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超声马达定子齿运动模型的建立

声学学报 2000年第1期25卷 78-83页

作者：褚祥诚陈在礼陈维山龙柏林哈尔滨工业大学机电学院哈尔滨150006

超声波马达作为一种新型的小马力电机已引起科研人员的极大关注．本文中，作者利用解析法建立了行波型超声波马达定于齿的运动学模型，这对进一步研究转子与定子间的接触模型是至关重要的．同时，我们采用有限元法研究了马达在各阶振动... 详细信息

超声波马达作为一种新型的小马力电机已引起科研人员的极大关注．本文中，作者利用解析法建立了行波型超声波马达定于齿的运动学模型，这对进一步研究转子与定子间的接触模型是至关重要的．同时，我们采用有限元法研究了马达在各阶振动模式下接触点位移、马达共振频率与齿高的变化规律，发现齿高在从３ｍｍ到９ｍｍ的区间变化时，对接触点圆周方向的位移影响较大，特别是在高阶（９，０）振动模式下，而径向位移在齿高６ｍｍ左右时基本趋于饱和。我们依据齿的运动数学模型研制出一种新型的三维接触式超声波马达．

关键词：超声波马达定子齿运动模型

柔性丝线与下游圆柱相互作用的二维数值模拟研究

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工程力学 2015年第12期32卷 40-48页

作者：周凯陈维山哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

基于格子Boltzmann方法和沉浸边界法,首先对柔性丝线在均匀来流中的周期性摆动和圆柱绕流进行了二维数值模拟,并将模拟结果已有研究成果进行了对比分析。为提高计算效率和计算精度,采用了多块网格耦合算法,并在圆柱曲边界处采用了较为... 详细信息

基于格子Boltzmann方法和沉浸边界法,首先对柔性丝线在均匀来流中的周期性摆动和圆柱绕流进行了二维数值模拟,并将模拟结果已有研究成果进行了对比分析。为提高计算效率和计算精度,采用了多块网格耦合算法,并在圆柱曲边界处采用了较为精确的边界处理方法。通过分析柔性丝线的升阻力系数和末端位移,研究了丝线与下游圆柱间距对丝线摆动和尾流特征的影响,并讨论了雷诺数和柔性丝线质量比对结果的影响。通过数值模拟结果得出:下游刚体的存在对柔性丝线有明显的减阻效果;在一定的参数范围内,由于粘滞作用和涡的相互作用,丝线末端的摆动幅值随间距增大相继出现了减小和变大的现象;雷诺数的增大可以增强丝线运动,而丝线质量比起到了不稳定作用。

关键词：多块格子Boltzmann方法沉浸边界法流场特征耦合运动柔性丝线

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仿生机器鱼的运动学参数及实验研究

中国机械工程 2002年第16期13卷 1354-1357页

作者：刘军考陈维山陈在礼哈尔滨工业大学哈尔滨市150001 哈尔滨工业大学机械电子工程教研室

研究了尾鳍运动参数对推进速度的影响 ,进行了 2关节仿生机器鱼与单关节尾鳍摆动式水下推进器的对比实验 ,给出了实验结果。实验结果表明 2关节仿生机器鱼比单关节尾鳍摆动式水下推进器在相同实验条件下具有更高的推进速度。该仿生机器... 详细信息

研究了尾鳍运动参数对推进速度的影响 ,进行了 2关节仿生机器鱼与单关节尾鳍摆动式水下推进器的对比实验 ,给出了实验结果。实验结果表明 2关节仿生机器鱼比单关节尾鳍摆动式水下推进器在相同实验条件下具有更高的推进速度。该仿生机器鱼可以实现对水下运动装置的推进 ,并且具有噪声低。

关键词：仿生机器鱼运动学参数尾鳍水下推进器实验研究

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弹簧刚度对被动步行的稳定性影响

力学学报 2010年第3期42卷 541-547页

作者：倪修华陈维山刘军考石胜君哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001

由人类步行的生物力学研究得到启发,在被动双足步行机器人的髋关节处引入了扭簧,并通过仿真和试验研究了弹簧刚度对被动步行稳定性的影响.在仿真中,用胞映射方法计算被动步行机器人的吸引盆,并用吸引盆来衡量机器人的稳定性,研究了弹簧... 详细信息

由人类步行的生物力学研究得到启发,在被动双足步行机器人的髋关节处引入了扭簧,并通过仿真和试验研究了弹簧刚度对被动步行稳定性的影响.在仿真中,用胞映射方法计算被动步行机器人的吸引盆,并用吸引盆来衡量机器人的稳定性,研究了弹簧刚度对被动步行吸引盆大小的影响.仿真结果表明,吸引盆随着弹簧刚度的增大而增大.在试验中,使机器人在各弹簧刚度参数下沿斜坡向下行走100次,记录下行走到头的次数作为稳定性的度量.试验结果表明,存在一个大小适中的弹簧刚度使机器人稳定性最大.对弹簧提高机器人稳定性的原因进行了分析,对造成仿真与试验之间差异的原因进行了分析.

关键词：被动步行稳定性吸引盆弹簧生物力学

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大推力推挽纵振弯纵复合直线超声电机

中国电机工程学报 2010年第9期30卷 55-61页

作者：石胜君陈维山刘军考谢涛哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江省哈尔滨市150001

提出一种大功率夹心式纵弯复合直线超声电机。电机定子主体结构由2个小端相连的指数形变幅杆组成,并在连接处设有驱动足。纵弯振动叠加并在驱动足处产生具有驱动作用的椭圆轨迹。在经典变幅杆理论和变幅杆弯振的传递矩阵分析法的基础上... 详细信息

提出一种大功率夹心式纵弯复合直线超声电机。电机定子主体结构由2个小端相连的指数形变幅杆组成,并在连接处设有驱动足。纵弯振动叠加并在驱动足处产生具有驱动作用的椭圆轨迹。在经典变幅杆理论和变幅杆弯振的传递矩阵分析法的基础上,利用有限差分法,分析各结构参数变化对纵弯谐振频率变化的灵敏度,选取敏感度最大的参数作为设计变量,将电机的纵弯频率简并至27.476kHz。有限元仿真和阻抗特性测试结果与理论计算结果吻合。讨论分析了纵弯振动间的耦合作用并提出带耦合环节的等效电路模型拓扑结构,并利用单相驱动实验验证模型的正确性。电机样机的最大速度为1280mm/s,最大推力为45N。

关键词：超声电机灵敏度分析有限元法耦合效应

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压电俘能技术研究现状综述

振动与冲击 2009年第10期28卷 36-42页

作者：袁江波谢涛单小彪陈维山哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

随着微电子、无线网络和MEMS等低耗能产品的应用日益广泛,以化学电池为其主要供能方式存在着诸多弊端,而压电俘能器具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现机构的微小化、集成化等诸多优点,且能满足此类低耗能产品的供能... 详细信息

随着微电子、无线网络和MEMS等低耗能产品的应用日益广泛,以化学电池为其主要供能方式存在着诸多弊端,而压电俘能器具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现机构的微小化、集成化等诸多优点,且能满足此类低耗能产品的供能需求而备受关注。综述了压电俘能技术的国内外研究现状。围绕提高压电俘能效率,从压电振子构成形式、能量存储电路和能量存储元件等方面进行了系统的介绍,并对压电俘能技术的发展方向进行了预测。压电俘能技术可应用于导弹引信,海啸预警、桥梁安全监测、石油输油管道监测等重要领域的安全检测装置的自供能系统中,同时也可为无线网络、嵌入式系统和MEMS等低耗能产品的实现无线供能,展现出了压电俘能技术的良好应用前景。

关键词：压电俘能器俘能效率自供能

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超声波马达在美国的发展

压电与声光 1999年第1期21卷 37-40页

作者：褚祥诚陈维山陈在礼哈尔滨工业大学机电学院

基于参考文献和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络查询，提出超声波马达在美国的最新研究与主要方向。研究包括：微型超声波马达、具有新颖结构的压电驱动器、超声波马达的使用寿命、超声波马达在太空环境中的应用研究等，这些方面已引起学者们的极... 详细信息

基于参考文献和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络查询，提出超声波马达在美国的最新研究与主要方向。研究包括：微型超声波马达、具有新颖结构的压电驱动器、超声波马达的使用寿命、超声波马达在太空环境中的应用研究等，这些方面已引起学者们的极大关注。这些重要的研究跨及航天、海洋、军事和民用领域。

关键词：超声波马达压电驱动器微操纵器固态驱动器

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悬臂梁单晶压电振子发电的理论建模与仿真

浙江大学学报（工学版） 2010年第3期44卷 528-532页

作者：单小彪袁江波谢涛陈维山哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了解决电池为低功耗电子产品供能存在的诸多问题,对悬臂梁单晶压电振子的发电能力进行了研究.根据压电理论和热平衡原理,建立悬臂型单晶压电振子发电能力的数学模型,并对金属基板材料、基板厚度与压电片厚度对压电梁发电能力的影响进... 详细信息

为了解决电池为低功耗电子产品供能存在的诸多问题,对悬臂梁单晶压电振子的发电能力进行了研究.根据压电理论和热平衡原理,建立悬臂型单晶压电振子发电能力的数学模型,并对金属基板材料、基板厚度与压电片厚度对压电梁发电能力的影响进行了数值模拟与有限元仿真分析.研究结果表明,建立的数学模型与有限元仿真分析结果一致,压电片与基板材料存在一个最佳厚度比使得压电振子的输出电压达到最优,且最佳厚度比随着基板材料弹性模量的增大而增大,当基板材料分别为铝、磷青铜、多晶硅和钢时,单晶压电振子所对应的最佳厚度比分别为0.4、0.5、0.55和0.65,最后对以磷青铜为基板材料的压电振子进行了实验测试.实验结果表明,当压电片与基板厚度比为0.5时,压电振子输出功率最大,验证了理论分析的正确性.

关键词：单晶压电振子发电能力有限元分析

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新型超声换能器式直线驻波马达的研究

压电与声光 2004年第1期26卷 24-26,30页

作者：陈维山张帆刘军考哈尔滨工业大学机电学院哈尔滨150001

提出了一种新型直线驻波马达,介绍了其原理和设计过程,研究了设计不规则形状换能器的有限元方法。该马达的结构简单,运行稳定,响应迅速。实验表明,理论设计和实际情况符合良好。

关键词：超声马达压电换能器直线驱动器