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气力式油雾器雾化性能影响因素试验研究

中南大学学报（自然科学版） 2018年第3期49卷 600-605页

作者：孙中圣沈政李小宁南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

针对气力式油雾器,设计气力式油雾器雾化性能测试系统。通过测量油雾器产生的油雾质量浓度,研究其在不同进出口压差、进口压力、油膜厚度以及油温条件下的雾化性能。研究结果表明:增大进出口压差可以显著提高气力式油雾器的油雾质量浓... 详细信息

针对气力式油雾器,设计气力式油雾器雾化性能测试系统。通过测量油雾器产生的油雾质量浓度,研究其在不同进出口压差、进口压力、油膜厚度以及油温条件下的雾化性能。研究结果表明:增大进出口压差可以显著提高气力式油雾器的油雾质量浓度和流量;在进出口压差一定时,进口压力升高会导致油雾质量浓度降低;油箱内油膜厚度亦会影响油液雾化效果,随着油膜厚度的减小,气流阻力减小,油雾质量浓度增大;在进出口压差和进口压力不变时,升高油温能够降低油液的黏度,有利于油液雾化。

关键词：油雾质量浓度压差进口压力油膜厚度油温

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污染物对热膜式气体流量传感器精度的影响

中南大学学报（自然科学版） 2020年第2期51卷 367-376页

作者：袁昌荣孙中圣李小宁南京理工大学机械工程学院

为了预测污染物对热膜式气体流量传感器精度的影响,研究传感器精度下降机理。首先,分析传感器测量原理,建立传感器电压输出理论数学模型,并基于绕流理论推导气体流经污染物后流速公式;然后,搭建污染物颗粒累积试验平台,进行长时间颗粒... 详细信息

为了预测污染物对热膜式气体流量传感器精度的影响,研究传感器精度下降机理。首先,分析传感器测量原理,建立传感器电压输出理论数学模型,并基于绕流理论推导气体流经污染物后流速公式;然后,搭建污染物颗粒累积试验平台,进行长时间颗粒累积试验,验证理论模型合理性。研究结果表明:传感器的输出电压与所测气体流速、基底隔膜厚度以及导热系数有关;气体流速下降幅度随污染物高度增加而增大,随污染物与加热电阻中心距离增加而减小;污染物颗粒主要围绕热膜电阻周边呈“U”型分布,热膜电阻上方基本无累积,说明传感器精度下降主要是由热膜电阻前端累积的污染物改变气流流速所致;传感器电压输出理论计算值和试验测量值相吻合,证实了理论模型的合理性。

关键词：热膜式气体流量传感器芯片污染累积厚度精度

基于加箍型柔性气动驱动器的可穿戴式手部康复手套设计（英文）

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Journal of Central South University 2019年第1期26卷 106-119页

作者：孙中圣郭钟华唐威 School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science and Technology State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control Zhejiang University

传统的手部康复手套通常以电机作为驱动器,具有体积大,笨重和柔顺性差的缺点。近年来,柔性气动驱动器由于其内在的柔顺性、灵活和安全等优点,被认为相对于传统的电机驱动更适合用于手部医疗康复。为了设计一个满足手部康复需求的可穿戴... 详细信息

传统的手部康复手套通常以电机作为驱动器,具有体积大,笨重和柔顺性差的缺点。近年来,柔性气动驱动器由于其内在的柔顺性、灵活和安全等优点,被认为相对于传统的电机驱动更适合用于手部医疗康复。为了设计一个满足手部康复需求的可穿戴式康复手套,提出了一种加箍型的柔性气动驱动器。基于有限元分析方法,通过分析截面形状和几何尺寸参数对于驱动器弯曲性能的影响得到驱动器优选的结构形状和结构参数。在驱动器制作和初步测试基础上,制作改进型的加箍柔性气动驱动器。为更快的分析驱动器在充气时弯曲角度的响应,建立加箍型驱动器的数学模型;并且为了验证有限元分析、数学模型和实验结果之间的一致性以及加箍型柔性驱动器的性能提高,对驱动器进行一系列的弯曲角度和输出力的性能测试实验。此外,对设计的基于加箍型柔性驱动器的可穿戴式手部康复手套进行输出力的测试和实际佩戴体验。当压力为200 kPa时,康复手套能够输出2.5～3 N的力。研究结果表明设计的基于加箍型柔性驱动器的可穿戴式手部康复手套能够满足手部康复的需求并具有很好的应用前景。

关键词：气动柔性驱动器加箍型手部康复

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基于气动喷嘴的线面触觉再现分析与实验

中国机械工程 2009年第9期20卷 1082-1086页

作者：孙中圣滕燕包钢李小宁南京理工大学南京210094 哈尔滨工业大学哈尔滨150001

针对气动喷嘴阵列喷气再现线面触觉问题,建立手指皮肤和喷嘴的流固耦合有限元模型。提出均布系数的概念表征线面载荷的均匀性和连续性。分析喷嘴直径、喷嘴间距和入口压力对线触觉的影响,确定气动喷嘴的设计标准。通过实验确定了能够再... 详细信息

针对气动喷嘴阵列喷气再现线面触觉问题,建立手指皮肤和喷嘴的流固耦合有限元模型。提出均布系数的概念表征线面载荷的均匀性和连续性。分析喷嘴直径、喷嘴间距和入口压力对线触觉的影响,确定气动喷嘴的设计标准。通过实验确定了能够再现逼真线面触觉的入口压力,并验证了分析得出的结论,为气动触觉广泛应用于虚拟装配、遥操作等领域打下良好的基础。

关键词：虚拟现实气动线面触觉均布系数

基于积分鲁棒控制策略的气动柔性驱动器轨迹跟踪研究

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机械制造与自动化 2023年第3期52卷 193-196,214页

作者：李沛彦孙中圣南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

软体机器人由于其固有的轻量性和柔顺性,在各个领域受到越来越多的关注,具有广阔的应用前景。另一方面,它具有复杂的结构和非线性特性,给系统建模和控制器设计带来了困难。综合比例阀模型和柔性驱动器的辨识模型,得出总体系统控制模型,... 详细信息

软体机器人由于其固有的轻量性和柔顺性,在各个领域受到越来越多的关注,具有广阔的应用前景。另一方面,它具有复杂的结构和非线性特性,给系统建模和控制器设计带来了困难。综合比例阀模型和柔性驱动器的辨识模型,得出总体系统控制模型,设计可实现高精度跟踪的积分鲁棒控制器。通过对柔性驱动器进行轨迹跟踪的对比实验,验证了模型和控制策略的有效性。

关键词：柔性驱动器气动技术基于积分鲁棒控制系统辨识

基于气动人工肌肉力反馈数据手套的柔性物体力觉再现

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南京理工大学学报 2009年第6期33卷 713-716页

作者：孙中圣包钢李小宁南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150008

为了模拟抓取虚拟环境中柔性物体的力觉感知,该文对以气动人工肌肉作为驱动器的外骨架力反馈数据手套进行了研究。利用气动人工肌肉的等压特性,建立了柔性物体模拟的数学模型,通过改变气动人工肌肉的充气压力改变其刚度系数,实现对不同... 详细信息

为了模拟抓取虚拟环境中柔性物体的力觉感知,该文对以气动人工肌肉作为驱动器的外骨架力反馈数据手套进行了研究。利用气动人工肌肉的等压特性,建立了柔性物体模拟的数学模型,通过改变气动人工肌肉的充气压力改变其刚度系数,实现对不同柔性物体的模拟。实验结果表明:在相同的手指弯曲角度下,手指的受力随着气动人工肌肉充气压力的增大而增大,因而能够模拟抓取虚拟环境中柔性物体的力觉感知。

关键词：虚拟现实气动力反馈数据手套柔性物体

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真空物料输送系统能耗对比研究

机械制造与自动化 2022年第2期51卷 16-18,33页

作者：刘振伟孙中圣南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

真空泵和康达效应式真空发生器均可作为真空物料输送系统的气源机械,目前两种系统间并没有明确的选用指标,而合理选型有利于降低系统能耗。针对这一问题,分别基于真空泵和康达效应式真空发生器搭建了实验平台,分别以聚丙烯颗粒、石英砂... 详细信息

真空泵和康达效应式真空发生器均可作为真空物料输送系统的气源机械,目前两种系统间并没有明确的选用指标,而合理选型有利于降低系统能耗。针对这一问题,分别基于真空泵和康达效应式真空发生器搭建了实验平台,分别以聚丙烯颗粒、石英砂、蛭石粉末为输送材料,进行不同工况下的实验研究,得到两种系统的能耗变化规律。在实验基础上,对两种系统的功率特性进行分析,推导出两种系统选用的能耗判据。

关键词：真空输送真空泵康达效应式真空发生器能耗

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力反馈数据手套的角度测量

哈尔滨工业大学学报 2008年第1期40卷 69-72页

作者：孙中圣包钢李军王祖温哈尔滨工业大学气动技术中心哈尔滨150001

为解决力反馈数据手套手指弯曲角度测量精度低的问题,研制一种面向虚拟制造和装配,以气动人工肌肉作为驱动器的力反馈式数据手套.介绍力反馈数据手套的整体结构,基于平面四连杆运动的确定性原理,建立手指关节弯曲角度的测量模型.采用非... 详细信息

为解决力反馈数据手套手指弯曲角度测量精度低的问题,研制一种面向虚拟制造和装配,以气动人工肌肉作为驱动器的力反馈式数据手套.介绍力反馈数据手套的整体结构,基于平面四连杆运动的确定性原理,建立手指关节弯曲角度的测量模型.采用非接触测量物体位置的方法进行角度测量.介绍磁阻传感器的测量原理及误差校正方法.以食指PIP关节为例测量关节的弯曲角度,实验结果表明,测量精度为1.6%,满足数据手套的应用要求.本研究为建立人工肌肉驱动模型,使力反馈数据手套真正应用到虚拟制造及装配打下了理论基础.

关键词：数据手套磁阻传感器力反馈气动人工肌肉

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气动多点载荷下手指触觉动态感知机理

南京理工大学学报 2014年第1期38卷 94-99页

作者：孙中圣寇良朋李小宁南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为再现物体的纹理和滑动等触觉信息,针对气动喷嘴式触觉接口设备对手指在多点动态压力载荷作用下的力学响应和触觉感知机理进行了研究。建立了三维非线性手指和多喷嘴有限元模型,运用流固耦合方法计算手指变形以及应变能密度的时间和空... 详细信息

为再现物体的纹理和滑动等触觉信息,针对气动喷嘴式触觉接口设备对手指在多点动态压力载荷作用下的力学响应和触觉感知机理进行了研究。建立了三维非线性手指和多喷嘴有限元模型,运用流固耦合方法计算手指变形以及应变能密度的时间和空间历程响应,分析了动态载荷、手指力学响应和触觉感知之间的内在联系,得到了当正弦压力频率、幅值改变时手指变形动态变化的规律。该文研究结果为触觉的动态感知再现提供理论依据,可直接应用于气动喷嘴触觉接口的设计。

关键词：气动触觉感知动态载荷手指变形