磁悬浮驱动式无油涡旋压缩机驱动力分析

为了解决无油涡旋压缩机的润滑问题,提出一种磁悬浮驱动式无油涡旋压缩机。基于涡旋压缩机的力学理论,充分考虑到无油涡旋压缩机工作时的实际状况,结合磁悬浮技术,设计出一种可以避免使用轴承和防自转装置的无油涡旋压缩机。通过数值计算软件对磁悬浮驱动式无油涡旋压缩机的动涡盘进行受力计算,详细分析了涡旋齿节距不同情况下动涡盘在不同转角下的受力;利用有限元分析软件对无油涡旋压缩机提供驱动力的E-I型电磁铁、U-I型电磁铁和U-U型电磁铁在不同气隙下的吸引力进行有限元仿真,并做了对比说明;最后把涡旋压缩机的受力与U-I型电磁铁的驱动力进行有效比较。结果表明:该新型涡旋压缩机在理论上是完全可以实现其正常工作,且有效避免了轴承与防自转装置的使用,同时还兼具了磁悬浮技术低磨损、无污染等特点。     

绳索驱动式变刚度关节柔顺控制与力补偿方法研究

机器人柔顺运动有助于提高机器人交互运动时的安全性与稳定性,越来越受到人们的重视。针对一种绳索驱动式具有主被动柔顺性的柔性机器人关节,提出一种适用于绳索驱动式变刚度关节的刚度与位置解耦控制方式,实现了关节位置控制的同时,又实现了关节柔顺性的统一。利用雅可比矩阵和模型间静力学关系,得到关节刚度模型,并通过优化方法对变刚度装置的力学模型和刚度模型构成的非线性方程组求解,实现变刚度关节刚度与位置的非线性解耦。在解耦控制基础上提出一种力矩观测方法,实现了关节力矩补偿,增强了关节位置控制能力;建立了绳索驱动式变刚度关节样机和控制系统,并通过仿真和实验分析的方式验证了所提柔顺控制方式的可行性和有效性。     

永磁悬浮非接触回转驱动系统

提出一种永磁悬浮非接触回转驱动系统,该系统由悬浮部分和非接触回转驱动两部分构成。悬浮部分采用运动控制方式,利用音圈电动机驱动永磁铁实现悬浮物竖直方向的稳定悬浮;回转驱动部分由直流伺服电动机驱动径向磁化永磁铁回转,形成变化磁场,非接触驱动悬浮物回转。本系统未在悬浮物中加入任何磁性材料,仅利用悬浮物表面剩余磁化点实现悬浮物的非接触回转驱动。介绍系统的悬浮与驱动原理,建立非接触驱动数学模型,并利用仿真与试验分析系统的回转驱动特性。分析结果表明：悬浮物的非接触回转驱动可以由伺服电动机驱动盘状永磁铁旋转来实现。铁球是否旋转与磁铁的数量无关;驱动磁铁的数量与系统的响应速度成正比,驱动磁铁的数量增多,输入速度和输出速度之间的线性度相对提高,旋转稳定。明晰本系统的非接触驱动特性,为隔离环境下铁磁性物品或零件的非接触操纵和姿态控制奠定了理论基础。     

纳米Ti02改性塑料的抗菌及分解内毒素特性研究

研究了纳米TiO2的制备、相结构及抑菌作用,含0.7%TiO2的纳米TiO2/PS复合材料的分解内毒素及抑菌作用.结果表明锐钛矿型纳米TiO2对常见的菌种具有良好的抑制作用.纳米TiO2/PS复合材料具有明显的分解细菌内毒素的作用和良好的抑菌效果;对内毒素的分解率可达90%以上,对常见细菌的杀菌率达到99%以上.     

基于蚁群算法的装配式建筑施工工序多目标优化模型

作为我国经济支柱产业,建筑业长期以来属于粗放型产业.由于粗放式管理,建筑施工阶段往往面临工期延长、成本超标等问题,并产生大量碳排放.为了有效解决这一问题,本文从装配式建筑施工过程出发,首先以叠合板构件安装过程为例详细梳理了施工工序以及每道工序的人工、材料以及机械或设备等资源的消耗类型.随后,结合多目标优化思想,构建了施...     

小型可对接采样器容差性设计与仿真分析

针对深空探测领域中微量采样的要求，设计了一种多功能小型可分离和对接机构。该机构主要由主动端和被动采样端组成，主动端换向轴的花键设计可在一定范围内通过滚动角度调整实现容差对接，最终通过波珠螺丝与键和采样接口锁紧，被动采样端涡盘和卡爪可实现采样前将整个采样结构提出和空管后回收锁紧的功能。动力学仿真表明，主动端结构能在最大位姿容差条件下实现与被动采样端的对接，且摩擦系数是影响对接效率的主要因素之一，主动端的碰撞过程接触力为弱碰撞对接，并得到不同位姿偏差对主动端接触力的影响。     

永磁游标电机虚拟矢量模型预测控制的研究北大核心

针对永磁游标电机(PMVM)模型预测控制策略中因备选电压矢量少和单个采样周期内电压矢量大小方向受限导致存在控制精度低和输出稳定性差的问题,在研究了传统模型预测控制原理的基础上提出了一种基于虚拟矢量的双矢量模型预测控制策略,该控制策略通过构建虚拟矢量的方法扩展了电压矢量有限集个数,在此基础上设计双矢量模型预测控制器,并对代价函数进行优化,提高了控制系统的稳定性和精确性,同时也减小了逆变器的损耗。最后在仿真软件中搭建控制系统模型进行对比仿真验证。结果表明,所提出的控制策略相比与传统模型预测控制策略有更好的动态稳定性和抗干扰性以及更高的控制精度。     

混合式变刚度磁弹簧力学特性研究北大核心

基于磁通叠加原理,提出一种混合式变刚度磁弹簧,具有刚度快速调节特性,可作为柔性机器人关节的弹性部件。在通入电流时,通过改变电流实现磁弹簧的刚度变化范围的调节;在未通入电流时,机构间只存在永磁磁通,在永磁力作用下可实现弹簧自复位。通过等效磁荷法、间隙磁导法和虚位移法推导出了磁弹簧的轴向磁力解析模型,基于有限元分析确定了线圈-永磁环的最优布置形式,并对机构参数进行了优化设计,使机构的输出刚度变化范围最大化。有限元仿真与模型计算共同表明,轴向磁力与刚度随着气隙变化呈先平缓后急剧增加的非线性关系;输出力和刚度与线圈电流近似线性关系;通过控制电流的大小和方向,可以控制混合式变刚度磁弹簧的刚度增减。     

磁力耦合式直线驱动装置的建模与优化

针对传统机械系统难以完成密封环境中的驱动任务，提出了一种非接触式磁力耦合直线驱动装置，分析了不同优化方案的磁力特性.采用等效磁路法分别建立了水平驱动力和法向干扰力的解析模型，通过有限元瞬态仿真和实验测量对理论计算模型的准确性进行验证，应用该解析模型对不同优化方案的磁力特性进行对比分析.结果表明，所建立的解析模型与实验结果的误差较小，采用径向磁化圆柱形永磁体的双轮驱动方案最大驱动力提高近2倍，并消除了法向干扰力，在一定负载工况下可实现高效运行.