检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

二自由度大行程无耦合压电粘滑定位平台

光学精密工程 2024年第1期32卷 62-72页

作者：吴彤杨依领吴高华崔玉国魏燕定宁波大学机械工程与力学学院浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315211 浙江大学机械工程学院浙江省先进制造技术重点实验室浙江杭州310027

针对微操作与微装配任务对多维大范围精密定位运动的需求,采用粘滑驱动原理并结合压电柔顺机构设计二自由度、大行程、无耦合并联定位平台。利用桥式机构对内置压电驱动器进行位移放大,并与复合解耦结构配合构成二维柔顺驱动机构。交叉... 详细信息

针对微操作与微装配任务对多维大范围精密定位运动的需求,采用粘滑驱动原理并结合压电柔顺机构设计二自由度、大行程、无耦合并联定位平台。利用桥式机构对内置压电驱动器进行位移放大,并与复合解耦结构配合构成二维柔顺驱动机构。交叉滚柱导轨则连接移动台与驱动机构,并通过预紧螺钉调整接触摩擦力,进而获得良好的粘滑运动特性。采用有限元法建立定位平台的静力学模型,并对位移放大倍数、应力和固有频率进行仿真分析。最后,搭建实验测试系统验证定位平台的输出性能。实验结果表明:在扫描驱动模式下,驱动电压为150 V时,平台x和y向的输出位移分别为63.84μm和62.61μm,耦合比为0.52%和0.59%,分辨率为6.5 nm和7.2 nm;在步进驱动模式下,驱动电压为120 V时,平台在x和y向的单步位移分别为47.31μm和47.20μm,耦合比为0.69%和0.73%,x正向、x反向、y正向和y反向的运动分辨率分别为0.49,0.47,0.47和0.42μm,最大垂直负载为50 N,设计的压电粘滑定位平台满足所需性能要求。

关键词：压电驱动桥式机构粘滑运动定位平台

水下大振幅压电纤维致动柔性结构的非线性流体动力特性及实验

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动工程学报 2024年第3期37卷 365-373页

作者：杨浙栋娄军强陈特欢崔玉国魏燕定李国平宁波大学机械工程与力学学院浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315211 浙江大学机械工程学院浙江省先进制造技术重点研究实验室浙江杭州310027

水下智能材料驱动柔性结构在机器鱼、水下航行器及精密医疗等领域具有广阔应用前景。本文研究了水下大振幅压电纤维(Macro Fiber Composite,MFC)致动柔性结构的非线性流体动力特性,建立了流固耦合振动模型,并进行了实验验证。通过参数... 详细信息

水下智能材料驱动柔性结构在机器鱼、水下航行器及精密医疗等领域具有广阔应用前景。本文研究了水下大振幅压电纤维(Macro Fiber Composite,MFC)致动柔性结构的非线性流体动力特性,建立了流固耦合振动模型,并进行了实验验证。通过参数化的二维CFD分析了不同特征振动频率及振幅下柔性结构周围流场的分布演化规律,发现随着柔性结构特征振幅增大,其周围流场逐渐出现了涡旋脱落及对流现象,且流体阻尼效应的非线性随之增强。提出了由特征振动频率和振幅共同确定的非线性修正流体动力函数解析表达式,分析结果表明:在小振幅情况下,修正流体动力函数虚部也就是流体阻尼效应随着特征振动频率的增大而减小;而当特征振幅增大到一定值后,流体阻尼效应随着特征振动频率的增大却呈现出先减小后增大的变化规律,具有强烈的非线性特性。开展了水下MFC致动柔性结构振动特性验证实验,证实柔性结构在MFC主动激励下的实测幅频、相频特性与理论预测结果基本一致,验证了所提修正流体动力函数表达式及流固耦合振动模型的有效性。

关键词：非线性流体动力学流体动力函数流固耦合振动水下柔性结构压电纤维

气相中火花放电辅助的微纳材料静电分散和定向

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高电压技术 2024年第9期50卷 4240-4251页

作者：田宇李树然朱伟东闫克平柯映林浙江大学机械工程学院流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310027 浙江大学机械工程学院浙江省先进制造技术重点实验室杭州310027 浙江大学化学与生物工程学院杭州310027

目前各种新型微纳材料不断涌现,性能超群,但其应用却远未达到预期。其关键原因是大表面积、高表面能和高活性造成的团聚,使其失去了原有的特性。研究人员对开发微纳材料的热情远远超过研究分散技术,而后者却是其工业应用的关键。为此提... 详细信息

目前各种新型微纳材料不断涌现,性能超群,但其应用却远未达到预期。其关键原因是大表面积、高表面能和高活性造成的团聚,使其失去了原有的特性。研究人员对开发微纳材料的热情远远超过研究分散技术,而后者却是其工业应用的关键。为此提出一种在气相中实现快速且完全分散的通用方法,发现尽管微纳材料具有紧密的聚合结构,但在火花放电和静电场的协同作用下可以逐步剥落和分离。通过实验确定了适合于分散的火花放电形式及诱导方法,通过设计实验明晰了放电电流感生磁场对分散的影响;建立了具有长宽比的微纳材料在电场中的运动方程,并阐明了火花耦合电场诱导分散的原理;还演示了输送、转移等多种附加功能,以简单的过程、可靠的结果、广泛的适用性和可设计性,为连续在线生产和材料制造提供了巨大的应用潜力。

关键词：微纳材料聚集体火花放电静电操纵分散和定向连续在线生产

同方期刊数据库

超声谐振式盲文点显胞元的挤压膜建模及实验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动工程学报 2024年第2期37卷 218-225页

作者：赵琪啸李国平韩凯项四通魏燕定娄军强宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙江大学浙江省先进制造技术重点研究实验室浙江杭州310027

目前传统的盲文书籍已经难以满足盲人的阅读需求,本文基于超声振动产生的挤压膜提出了一种超声谐振式盲文点显胞元。理论推导了决定挤压膜气动力学特性的Reynolds方程,利用挤压膜的“活塞效应”得到了输出托浮力的力学模型及近似解,利... 详细信息

目前传统的盲文书籍已经难以满足盲人的阅读需求,本文基于超声振动产生的挤压膜提出了一种超声谐振式盲文点显胞元。理论推导了决定挤压膜气动力学特性的Reynolds方程,利用挤压膜的“活塞效应”得到了输出托浮力的力学模型及近似解,利用搭建的实验平台开展了盲文点显胞元的振动特性测试和输出性能测试。结果表明:该盲文点显胞元的谐振频率为30.8 kHz,激励电压峰峰值在130~200 Vpp时,可以形成稳定且具备一定托浮能力的挤压膜。理论计算值与实验实测数据基本吻合,实验中三种不同质量的试样可被托起13.92~47.71μm的高度,盲文点显胞元具备足够的输出性能。

关键词：超声振动盲文点显压电作动器挤压膜效应

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于无线倾角传感器的活动翼面偏转测试

浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 635-645页

作者：张沛奇刘博锋崔明琦胡铮王青浙江大学机械工程学院浙江省先进制造技术重点实验室浙江杭州310027 西安飞机工业(集团)有限责任公司陕西西安710089

为了解决传统活动翼面偏转测试中传感器安装平行度要求高、线缆长、人工操作复杂繁琐等问题,提高空间角度测量准确性和现场测试效率,在分析倾角传感器底层测量原理的基础上,综合考虑飞机测试现场系统误差,参考已有的空间角度测量模型,... 详细信息

为了解决传统活动翼面偏转测试中传感器安装平行度要求高、线缆长、人工操作复杂繁琐等问题,提高空间角度测量准确性和现场测试效率,在分析倾角传感器底层测量原理的基础上,综合考虑飞机测试现场系统误差,参考已有的空间角度测量模型,对双测量轴空间旋转模型进行推导和改进.得到适用于机翼活动翼面绕水平轴偏转情况下的空间角度测量误差模型,提出适用于活动翼面偏转测试需求的倾角传感器校准方法.以该模型和校准方法为基础设计实现基于无线倾角传感器的大型飞机活动翼面偏转测试系统.实验平台旋转角度精度测试和活动翼面现场测试的结果表明,相对于现有方法,该校准方法能够获得更大有效测量量程以满足实际工况需求,提升角度校准精度,并显著提升测试效率.

关键词：活动翼面角度测量倾角传感器校准算法偏转测试

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

二自由度并联压电粘滑定位平台

机械工程学报 2024年第11期60卷 250-258页

作者：许锰杨依领吴高华崔玉国魏燕定宁波大学浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室宁波315211 浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室杭州310027

针对粘滑运动的周期性循环应力易导致柔顺机构疲劳问题,设计低应力、高分辨率和无耦合的二自由度宏行程定位平台。采用双圆弧仿生柔性铰链设计柔顺驱动单元,减小应力并提高结构刚度。然后,结合压电粘滑驱动与正交导向机构,实现平台的高... 详细信息

针对粘滑运动的周期性循环应力易导致柔顺机构疲劳问题,设计低应力、高分辨率和无耦合的二自由度宏行程定位平台。采用双圆弧仿生柔性铰链设计柔顺驱动单元,减小应力并提高结构刚度。然后,结合压电粘滑驱动与正交导向机构,实现平台的高分辨率、大行程二维并联解耦运动。之后,采用有限元法和伪刚体模型对定位平台进行静力学与动力学分析,并通过Ansys Workbench软件对平台应力、频率和单步位移等进行仿真。最后,搭建实验平台并进行性能测试。实验结果表明:平台最大速度为9.03 mm/s,x和y向位移耦合率为0.89%和0.92%,分辨率为10 nm和11 nm,最大水平与垂直承载能力分别为1.4 N和40 N。实验结果验证了结构设计及理论模型的有效性。

关键词：压电驱动粘滑运动低应力柔顺机构二自由度

可用于微创手术的毫米级微小并联机器人的设计、制造及实现

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

机械工程学报 2024年第17期 147-155页

作者：田波娄军强沈家旭柳丽陈特欢李国平魏燕定宁波大学机械工程与力学学院浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室

压电驱动的并联机构具有精度高、刚度大及动态特性好的优点，可实现结构小型化，在微创手术操作领域具有广阔应用前景。提出了一种可用于微创手术的毫米级压电驱动并联机器人。所设计微小机器人由两片压电双晶片驱动，通过设计仿蜻蜓扑... 详细信息

压电驱动的并联机构具有精度高、刚度大及动态特性好的优点，可实现结构小型化，在微创手术操作领域具有广阔应用前景。提出了一种可用于微创手术的毫米级压电驱动并联机器人。所设计微小机器人由两片压电双晶片驱动，通过设计仿蜻蜓扑翼四杆放大机构将致动器的微小驱动位移转化为末端基臂杆的大范围转动，引入平行四杆机构提高机器人的运动刚度和稳定性。建立了机器人速度雅可比矩阵，通过分析灵巧度和全域性能等运动传递指标对机器人杆件尺寸进行优化。提出基于智能复合微结构的激光微加工和多层复合层压工艺，实现了微小机器人从复杂三维空间多杆件结构到多层材料平面加工、层压、释放及装配的一体化制造。微小机器人整体尺寸为21 mm×26 mm×5.6 mm，质量为3.05 g(包含压电双晶片)。搭建实验平台开环测试了微小机器人在重复跟踪水平直线、竖直直线、圆及正弦轨迹下的运动性能。在55 V电压激励下，实测机器人在开环重复跟踪水平和竖直直线的运动行程、相对误差、准确度均方根误差和重复度均方根误差分别为2.12 mm,0.93%,19.7μm±0.5μm,8.5μm±0.4μm和2.01 mm,0.52%,10.5μm±0.4μm,4.9μm±0.2μm。实验证实了所设计微小并联机器人具有良好的轨迹跟踪精度和重复定位精度。

关键词：仿生放大机构层压工艺智能复合微结构并联机构压电致动器

微细金属Z-pin对复合材料开孔板压缩性能的影响

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

浙江大学学报（工学版） 2024年第1期58卷 197-206页

作者：宋小文杜嘉成费少华丁会明王金良高宇浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室浙江杭州310027 浙江大学工程师学院浙江杭州310015 东海实验室浙江舟山316021

通过开孔板压缩试验和建立的参数化多尺度有限元模型,获得微细(φ0.11 mm)金属Z-pin植入体积分数和排布方式对开孔板压缩力学性能和失效行为的影响规律.采用离散实体单元代表Z-pin,选用3D Hashin失效准则判断面内起始损伤,可以有效地模... 详细信息

通过开孔板压缩试验和建立的参数化多尺度有限元模型,获得微细(φ0.11 mm)金属Z-pin植入体积分数和排布方式对开孔板压缩力学性能和失效行为的影响规律.采用离散实体单元代表Z-pin,选用3D Hashin失效准则判断面内起始损伤,可以有效地模拟结构失效过程中扭结现象的不稳定扩展.结果表明,所有加Z-pin开孔板的压缩强度均低于无Z-pin试样.随着Z-pin植入体积分数的增加,Z-pin与层合板之间的桥联作用增强,加Z-pin开孔层合板压缩强度增加,开孔周围分层损伤区域受到抑制,损伤区域面积最高减小了67%.在相同的体积分数下,Z-pin排布变化对开孔板压缩强度没有显著影响.加Z-pin开孔板有限元模型的模拟结果与试验结果之间的最大相对误差为8.6%.

关键词： Z-pin 复合材料参数化建模渐进损伤开孔层合板

柔性压电宏纤维致动器的偏置迟滞建模及前馈线性化控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动工程学报 2024年

作者：沈佳乐娄军强柳丽李国平陈海荣魏燕定宁波大学机械工程与力学学院浙江大学浙江省先进制造技术重点研究实验室

柔性压电宏纤维（Macro Fiber Composite, MFC）具有柔性好且驱动精度高等优点，在仿生驱动控制领域应用广泛，但是MFC固有的偏置迟滞和复合多相特性对其致动精度及控制带来不利影响。建立了由多项式和Prandtl-Ishlinskii (PI)模型级联... 详细信息

柔性压电宏纤维（Macro Fiber Composite, MFC）具有柔性好且驱动精度高等优点，在仿生驱动控制领域应用广泛，但是MFC固有的偏置迟滞和复合多相特性对其致动精度及控制带来不利影响。建立了由多项式和Prandtl-Ishlinskii (PI)模型级联加权的多项式PI(Polynomial Prandtl–Ishlinskii, PPI)迟滞模型；并基于多项式一阶导数的正负一致性，提出了保证各阶多项式算子任意时间序列单调变化的解析约束表达式，保证了PPI逆模型解的唯一性。实验结果表明PPI模型能够准确描述MFC的双极性偏置迟滞特性，且MFC迟滞环的拟合相对误差由11.82%（经典PI模型）降至2.09%(PPI模型)。基于PPI逆模型前馈线性化控制器，柔性MFC致动器跟踪等幅和变幅轨迹的实测结果与期望轨迹基本重合，增强了柔性压电宏纤维致动器的驱动性能与跟踪精度，验证了所提出PPI模型的有效性。

关键词：柔性压电宏纤维双极性偏置迟滞多项式前馈线性化