设计与分析

介绍了超声电机快速反应的演示装置,光电传感器检测黑白球,电感式接近开关限位控制,数字模拟混合电路驱动超声电机动作,快速分检出黑、白球,该装置演示超声电机的快速响应 及断电自锁性能,并可用于生产线上的产品识别与分捡等。     

超声电机接触界面的两种简化有限元模型

用ANSYS的三维点点接触单元,在刚性转子假设条件下,对旋转型行波超声电机接触界面的三维接触状态进行有限元分析。根据行波的特点,给出了时间域、空间域两种简化有限元模型。从有限元分析结果中得到了接触界面的动力输出特性,结果表明两种方法是一致的。空间域模型可以将预压力作为给定条件直接施加,这便于分析预压力对接触界面输出性能的影响;时间域模型则可用于分析接触界面的粘滑现象。空间域模型求解耗费的机时较少,更可以将此模型融入超声电机整机的优化设计。     

超声电机快速反应装置的控制时序分析和电路设计

对超声电机快速反应装置进行了控制时序分析和电机驱动电路设计。在该装置中黑、白球连续下,由光电检测装置快速感受黑、白球信号、并经驱动电路使超声电机快速动作,以便分检出黑、白球,该装置对超声电机的性能展示及其应用具有重要的意义。     

超声电机在磁悬浮飞轮锁紧装置中的应用

为了保护卫星发射阶段磁悬浮飞轮系统,设计了一种超声电机驱动的锁紧装置,实现了锁紧和解锁功能,达到保护飞轮的目的.锁紧装置包括机械结构部分和驱动控制部分.机械结构部分使用旋转型行波超声电机做驱动源,传动部分采用蜗轮蜗杆带动执行机构锁紧飞轮转子.驱动控制部分的核心为单片机和超声电机驱动电路,并进行了超声电机驱动的锁紧装置试验.试验表明:锁紧和解锁过程中电机的输入功率分别为7.6W和6.7W,电学输入参数稳定;在许用范围内电机温升4℃;锁紧装置可在沿飞轮径向产生171 N锁紧力.超声电机驱动的锁紧装置具有重量轻、占用空间小、简化了传动部分设计的优点,为磁悬浮飞轮系统的进一步小型化提供了可能.     

大力矩应力型纵扭复合超声电机

研究了一种双转子应力型纵扭复合型超声电机,对该电机进行了结构设计,提出了纵振压电陶瓷片全部放置在定子端面上的结构,同时深入分析了电机的工作机理。利用有限元分析软件ANSYS详细分析了影响定子1阶扭振模态和电机整体2阶纵振模态的结构参数,并提出了针对应力型纵扭复合超声电机的模态频率一致性的设计方法。对研制出的Φ20 mm双转子应力型纵扭复合超声电机样机进行了振动特性以及使用不同预压力弹簧时的负载特性实验研究,结果表明:电机的纵振特性与施加在转子上的预压力有关;使用非线性预压力弹簧时,电机输出负载特性较好,其中Φ20 mm样机的堵转力矩达到了1.28 N.m。     

超声电机用开槽碟簧的计算与设计方法

针对小型号超声电机定转子预压力加载需要,提出了基于圆锥壳体理论的开槽碟簧设计计算理论,并进行了试验验证。首先,从圆锥壳体理论出发,建立了开槽碟簧在简支条件下受轴向载荷的力学模型,并基于现代数值计算理论,得到了求解该力学模型的计算方法;其次,将计算结果与有限元结果以及传统公式结果进行对比分析,并设计试验进行了验证;最后,基于开槽碟簧准零刚度特性的参数敏感性分析试验结果,提出了开槽碟簧结构设计的方法。研究结果表明,基于圆锥壳体理论的开槽碟簧计算方法比有限元方法和传统公式具有更高的准确性,相对误差在±3.5%以内,开槽碟簧的最优高厚比范围在1.5～1.8之间。该结论可为小型号超声电机用开槽碟簧的设计提供参考。     

基于超声电机的主操作手装置设计

设计了使用连杆机构作为基本骨架结构的主操作手装置,由超声电机作为驱动器,能够测量手指关节弯曲角度,并能提供指尖力反馈。并且采用ADAMS仿真软件,仿真计算出人手指尖所需要额外承受的由主手自重带来的力的大小。同时验证主操作手机械设计的合理性与可行性。     

离心泵性能测试的自动化控制系统

介绍了一套离心泵性能测试装置及其控制系统，阐述了离心泵的流量、进出口压力、功率、转速、进出口调节阀的开度等检测和由PC微机处理储存控制及绘制成性能曲线的过程。     

微机在线电流检测仪

介绍一种无须断开电路串入电流表而检测电路电流的仪器 .该仪器使用微机智能检测并有记忆和硬拷贝功能 ,从而大大提高了精密电气设备的检测效率及质量     

电脑全自动手套机控制系统设计

介绍了电脑型全自动手套机的工作原理。以80C32单片机为核心,结合液晶显示电路、开关量输入输出电路、键盘矩阵电路、RS-485通信电路等,构建了控制器的硬件系统。讨论了软件系统实现的功能,分析了控制原理,并给出了软件程序框图。实际应用表明,本系统的设计方案合理可行,稳定可靠,具有较高的性价比和实用价值。     

基于单片机的多功能静电衰减测试仪

静电衰减时间常数是定量描述材料静电性能的重要物理量，可以通过测量静电电荷衰减时间达到测量静电的目的。在对现有静电测试方法以及各类静电衰减测试仪研究的基础上，基于单片机原理设计出多功能电荷衰减测试仪，它集充电法、电晕喷电法、摩擦法测试功能为一体，弥补了现有静电衰减测试仪功能单一的不足，利用单片机本身的定时计数功能得到精确的静电电荷衰减时间。     

基于单片机控制的键盘接口设计及其编程

介绍了一种基于单片机AT89C51控制的键盘输入系统，应用中断扫描和编程扫描两种不同的键盘工作方式实现了多功能键和多数字键的输入。并给出了系统的硬件电路图和软件流程图。此系统已在光纤光栅传感解调系统中得到很好的应用，实验证明，该系统电路结构简单，抗干扰能力强，且稳定性好，具有很好的实用价值。     

基于消息驱动的单片机程序设计

论述了基于消息驱动程序设计思想，并通过实例说明了这种思想的实现方法，实践表明，它能大大简化编程难度，合理利用系统资源，并且由于程序结构脉络清晰，维护和扩展非常方便。     

单片机高级语言程序设计与应用

以实例介绍用C语言编写应用程序的优点，并给出了具体程序。     

手柄杆零件的钻床夹具设计

零件加工前必须先正确装夹,批量大的零件或形状复杂无法直接装夹的零件,必须设计专用夹具。文中通过具体实例的典型设计方法,分析了零件装夹的定位原理和夹紧装置。通过对实例的论述,说明了夹具设计的基本思路,并能根据该实例,举一反三设计各种钻床夹具。     

连杆夹具的设计

利用合理夹具能提高生产效率，提高加工精度，减少废品，改善操作的劳动强度。     

万能渐开线齿形测量仪的智能化改造

主要介绍3201A型万能渐开线齿形测量仪的智能化改造,实现运用单片机进行数据采集和数据处理,并采用Matlab和VC++混合编写计算机程序软件对测量数据进行采集、处理、显示、分析与计算最终得到了有效的结果。