致動(dòng)器
- 基于電荷泵的壓電致動(dòng)器遲滯非線性改善研究
1 引 言壓電致動(dòng)器因其尺寸小、精確度高、輸出力大、頻率響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)[1],而被廣泛應(yīng)用于精密定位、微納米測(cè)量等領(lǐng)域[2, 3]。隨著精密工程和微納米技術(shù)的不斷發(fā)展,壓電致動(dòng)器已經(jīng)成為很多前沿科技的核心驅(qū)動(dòng)單元,大大推動(dòng)了高科技產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展[4, 5],因此研究壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方法顯得尤為重要。在電壓驅(qū)動(dòng)下,壓電致動(dòng)器自身具有的遲滯特性嚴(yán)重影響了定位精度,為了解決壓電致動(dòng)器輸出位移與輸入電壓之間的遲滯非線性問題[6],國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和研究,目
計(jì)量學(xué)報(bào) 2023年11期2023-12-06
- 具有大行程的步進(jìn)型壓電致動(dòng)器研究綜述
中[9]。壓電致動(dòng)器是一種新型的致動(dòng)器,可以滿足精密定位系統(tǒng)中納米級(jí)定位分辨率的需求。壓電致動(dòng)器一般基于壓電元件的逆壓電效應(yīng)來產(chǎn)生位移運(yùn)動(dòng),單個(gè)壓電元件的工作行程只有幾微米或幾十微米,這極大地限制了壓電致動(dòng)器的應(yīng)用范圍。為了克服這個(gè)問題,國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者提出了各種方法使壓電致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)大的工作行程(毫米級(jí)別,甚至幾厘米)[10]。目前,根據(jù)驅(qū)動(dòng)原理不同,可以將壓電致動(dòng)器分為直動(dòng)型壓電致動(dòng)器和步進(jìn)型壓電致動(dòng)器。直動(dòng)型壓電致動(dòng)器通常利用柔性放大機(jī)構(gòu)放大壓電元件的輸
- 壓電致動(dòng)器的力學(xué)輸出計(jì)算
5000）壓電致動(dòng)器作為新型的制動(dòng)工具，被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、微機(jī)電系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域，越來越發(fā)揮著重要的作用。文獻(xiàn)[1-3]對(duì)壓電材料的制備及其壓電性能進(jìn)行了研究，認(rèn)為壓電新材料為未來可穿戴裝備與智能精密控制裝備的制造提供了新路徑。文獻(xiàn)[4-5]研究了壓電材料在傳感方面的應(yīng)用，認(rèn)為壓電材料在力學(xué)傳感中可以感知微納級(jí)的變化，壓電材料在發(fā)展新型傳感裝備中起到重要作用。文獻(xiàn)[6]研究了多層陶瓷壓電致動(dòng)器的力學(xué)輸出性能，用實(shí)驗(yàn)的方法獲得了多層壓電陶瓷致動(dòng)器
自動(dòng)化與儀表 2023年7期2023-07-29
- 壓電驅(qū)動(dòng)GMAW 短路過渡行為控制
渡，并基于壓電致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)短路過渡行為的主動(dòng)控制.1 試驗(yàn)系統(tǒng)1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)文中設(shè)計(jì)的壓電驅(qū)動(dòng)GMA 焊接試驗(yàn)系統(tǒng)如圖1 所示，主要由組合壓電致動(dòng)器焊槍、恒流焊機(jī)、行走滑臺(tái)、高速攝像、以及上位機(jī)控制系統(tǒng)組成，系統(tǒng)運(yùn)行過程為上位機(jī)軟件進(jìn)行焊接參數(shù)設(shè)定，焊接進(jìn)行啟動(dòng)高速攝像實(shí)時(shí)記錄熔滴過渡過程，行走滑臺(tái)同時(shí)觸發(fā)以恒定速度送進(jìn)，實(shí)時(shí)調(diào)控送絲速度，穩(wěn)定電弧平衡熔化速度與送絲速度穩(wěn)定焊接過程，實(shí)時(shí)采集電流電壓信號(hào)，而后完成焊接任務(wù)退出程序.圖1 試驗(yàn)系
焊接學(xué)報(bào) 2023年3期2023-05-16
- 新材料帶來更強(qiáng)壯靈活人造肌肉 有望讓機(jī)器人逼真模仿自然運(yùn)動(dòng)
以將電能轉(zhuǎn)換為致動(dòng)器的動(dòng)能。每張PHDE薄膜都像一根頭發(fā)一樣輕薄，大約35微米厚，當(dāng)多層堆疊在一起時(shí)，它們就變成了一個(gè)微型電動(dòng)機(jī)，可像肌肉組織一樣發(fā)揮作用，并產(chǎn)生足夠的能量來為機(jī)器人或傳感器的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。研究人員已制作出4-50層不等的PHDE薄膜堆疊。配備PHDE致動(dòng)器的人造肌肉可產(chǎn)生比生物肌肉更多的動(dòng)力，柔韌性也比自然肌肉高3～10倍。UCLA的研究利用了“干法”工藝。該工藝用刀片將薄膜分層，然后進(jìn)行紫外線固化硬化，使各層均勻。這增加了致動(dòng)器的能量輸
機(jī)床與液壓 2022年13期2022-11-02
- 香港理工大學(xué)研制出溫度自調(diào)節(jié)智能服裝
些鏤空上覆蓋有致動(dòng)器。這些致動(dòng)器由大量金屬和塑料制成的超薄輕質(zhì)條帶組成，當(dāng)佩戴者感到溫暖時(shí)，這些條帶向外卷曲，使人的體溫降低。相反，當(dāng)佩戴者感到寒冷時(shí)，條帶變平，抑制熱量溢出。通常，熱膨脹和收縮是常用材料的固有特性之一。聚乙烯（PE）的主鏈上有許多C—C 鍵，其線性熱膨脹率比典型紡織材料（例如尼龍和聚酯）高得多。在PE 薄膜上沉積金屬層，如Cu，就得到了雙層結(jié)構(gòu)。Cu 層的熱膨脹比（約10-4）相較于PE 膜（約10-3）要小得多。在炎熱的環(huán)境中，下層的P
紡織科學(xué)研究 2022年10期2022-10-23
- 美國(guó)科學(xué)家研發(fā)新材料有望制造出更強(qiáng)壯靈活的人造肌肉
以將電能轉(zhuǎn)換為致動(dòng)器的動(dòng)能。每張PHDE薄膜都像一根頭發(fā)一樣輕薄，大約35微米厚，當(dāng)多層堆疊在一起時(shí)，它們就變成了一個(gè)微型電動(dòng)機(jī)，可像肌肉組織一樣發(fā)揮作用，并產(chǎn)生足夠的能量來為機(jī)器人或傳感器的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。研究人員已經(jīng)制作出4～50層不等的PHDE薄膜堆疊。配備PHDE致動(dòng)器的人造肌肉可產(chǎn)生比生物肌肉更多的動(dòng)力，柔韌性也比自然肌肉高3～10倍。UCLA的研究利用了“干法”工藝。該工藝用刀片將薄膜分層，然后進(jìn)行紫外線固化硬化，使各層均勻。這增加了致動(dòng)器的能量
傳感器世界 2022年7期2022-10-12
- 多致動(dòng)器軸承預(yù)緊力加載控制仿真
現(xiàn)象，采用多個(gè)致動(dòng)器對(duì)試驗(yàn)軸承施加載荷，使得每個(gè)致動(dòng)器的輸入電壓減小，有效減小每個(gè)致動(dòng)器所產(chǎn)生的歐姆熱，同時(shí)每個(gè)致動(dòng)器直接與軸承內(nèi)（外）圈相抵接，減小了機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度。本文基于多個(gè)致動(dòng)器沿周向均勻的分布，實(shí)現(xiàn)多種載荷加載。各致動(dòng)器上配有力傳感器，對(duì)輸出力值進(jìn)行監(jiān)測(cè)及反饋形成閉環(huán)?；谄铖詈峡刂平Y(jié)構(gòu)，通過模糊PID完成對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的各通道輸出力的控制，利用基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器（extended state observer，ESO）的比例-積分控制器對(duì)對(duì)產(chǎn)生的同
制造業(yè)自動(dòng)化 2022年9期2022-10-03
- 多氣腔軟體致動(dòng)器的彎曲特性分析和試驗(yàn)驗(yàn)證
成部分就是軟體致動(dòng)器。現(xiàn)在氣動(dòng)軟體致動(dòng)器按照動(dòng)作類型可以分為：伸長(zhǎng)收縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、螺旋或纏繞型等。按照結(jié)構(gòu)類型可以分為：氣動(dòng)網(wǎng)格致動(dòng)器、多氣腔軟體致動(dòng)器、變剛度軟體致動(dòng)器等。FARROW和CORRELL基于單向氣動(dòng)增強(qiáng)纖維軟體致動(dòng)器，在其中集成了應(yīng)變和壓力傳感器，將這些傳感器整合到同一個(gè)致動(dòng)器中，可以實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器曲率和環(huán)境接觸力的本體感知。CONNOLLY等設(shè)計(jì)一種復(fù)合式的增強(qiáng)纖維仿生手指軟體致動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)單向彎曲、徑向延伸、橫向膨脹等動(dòng)作，并且提出了一
機(jī)床與液壓 2022年10期2022-09-20
- 麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)改進(jìn)新型““人造肌肉””材料可驅(qū)動(dòng)微型飛行器實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間高精度飛行
壽命介電彈性體致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的高升程微型空中機(jī)器人》為題發(fā)表，并被選為該期刊的封面文章。介電彈性體致動(dòng)器能夠基于電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)直接把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，用于軟體機(jī)器人的“ 肌肉” 制作。不過，相較驅(qū)動(dòng)剛性機(jī)器人的壓電雙晶片和電磁電機(jī)等剛性執(zhí)行器，市面上大部分介電彈性體致動(dòng)器的功率密度和壽命都較低，且需要較高的驅(qū)動(dòng)電壓。為此，來自麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種“基于并聯(lián)多層電極材料技術(shù)、具有低驅(qū)動(dòng)電壓、強(qiáng)耐久性”的新型介電彈性體致動(dòng)器，不僅能夠提升微型飛行器的動(dòng)力，而
海外星云 2022年11期2022-06-17
- 直線形壓電致動(dòng)器的研究綜述
越來越高，壓電致動(dòng)器在微驅(qū)動(dòng)和微操作領(lǐng)域起到了重要作用，科研人員對(duì)這領(lǐng)域的探索越來越深入[1-4]。與傳統(tǒng)的電磁致動(dòng)器不同，壓電致動(dòng)器是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)來激勵(lì)定子彈性體的振動(dòng)，通過與動(dòng)子的接觸摩擦來實(shí)現(xiàn)位移輸出，其不會(huì)受到電磁干擾的影響，可以在強(qiáng)磁環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。此外，壓電致動(dòng)器還具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、輸出力矩大和起動(dòng)速度快等優(yōu)點(diǎn)[5-8]。研究學(xué)者在壓電致動(dòng)器領(lǐng)域提出了眾多類型的結(jié)構(gòu)，適用于不同的場(chǎng)合，其中線性壓電致動(dòng)器能夠直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)和輸出推力
微特電機(jī) 2021年10期2021-11-16
- 用于電動(dòng)致動(dòng)器和傳感器的離子彈性體
SA1. 引言致動(dòng)器和傳感器可將一種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量，這種能量包括機(jī)械能、熱能、電能、光能或磁能[1-10]。刺激響應(yīng)性材料（即通過刺激可改變形狀或大小）可用于傳感器和致動(dòng)器，這些刺激可以是電場(chǎng)[11-19]、磁場(chǎng)[20]、熱[21-23]、壓力[24,25]、酸堿度[26,27]和光[17,28-32]。上述所有能量形式由于可以優(yōu)先轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，因此可由計(jì)算控制設(shè)備進(jìn)行操作和處理。在本文中，我們將集中探討將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械響應(yīng)（即應(yīng)變、壓
工程 2021年5期2021-09-17
- 高線性度的二維無耦合納米壓電位移系統(tǒng)設(shè)計(jì)
］。為了在壓電致動(dòng)器上獲得高度線性化的位移操作，有關(guān)學(xué)者提出了許多可行的方法及措施。反饋控制是工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的方法，代表性的方法有比例積分微分控制（PID）［6］、比例二重積分控制（PII）［7］及比例積分控制（PI）。然而，這些控制方法均需要高精度位移傳感器，但傳感器的噪聲會(huì)限制控制與位移的精度［8］。前饋控制是另一種有效的方法，主要思想是首先獲得描述驅(qū)動(dòng)器的滯后行為的數(shù)學(xué)模型，然后基于所提出的模型的反演來實(shí)現(xiàn)前饋控制器。前饋控制雖然不涉及傳感器，
計(jì)量學(xué)報(bào) 2021年8期2021-09-09
- 壓電宏纖維致動(dòng)器的雙極性非對(duì)稱遲滯建模及補(bǔ)償控制
I模型對(duì)MFC致動(dòng)器的建模誤差從PI遲滯模型的16.8%降為4.2%。在基于BAIPI逆模型的前饋補(bǔ)償下，MFC致動(dòng)的柔性梁構(gòu)件跟蹤等幅、變幅三角波軌跡的實(shí)測(cè)位移與期望跟蹤位移基本重合，補(bǔ)償后等幅三角波實(shí)測(cè)位移與理想位移之間的線性度為2.36%。因此，所提出BAIPI遲滯模型及補(bǔ)償方法顯著提高了MFC致動(dòng)器的定位驅(qū)動(dòng)和跟蹤精度。關(guān)鍵詞： 遲滯; 壓電宏纖維; 雙極性非對(duì)稱改進(jìn)PI模型; 雙邊死區(qū)算子; 前饋補(bǔ)償中圖分類號(hào)： O322; TP273; TN3
振動(dòng)工程學(xué)報(bào) 2021年1期2021-06-06
- 基于拮抗機(jī)制的可變剛度流體驅(qū)動(dòng)柔性致動(dòng)器研究
00)引言柔性致動(dòng)器由柔性材料或添加很少的剛性材料制作，具有高度靈活性和復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，近年來引起國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者的廣泛關(guān)注，并取得一系列進(jìn)展，如：由編織網(wǎng)和彈性橡膠制作的氣動(dòng)人工肌肉[1]，由形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的仿章魚觸手機(jī)構(gòu)[2]，裹有電活性聚合物的人工肌肉等[3]。柔性致動(dòng)器在實(shí)際應(yīng)用中，不僅要求具備高度的柔性，在特定條件下還需要具備穩(wěn)定且可控的身形及一定的輸出力，因此，可變剛度的柔性致動(dòng)器具有一定的研究?jī)r(jià)值。在已有的研究中，使柔性致動(dòng)器可變
液壓與氣動(dòng) 2021年3期2021-03-15
- 基于GALJP濾波器的遲滯特性建模與補(bǔ)償控制
05）壓電陶瓷致動(dòng)器是一種特種電機(jī)，具有輸出力大、速度快、穩(wěn)定性好、位移精度高的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高精度微納米電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中，如超精加工機(jī)床的微動(dòng)定位系統(tǒng)[1]、快速傾斜鏡[2]、高速掃描探針顯微鏡[3]等。但是在實(shí)際應(yīng)用中壓電陶瓷致動(dòng)器存在遲滯非線性的特性會(huì)影響控制精度，所以研究壓電陶瓷控制器的模型和控制方法有重要的意義。現(xiàn)有對(duì)壓電陶瓷的遲滯模型研究主要有通過遲滯現(xiàn)象解釋的Preisach模型[4]，Prandtl-Ishlinskii（PI）模 型[5
電氣傳動(dòng) 2021年5期2021-03-15
- 光驅(qū)動(dòng)軟體致動(dòng)器的制備及其信息安全應(yīng)用
時(shí)下較熱的軟體致動(dòng)器相結(jié)合，展現(xiàn)一種新型的、有效的信息示假隱真技術(shù)。作為新型的驅(qū)動(dòng)材料，軟體致動(dòng)器具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域[5-7]。相對(duì)于剛性驅(qū)動(dòng)而言，軟體致動(dòng)器具有更高的空間自由度、更大的形變量，以及更安全的人體交互能力，而且可以適應(yīng)動(dòng)態(tài)的環(huán)境，被廣泛運(yùn)用于智能裝置[8]、軟體機(jī)器人[9]、人工肌肉[10]、微型操控器[11]，甚至應(yīng)用于生物領(lǐng)域，例如藥物傳輸[12]等。盡管軟體致動(dòng)器應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛，但是據(jù)我們當(dāng)前所了解的信息，軟體致動(dòng)器
液晶與顯示 2021年2期2021-03-02
- 基于形狀記憶合金絲包覆紗的針織物致動(dòng)器研究
1-2]。柔性致動(dòng)器在受到外部激勵(lì)(如電壓、光照或溫度)后可產(chǎn)生可逆的收縮、伸長(zhǎng)、彎曲或扭轉(zhuǎn)變形，可為軟體機(jī)器人提供運(yùn)動(dòng)變形。近期，多種具有致動(dòng)功能的智能材料在軟體機(jī)器人中得到了應(yīng)用[3]，如離子聚合物-金屬?gòu)?fù)合材料(IPMC)[4]、介電彈性體(DEA)[5]、形狀記憶聚合物(SMP)[6]以及形狀記憶合金(SMA)[7]等。其中，SMA是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)方式便捷可靠的致動(dòng)材料，而SMA絲是一種體積小的形狀記憶合金材料[8]，其具有輕質(zhì)、柔軟、占用空間
紡織學(xué)報(bào) 2020年5期2021-01-04
- 小于0.1 mm的機(jī)器人誕生
重要部件———致動(dòng)器研究出現(xiàn)突破，科學(xué)家由此創(chuàng)造了“專為行走而生”、數(shù)量超過100萬個(gè)的微型四腳機(jī)器人大軍。這一成果得益于這類與現(xiàn)有硅電子器件兼容的新型致動(dòng)器的發(fā)展，這也是迄今已知首批尺寸小于0.1 mm的機(jī)器人。將電子器件微型化，以致最終生產(chǎn)細(xì)胞大小的機(jī)器人，一直是工程師們追求的目標(biāo)。微型機(jī)器人屬于典型的微機(jī)電系統(tǒng)，其發(fā)展依賴于微加工、微傳感、微驅(qū)動(dòng)和微結(jié)構(gòu)等方面。而致動(dòng)器的定義，是指通過電、光信號(hào)，直接或間接控制機(jī)械結(jié)構(gòu)，使之發(fā)生變形或移動(dòng)等。一直以來
計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò) 2020年18期2020-10-26
- 殼聚糖凝膠導(dǎo)電聚合物電致動(dòng)器的制備
層導(dǎo)電聚合物電致動(dòng)器，需要在不導(dǎo)電的的柔性聚合物上涂覆上導(dǎo)電物質(zhì)，例如金、鉑，以確保導(dǎo)電聚合物的電化學(xué)沉積的高導(dǎo)電性[1]。在本項(xiàng)研究中，我們通過在石墨中摻雜聚吡咯的導(dǎo)電涂層替代了原先的金屬層，制備了殼聚糖凝膠導(dǎo)電聚合物電致動(dòng)器。此外，還進(jìn)行了多組單因素實(shí)驗(yàn)測(cè)試并分析其對(duì)致動(dòng)器的影響，找到其最佳的制備工藝，從而降低了材料的制作成本。通過實(shí)驗(yàn)證明，殼聚糖凝膠導(dǎo)電聚合物電致動(dòng)器時(shí)生物組織接口的理想候選者[2]，可應(yīng)用于微傳感器和組織工程，尤其是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。關(guān)
科學(xué)導(dǎo)報(bào)·學(xué)術(shù) 2020年5期2020-10-21
- 電磁輔助壓電致動(dòng)器設(shè)計(jì)開發(fā)與性能測(cè)試研究
的目的。電磁式致動(dòng)器出力大、速度快,且可驅(qū)動(dòng)的位移量可達(dá)到毫米量級(jí),遠(yuǎn)大于壓電致動(dòng)器;但使用時(shí)由于溫度飄移的關(guān)系,使電流不易控制,而且位移分辨率比壓電致動(dòng)器低的多。壓電技術(shù)相較于電磁技術(shù),具有無電磁效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn),可以使用在對(duì)電磁波干擾敏感的醫(yī)療環(huán)境,且易于小型化,當(dāng)尺寸較小時(shí),其輸出力與效率相對(duì)較高。以壓電技術(shù)構(gòu)成的精密定位裝置,一般是使用具有電容特性的壓電元件來做為能量轉(zhuǎn)換單元。當(dāng)此電容器被施以電壓,進(jìn)行充電和放電時(shí),會(huì)產(chǎn)生變形,且施加于壓電元件的電壓量與
計(jì)量學(xué)報(bào) 2020年7期2020-08-07
- 多腔體氣動(dòng)軟體致動(dòng)器的建模與仿真
4-6].軟體致動(dòng)器可以廣泛用于實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜精細(xì)動(dòng)作，其由氣壓、加壓液體、熱、電場(chǎng)、化學(xué)反應(yīng)等驅(qū)動(dòng).其中，氣動(dòng)軟體致動(dòng)器因輸入簡(jiǎn)單、質(zhì)輕、材料成本低和制造效率高等優(yōu)勢(shì)而具有廣闊的應(yīng)用前景[7-8].在大量氣動(dòng)軟體致動(dòng)器的設(shè)計(jì)中，纖維增強(qiáng)型致動(dòng)器[9]和氣動(dòng)網(wǎng)絡(luò)型致動(dòng)器[10]是兩種十分受青睞的類型.纖維增強(qiáng)型致動(dòng)器主要由具有整體腔室的彈性體、螺旋排列的纖維和不可延伸層構(gòu)成.通過改變纖維角度，可以實(shí)現(xiàn)伸縮、擴(kuò)展和彎曲等動(dòng)作.氣動(dòng)網(wǎng)絡(luò)型致動(dòng)器由多個(gè)相互連接的、
上海交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2020年6期2020-07-03
- 電活性聚合物國(guó)內(nèi)外綜述
的必然趨勢(shì)，電致動(dòng)器在這樣的大環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生。本文在電活性聚合物分類的基礎(chǔ)上說明了電致動(dòng)器致動(dòng)機(jī)理，并詳細(xì)概述了不同材料的性能差異與改進(jìn)方式?！娟P(guān)鍵詞】致動(dòng)器;電活性聚合物;離子型電活性聚合物一、引言電活性聚合物（EAP）是一種在電場(chǎng)刺激下能發(fā)生尺寸或形狀變化的智能材料。在20世紀(jì)90年代后期，已經(jīng)證明一些電活性聚合物可以表現(xiàn)出高達(dá)380%的應(yīng)變，這樣的響應(yīng)效果優(yōu)于任何傳統(tǒng)的陶瓷致動(dòng)器。二、電活性聚合物分類電活性聚合物根據(jù)其活化機(jī)理的不同可分為離子型和電子
- 新型觸覺電子皮膚問世
緊貼皮膚的無線致動(dòng)器，將能源轉(zhuǎn)換成機(jī)械動(dòng)能，將觸覺刺激傳送到人體。這套系統(tǒng)采用了新的材料、結(jié)構(gòu)、能量傳輸策略和通訊方案。研究團(tuán)隊(duì)將700余個(gè)功能組件組成厚度小于3毫米的柔韌皮膚器件，包括輕薄柔軟且可拉伸的內(nèi)層，可以緊貼皮膚;由硅膠保護(hù)的功能層，里面有無線控制系統(tǒng)及互相連接的致動(dòng)器;透氣布料外層，可直接結(jié)合到可穿戴衣物上。這項(xiàng)研究成果不但可應(yīng)用在社交媒體及電子游戲上，也可以幫助義肢使用者透過觸覺感應(yīng)外在環(huán)境，提供反饋，甚至擴(kuò)展到臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用的相關(guān)虛擬場(chǎng)景。
科學(xué)24小時(shí) 2020年3期2020-03-24
- 科學(xué)家在4英寸硅片上制造了百萬“機(jī)器人大軍”
器件兼容的新型致動(dòng)器（使機(jī)器人移動(dòng)的部件）的發(fā)展。此前，人們一直追求將電子器件微型化以生產(chǎn)細(xì)胞大小的機(jī)器人，但一直受到缺乏合適的微米級(jí)致動(dòng)器系統(tǒng)的限制。新研發(fā)的一類新型電化學(xué)致動(dòng)器克服了這個(gè)問題。這些新型致動(dòng)器構(gòu)成了機(jī)器人的腿，其尺寸小于0.1mm，當(dāng)受到激光刺激時(shí)，機(jī)器人的腿就會(huì)彎曲，產(chǎn)生行走動(dòng)作。研究人員在一塊4英寸（1英寸=2.54cm）的硅片上制造了超過100萬個(gè)行走機(jī)器人，這些機(jī)器人由板載硅太陽能電池驅(qū)動(dòng)。研究人員稱，這些機(jī)器人很堅(jiān)固，能在高酸性
科研成果與傳播 2020年3期2020-03-19
- 一種負(fù)壓驅(qū)動(dòng)軟體人工肌肉的設(shè)計(jì)與制備
理論建模設(shè)計(jì)出致動(dòng)器結(jié)構(gòu)，再借助CAD制圖軟件以及3D打印設(shè)備設(shè)計(jì)并成型出它對(duì)應(yīng)的模具，最后通過澆鑄成型的方式制備出該負(fù)壓驅(qū)動(dòng)軟體人工肌肉。該致動(dòng)器由硅橡膠材料組成，外部呈長(zhǎng)方體形，內(nèi)部規(guī)則排列著彼此連通的長(zhǎng)方體形的空腔以及長(zhǎng)方體形的橫向彈性梁和縱向彈性梁。在特定負(fù)壓驅(qū)動(dòng)下，致動(dòng)器的彈性體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生可逆、協(xié)同的屈曲，從而使整體在長(zhǎng)度方向上產(chǎn)生直線型收縮致動(dòng)，具備模仿肌肉收縮的功能。關(guān)鍵詞：軟體;致動(dòng)器;人工肌肉;負(fù)壓驅(qū)動(dòng);屈曲中圖分類號(hào)：TP39? ? ?
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2020年8期2020-03-13
- 人類與虛擬現(xiàn)實(shí)互動(dòng)被論證可行
一系列軟硅樹脂致動(dòng)器，當(dāng)致動(dòng)器接收到來自虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的信號(hào)，致動(dòng)器內(nèi)的空氣移動(dòng)并擴(kuò)張中心處的硅樹脂。佩戴者的指尖感受到發(fā)生膨脹的硅樹脂，就像碰觸到虛擬對(duì)象一樣，從而可以感受到虛擬對(duì)象的形狀，進(jìn)而將其拾起并握住。之前的致動(dòng)器需要龐大的外部空氣壓縮機(jī)，而此次的手套系統(tǒng)則不需要。研究人員認(rèn)為，通過與不同的軟件相連，這一手套系統(tǒng)或能應(yīng)用于不同的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。
發(fā)明與創(chuàng)新·大科技 2019年8期2019-11-29
- 基于均一化模型的MFC懸臂梁靜態(tài)變形分析
電纖維復(fù)合材料致動(dòng)器由于兼有壓電系數(shù)高和柔韌性好的優(yōu)點(diǎn)已逐漸在機(jī)翼變形與振動(dòng)控制等領(lǐng)域取代了單純材料的壓電致動(dòng)器[1-2]。為了準(zhǔn)確獲取壓電纖維復(fù)合材料的宏觀性質(zhì)，需要對(duì)其細(xì)觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究[3]。粗壓電纖維復(fù)合材料(MFC)是一種由鋯鈦酸鉛壓電陶瓷(PZT)纖維、集成電極、環(huán)氧樹脂和聚酰亞胺構(gòu)成的二維周期性壓電纖維復(fù)合材料，而均一化技術(shù)是根據(jù)復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析其宏觀性質(zhì)的有效方法。為了分析MFC的宏觀性質(zhì)，DERAEMAEKER A等提出了一種基于平面
壓電與聲光 2019年1期2019-02-22
- 電活性聚合物致動(dòng)器機(jī)電響應(yīng)特性研究
是一種替代傳統(tǒng)致動(dòng)器的潛在材料。其中，以聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺最為典型。這類高分子聚合物以其質(zhì)量小、質(zhì)體柔軟、易加工、生物相容性良好、電致應(yīng)變(彎曲或伸展)較大、能在空氣和液體介質(zhì)中工作等顯著特性[1-4]，受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者極大的關(guān)注。這類材料在電壓刺激下，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生可逆的氧化還原反應(yīng)，引起體積和力學(xué)性能的變化，在電壓激勵(lì)撤銷后又能恢復(fù)到原始的形狀或體積。因此，EAP可以用來作為致動(dòng)器。基于EAP致動(dòng)器可以在空氣和液體介質(zhì)下以極低的電壓(1 V，15～2
自動(dòng)化儀表 2018年12期2018-12-28
- MEMS反射鏡靜電斥力致動(dòng)單元建模
要：微靜電斥力致動(dòng)器[1]由固定指端和移動(dòng)指端組成，可以利用表面微機(jī)械加工技術(shù)制造而成。該致動(dòng)器能夠產(chǎn)生一個(gè)靜電斥力，使移動(dòng)指端離開基板向上移動(dòng)。由于兩層指端的邊界結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難建立分析模型。沒有特別適用的分析模型，只能用數(shù)值模擬致動(dòng)器的設(shè)計(jì)，這就使得優(yōu)化系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性能調(diào)優(yōu)變得非常困難。本文將靜電斥力致動(dòng)器單元化，建立MEMS反射鏡靜電斥力致動(dòng)單元模型，該模型給出了致動(dòng)器中產(chǎn)生的排斥力的估計(jì)值。關(guān)鍵詞：MEMS；單元化建模由于移動(dòng)指端和上部分固定指端
科技風(fēng) 2018年32期2018-10-21
- 數(shù)控機(jī)床爬行的模糊PI控制研究*＊
基于超磁致伸縮致動(dòng)器(GMA)的爬行控制系統(tǒng)，模糊PI控制器根據(jù)相關(guān)算法驅(qū)動(dòng)GMA產(chǎn)生相應(yīng)的輸出力抑制機(jī)床爬行。通過軟件仿真證明了該系統(tǒng)對(duì)數(shù)控機(jī)床爬行具有良好的控制作用。1 爬行控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)超磁致伸縮材料Terfenol－D作為一種新型的智能材料，其長(zhǎng)度和體積會(huì)隨著磁化狀態(tài)的變化而變化。超磁致伸縮致動(dòng)器正是根據(jù)這一特性，實(shí)現(xiàn)電磁能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。超磁致伸縮致動(dòng)器具有應(yīng)變大，響應(yīng)快，能量轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)勢(shì)，因此被選用作為外加激勵(lì)發(fā)生器［4］?；诔胖律炜s
制造技術(shù)與機(jī)床 2018年6期2018-07-20
- MEMS致動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)致動(dòng)器的影響
要：微靜電斥力致動(dòng)器[1]由固定指端和移動(dòng)指端組成，結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有固定指端寬度g、相鄰固定指端間的橫向距離Ta、相鄰固定指端寬度Tb和移動(dòng)指端寬度T。[2]本文以固定指端寬度g為基準(zhǔn)，相鄰固定指端間的橫向距離Ta、相鄰固定指端寬度Tb和移動(dòng)指端寬度T變化時(shí)對(duì)致動(dòng)器的影響。有利于致動(dòng)器的設(shè)計(jì)開發(fā)和規(guī)則優(yōu)化。關(guān)鍵詞：MEMS；結(jié)構(gòu)參數(shù)1 致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，即Ta、Tb、T和g，通常被選擇為彼此相等。已知dCcell_upperdh為：dCcel
科技風(fēng) 2018年31期2018-07-09
- 建模求解MEMS反射鏡靜電斥力致動(dòng)器指端距離
要：微靜電斥力致動(dòng)器[1]由固定指端和移動(dòng)指端組成，由于兩層指端的邊界結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建立的分析模型也非常復(fù)雜。本文建立了靜電斥力致動(dòng)器的解析模型，該模型給出了致動(dòng)器中產(chǎn)生的排斥力的估計(jì)值，并推出可以實(shí)現(xiàn)的最大平面位移。并用數(shù)值模擬驗(yàn)證了分析模型。對(duì)MEMS指端參數(shù)的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：MEMS；指端距離1 致動(dòng)器所產(chǎn)生的力MEMS反射鏡靜電斥力致動(dòng)器中產(chǎn)生的斥力為：F=N·V2·Lg·dCcell_upperdh（1）對(duì)于一個(gè)給定的致動(dòng)器和給定的電壓，固
科技風(fēng) 2018年30期2018-07-09
- 一種用于康復(fù)機(jī)器人手指的軟體致動(dòng)器設(shè)計(jì)
計(jì)關(guān)鍵在于軟體致動(dòng)器，最常見的是利用流體壓力來伸展或收縮的McKibben致動(dòng)器[3]，其是一種線性致動(dòng)器，由內(nèi)部橡膠套筒和外部雙螺旋線編織的纖維約束層組成。2009年，日本岡山大學(xué)的Ogura等[4]研制了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且變形大的“線蟲執(zhí)行器”，其利用正壓和負(fù)壓實(shí)現(xiàn)了像線蟲一樣在兩個(gè)方向上的彎曲運(yùn)動(dòng)。2014年，哈佛大學(xué)的Panagiotis等[5-6]研發(fā)由高伸縮彈性材料和低伸縮約束材料黏合而成的氣動(dòng)軟體致動(dòng)器，充氣時(shí)，低伸縮約束材料所在的底側(cè)變形受到約
- 偏置磁場(chǎng)對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出特性的影響分析*
場(chǎng)對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出特性的影響分析*晉宏炎,鞠曉君*,辛 濤,王美春,祝貞鳳(煙臺(tái)南山學(xué)院航空學(xué)院,山東 煙臺(tái) 265713)采用Terfenol-D棒作為超磁致伸縮致動(dòng)器GMA(Giant Magnetostrictive Actuator)的主要材料,研制了有偏置磁場(chǎng)和無偏置磁場(chǎng)兩種超磁致伸縮致動(dòng)器,分析了具有分段式永磁偏置和無偏置致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及性能。基于安培定律、磁路基爾霍夫定律、疊加原理對(duì)致動(dòng)器的磁場(chǎng)進(jìn)行理論分析。為進(jìn)一步分析磁場(chǎng)分布,創(chuàng)建三維
傳感技術(shù)學(xué)報(bào) 2017年12期2017-12-26
- 偏置磁場(chǎng)對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出特性的影響分析*
場(chǎng)對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出特性的影響分析*晉宏炎,鞠曉君*,辛 濤,王美春,祝貞鳳(煙臺(tái)南山學(xué)院航空學(xué)院,山東 煙臺(tái) 265713)采用Terfenol-D棒作為超磁致伸縮致動(dòng)器GMA(Giant Magnetostrictive Actuator)的主要材料,研制了有偏置磁場(chǎng)和無偏置磁場(chǎng)兩種超磁致伸縮致動(dòng)器,分析了具有分段式永磁偏置和無偏置致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及性能?；诎才喽?、磁路基爾霍夫定律、疊加原理對(duì)致動(dòng)器的磁場(chǎng)進(jìn)行理論分析。為進(jìn)一步分析磁場(chǎng)分布,創(chuàng)建三維
傳感技術(shù)學(xué)報(bào) 2017年12期2017-12-26
- 壓電智能結(jié)構(gòu)振動(dòng)的一致性PID(CPID)控制
控制器的輸入，致動(dòng)器的輸入電壓為一致性控制器的輸出。推導(dǎo)壓電智能結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方程，以兩邊簡(jiǎn)支的壓電智能梁為數(shù)值算例，建立動(dòng)力學(xué)有限元模型，數(shù)值結(jié)果表明 CPID控制方法能夠有效控制壓電智能結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，當(dāng)某些傳感器失效時(shí)，對(duì)比集中式PID控制，系統(tǒng)在CPID控制下仍然能保持較好的控制效果。一致性控制；PID控制；壓電智能結(jié)構(gòu)；振動(dòng)控制一致性控制方法在分布式參數(shù)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，Demetriou[1]提出了一種基于自適應(yīng)一致性控制的過濾器設(shè)計(jì)方法，并將其
振動(dòng)與沖擊 2017年22期2017-11-30
- 介電彈性體材料致動(dòng)器的非線性動(dòng)態(tài)行為研究*
介電彈性體材料致動(dòng)器的非線性動(dòng)態(tài)行為研究*盛俊杰1?李樹勇1張玉慶1陳花鈴2,3(1.中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所, 綿陽 621900) (2.西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院, 西安 710049)(3.西安交通大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710049)介電彈性體材料(Dielectric Elastomer,簡(jiǎn)稱DE),是制造柔性智能致動(dòng)器最有潛力的電活性聚合物(Electroactive polymer,縮寫EAP)材料之一,可在電壓
動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào) 2017年2期2017-07-03
- 噴油器用超磁致伸縮致動(dòng)器設(shè)計(jì)方法和驅(qū)動(dòng)波形研究
器用超磁致伸縮致動(dòng)器設(shè)計(jì)方法和驅(qū)動(dòng)波形研究薛光明1張培林1何忠波1李冬偉1,2黃英捷1張 磊3(1.軍械工程學(xué)院車輛與電氣工程系， 石家莊 050003； 2.北京理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院， 北京 100081;3.軍械工程學(xué)院火炮工程系， 石家莊 050003)將超磁致伸縮材料的輸出特點(diǎn)和噴油器的驅(qū)動(dòng)需求相結(jié)合，設(shè)計(jì)并驅(qū)動(dòng)適用于電控噴油器的超磁致伸縮致動(dòng)器。針對(duì)常閉式電控噴油器僅需要單向和縮短位移的特點(diǎn)，結(jié)合超磁致伸縮材料在不同偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度輸出特性，提出了2種不
農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2017年6期2017-06-27
- 壓電致動(dòng)器撲翼結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真*
發(fā)展，采用壓電致動(dòng)器的撲翼機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)撲翼高頻率撲動(dòng)的一種有效手段。與其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，壓電致動(dòng)器具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：工作頻率范圍寬、動(dòng)態(tài)范圍大、頻響速度快、靈敏度高、溫度穩(wěn)定性好(-20～150℃)、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既可以粘貼在結(jié)構(gòu)表面，還可以通過一定的工藝措施耦合到結(jié)構(gòu)之中。特別是犧牲層刻蝕技術(shù)的開發(fā)，為壓電致動(dòng)器在撲翼飛行器上的應(yīng)用提供技術(shù)背景[2]。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于壓電驅(qū)動(dòng)的新型撲動(dòng)機(jī)構(gòu)研究還處于理論探索階段。具有代表性的有西北工業(yè)大學(xué)的張西金等[3]對(duì)
航空制造技術(shù) 2017年14期2017-05-14
- 基于MATLAB的超磁致伸縮致動(dòng)器動(dòng)態(tài)模型研究
B的超磁致伸縮致動(dòng)器動(dòng)態(tài)模型研究陽學(xué)進(jìn)（武漢輕工大學(xué)，湖北武漢430020）超磁致伸縮致動(dòng)器具有響應(yīng)快，應(yīng)變大的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種精密場(chǎng)合。而超磁致伸縮致動(dòng)器的輸出與輸入的模型研究，是其應(yīng)用到實(shí)際中的基礎(chǔ)。在忽略了電渦流以及線圈電感系數(shù)變化的影響下，建立了超磁致伸縮致動(dòng)器的動(dòng)態(tài)模型，并在MATLAB中進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真，驗(yàn)證了模型的正確性。GMA；MATLAB；動(dòng)態(tài)模型超磁致伸縮材料（Giant Magnetostrictive Material簡(jiǎn)稱GMM，
裝備制造技術(shù) 2017年1期2017-03-25
- 更快、更智能、更優(yōu)秀的下一代芯片革命
腦相應(yīng)的肌肉“致動(dòng)器”施展力量了，這便是更快、更智能、更優(yōu)秀的下一代芯片革命。我們周圍的世界不久將被那些影響我們生活空間、我們的身體，以及影響我們聲光體驗(yàn)的設(shè)備所吞沒，這些設(shè)備的動(dòng)力來自半導(dǎo)體與微型發(fā)動(dòng)機(jī)的創(chuàng)新結(jié)合。對(duì)人類來說，傳感器可探測(cè)人的腦電波，將思想轉(zhuǎn)換為使致動(dòng)器移動(dòng)四肢的信號(hào)--也許在脊柱或神經(jīng)受損的情況下，類似于科學(xué)家霍金（Stephen Hawking）通過轉(zhuǎn)動(dòng)眼球在計(jì)算機(jī)上打字類似。更切實(shí)的前景在于，被無線充電解放的電動(dòng)汽車將通過傳感器自動(dòng)
首席財(cái)務(wù)官 2016年11期2017-01-05
- 溫度對(duì)介電彈性體材料致動(dòng)器動(dòng)態(tài)性能的影響
介電彈性體材料致動(dòng)器動(dòng)態(tài)性能的影響盛俊杰1， 張玉慶1， 李樹勇1， 陳花鈴2，3(1.中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所， 四川綿陽621900； 2.西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院， 西安710049；3. 機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 西安710049)介電彈性體材料(Dielectric Elastomer，簡(jiǎn)稱DE)具有很強(qiáng)的粘彈性，由于DE材料的粘彈性具有時(shí)間依賴關(guān)系，從而使其應(yīng)力-應(yīng)變也具有時(shí)間依賴性，因此動(dòng)態(tài)變形中，其能量轉(zhuǎn)換、宏觀變形等特性
- 超磁致伸縮致動(dòng)器的等效電路研究及驅(qū)動(dòng)波形設(shè)計(jì)
9）超磁致伸縮致動(dòng)器的等效電路研究及驅(qū)動(dòng)波形設(shè)計(jì)薛光明1， 張培林1， 何忠波1， 孫也尊2， 李冬偉1（1.軍械工程學(xué)院車輛與電氣工程系，河北石家莊050003；2.總裝軍代局駐二四七廠軍代室，山西太原030009）針對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器由于大電感線圈的存在而使電流上升時(shí)間較長(zhǎng)，以致于無法滿足快速開啟需求的問題，分析了致動(dòng)器等效電路以計(jì)算精確的線圈電流，并設(shè)計(jì)了較為合理的驅(qū)動(dòng)電壓波形。從對(duì)致動(dòng)器阻抗的描述精度出發(fā)考察3種等效電路，確定了帶并聯(lián)電阻的等效形式
電機(jī)與控制學(xué)報(bào) 2016年3期2016-10-13
- 鎖閂、鎖閂殼體與致動(dòng)器殼體的組合裝置、車輛鎖閂的上鎖/解鎖致動(dòng)器
一種鎖閂，具有致動(dòng)器殼體，該致動(dòng)器殼體被構(gòu)造成僅通過單一螺釘聯(lián)結(jié)到該鎖閂的鎖閂殼體上。提供鎖閂殼體與致動(dòng)器殼體的組合裝置。一種車輛鎖閂的上鎖/解鎖致動(dòng)器，具有通過單一螺釘固定至鎖閂殼體的致動(dòng)器殼體，以及在致動(dòng)器殼體和鎖閂殼體中形成的至少兩對(duì)一體結(jié)構(gòu)。
科技資訊 2016年8期2016-05-14
- 綜合模態(tài)H2范數(shù)下致動(dòng)器/傳感器的優(yōu)化配置*
模態(tài)H2范數(shù)下致動(dòng)器/傳感器的優(yōu)化配置*婁軍強(qiáng)1, 魏燕定2, 楊依領(lǐng)2, 謝鋒然2, 趙曉偉2(1.寧波大學(xué)機(jī)械工程與力學(xué)學(xué)院 寧波， 315211) (2.浙江大學(xué)浙江省先進(jìn)制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 杭州， 310027)致動(dòng)器/傳感器的優(yōu)化配置問題是智能柔性結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制中的關(guān)鍵技術(shù)問題，基于模態(tài)空間H2范數(shù)研究了智能柔性梁系統(tǒng)中壓電致動(dòng)器/傳感器的優(yōu)化配置問題。根據(jù)Rayleigh-Ritz理論建立了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程并得到其狀態(tài)空間表達(dá)式。提出了一種衡
振動(dòng)、測(cè)試與診斷 2016年1期2016-04-13
- 面向大流量應(yīng)用的硅微閥致動(dòng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)
小，壓強(qiáng)低，對(duì)致動(dòng)器和微型閥結(jié)構(gòu)的限制相對(duì)較小。微型閥的工業(yè)應(yīng)用與醫(yī)療、生物領(lǐng)域相比還較少，主要在于傳統(tǒng)的微型閥結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)上高壓大流量的應(yīng)用環(huán)境［3，4］。繼固體閥、熱力閥、電子閥之后，基于MEMS技術(shù)的硅微閥流控芯片已成為工業(yè)供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)(heating，ventilation and air conditioning，HVAC)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)［5］。本文設(shè)計(jì)了一種基于V型電熱致動(dòng)器［6，7］的新型硅微閥流控芯片，基于電熱耦合理論對(duì)該芯片
傳感器與微系統(tǒng) 2015年9期2015-12-07
- 綜合模態(tài)控制力下壓電致動(dòng)器的優(yōu)化布局
態(tài)控制力下壓電致動(dòng)器的優(yōu)化布局楊依領(lǐng)1,婁軍強(qiáng)2,魏燕定1,傅 雷1,田 埂1,趙曉偉1（1.浙江大學(xué)現(xiàn)代制造工程研究所浙江省先進(jìn)制造技術(shù)重點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)室,浙江杭州310027；2.寧波大學(xué)機(jī)械與力學(xué)學(xué)院,浙江寧波315211）針對(duì)智能撓性結(jié)構(gòu)中致動(dòng)器的優(yōu)化布局問題,在分析撓性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程和狀態(tài)空間方程的基礎(chǔ)上,采用模態(tài)理論,對(duì)系統(tǒng)控制矩陣進(jìn)行奇異值分解,提出一種表征最大綜合模態(tài)控制力的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,該評(píng)價(jià)準(zhǔn)則兼顧保留模態(tài)和截?cái)嗄B(tài)對(duì)模態(tài)控制力的影響,綜合考慮
浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版） 2015年5期2015-10-24
- 一種大力矩大位移微納壓電致動(dòng)器的瞬態(tài)響應(yīng)
電疊堆位移放大致動(dòng)器位移放大原理采用正交三角放大原理，如圖1 所示。設(shè)直角三角形的長(zhǎng)直角邊為b，短直角邊為a，長(zhǎng)直角邊與斜邊的初始夾角為θ。當(dāng)長(zhǎng)直角邊伸長(zhǎng)量為Δb 時(shí)，短直角邊的縮短量為Δa，則有圖1 直角三角放大原理示意圖Fig.1 The principle diagram of right angled triangle amplification由式（1）約去二階小量，可得放大倍數(shù)β為由式（2）可以看出，放大倍數(shù)β只與長(zhǎng)直角邊和斜邊的初始夾角θ有關(guān)
電工技術(shù)學(xué)報(bào) 2015年2期2015-02-19
- 超聲波取樣鉆機(jī)電耦合特性研究
示。主要由超聲致動(dòng)器(壓電陶瓷、預(yù)應(yīng)力螺栓、后蓋板、變幅桿)、自由質(zhì)量、鉆桿3部分構(gòu)成，超聲致動(dòng)器是能量轉(zhuǎn)換器，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，工作原理:超聲波取樣鉆在鉆進(jìn)過程中，利用超聲致動(dòng)器將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，產(chǎn)生超聲波頻率的振動(dòng)，變幅桿端部將振動(dòng)放大，自由質(zhì)量碰撞沖擊鉆桿，使鉆桿獲得更多能量。在此過程中，能量以彈性能的形式保存。這種方式利用取樣鉆本身的彈性、慣性來傳遞應(yīng)力波，取樣鉆在這些應(yīng)力波下做拉伸、收縮運(yùn)動(dòng)。當(dāng)沖擊能量大于巖石破碎所需的能量時(shí)，巖石就破碎了。
鉆探工程 2015年11期2015-01-01
- 空間柔性機(jī)械臂彎扭耦合振動(dòng)的主動(dòng)控制研究
，同時(shí)利用壓電致動(dòng)器控制柔性臂的彈性彎曲振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)旋轉(zhuǎn)柔性臂的精確定位和振動(dòng)抑制[6,7]；E Mirzaee等利用奇異攝動(dòng)法將平面兩連桿柔性臂系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分解成慢速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和快速的彈性振動(dòng)，并用關(guān)節(jié)電機(jī)和壓電致動(dòng)器分別控制，進(jìn)一步證明了壓電致動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)合控制的效果要優(yōu)于單一的電機(jī)控制效果[8]。但是對(duì)于執(zhí)行操作任務(wù)的空間機(jī)械臂而言，由于柔性臂的大型化和柔性化，末端操作對(duì)象的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量極易引起初級(jí)柔性桿件的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。而目前對(duì)機(jī)械臂的研究主要集中在
振動(dòng)工程學(xué)報(bào) 2014年3期2014-04-02
- 超磁致伸縮致動(dòng)器的基于RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定PID 控制
在實(shí)際應(yīng)用中，致動(dòng)器的輸入電流與輸出位移呈現(xiàn)顯著的非線性以及材料固有特性決定的滯回性［1］。為了消除這些非線性因素給定位系統(tǒng)帶來的影響，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力與自學(xué)習(xí)優(yōu)點(diǎn)，在線設(shè)計(jì)了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID 控制器對(duì)致動(dòng)器的磁滯進(jìn)行補(bǔ)償。要進(jìn)行較為精準(zhǔn)的補(bǔ)償和控制，選擇合適的磁滯模型是必要的。Restorff 和Clark等首先根據(jù)鐵質(zhì)物質(zhì)的現(xiàn)象學(xué)磁滯模型提出了超磁致伸縮材料的Preisach 磁滯模型，該模型非線性預(yù)測(cè)能力強(qiáng)、通用性好，缺點(diǎn)是只反映輸入輸
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2013年5期2013-12-23
- 基于GMM微進(jìn)給刀架的溫度特性分析
作的超磁致伸縮致動(dòng)器,具有輸出力大、位移分辨率高、響應(yīng)快等諸多優(yōu)點(diǎn)[2],已在精密加工、超精密加工領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景.然而超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器在工作時(shí),驅(qū)動(dòng)線圈的發(fā)熱、超磁致伸縮棒的磁致?lián)p耗等均可導(dǎo)致超磁致伸縮棒溫度升高,而溫度對(duì)超磁致伸縮材料的伸縮特性影響很大[3].因此,設(shè)計(jì)制作超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器(Giant Magnetostrictive Actuator,GMA)時(shí),必須考慮溫升對(duì)驅(qū)動(dòng)器輸出精度的影響.本文在分析GMA發(fā)熱源及溫升對(duì)GMA輸出精度
湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2011年4期2011-03-23
- 超磁致伸縮制動(dòng)器的虛擬樣機(jī)實(shí)現(xiàn)
1 超磁致伸縮致動(dòng)器的二維裝配模型超磁致伸縮制動(dòng)器主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及連接裝置組成(圖1)[2-3].圖1 超磁致伸縮制動(dòng)器裝配圖2 超磁致伸縮制動(dòng)器虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)2.1 零部件參數(shù)化建模確定超磁致伸縮致動(dòng)器的整體設(shè)計(jì)方案后,應(yīng)用Solidworks三維建模軟件對(duì)其零部件進(jìn)行建模,并對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì).在超磁致微驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器虛擬設(shè)計(jì)中參數(shù)化建模的零件有:超磁致伸縮材料(GMM)棒、內(nèi)套筒、預(yù)壓彈簧、線圈骨架、冷卻水管、殼體、輸出軸、彈性薄板等
湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2011年4期2011-03-23
- 壓電智能板振動(dòng)主動(dòng)控制有限元模擬
傳感器又可作為致動(dòng)器[1，2]，因此壓電材料是彈性結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制中廣泛使用的智能材料，文獻(xiàn)[3]最早利用壓電材料的這些特性研究了梁的振動(dòng)控制。壓電智能結(jié)構(gòu)的分析需要解決電-力耦合等復(fù)雜力學(xué)問題，尤其是對(duì)于板類或大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，采用解析的方法是相當(dāng)困難的，且受到許多假設(shè)條件的限制。文獻(xiàn)[4]提出了考慮壓電層合結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量和力電耦合效應(yīng)的梁、板和殼單元，并利用常增益負(fù)速度反饋、Lyapunov反饋和線性二次型(LQR)方法實(shí)現(xiàn)了板殼結(jié)構(gòu)在沖擊、簡(jiǎn)諧和任意激勵(lì)作用
- 電場(chǎng)活化聚合物卷筒型致動(dòng)器設(shè)計(jì)方法研究
視為微型機(jī)器人致動(dòng)器乃至人造肌肉的理想材料。作為新一代的聚合物材料，電場(chǎng)活化聚合物能夠?qū)﹄姷拇碳け憩F(xiàn)出足夠強(qiáng)的物理響應(yīng)，具有應(yīng)變量大、響應(yīng)快、效率高等特點(diǎn)，可以應(yīng)用于新型致動(dòng)器以及新型傳感器和發(fā)電機(jī)裝置中。電場(chǎng)活化聚合物的獨(dú)特特性能夠從根本上影響新型致動(dòng)裝置的發(fā)展。近十年來，各國(guó)學(xué)者對(duì)該材料的性能進(jìn)行了深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究，特別在驅(qū)動(dòng)材料方面［1－4］。在對(duì)電場(chǎng)活化聚合物變形特性的研究基礎(chǔ)上，通過分析電場(chǎng)活化聚合物的驅(qū)動(dòng)原理，分別設(shè)計(jì)出一維伸縮、平面彎曲、
中國(guó)機(jī)械工程 2010年22期2010-05-31