新型大倍率空气放大器性能影响因素的研究

为了提高空气放大器的综合性能,设计一种环状多段射流缝隙的新型间隔射流式空气放大器。通过仿真与试验相结合的方法,研究单元数n与闭通比P对卷吸比、输出流量以及内部流动的影响规律。研究结果表明:随着P的增大,间隔射流式空气放大器的卷吸比增大,而输出流量逐渐减小;n对卷吸比与输出流量影响不大,但较小的n会在扩散混合区内引发边界层分离,影响流动的稳定性;当供气压力为0.5 MPa时,n=16、P=2的间隔射流式空气放大器卷吸比为2.55,与环射式空气放大器相比,其输出流量略高,卷吸比提升了5.8%。

真空遮断阀吸取系统动态特性研究

遮断阀在多吸盘真空吸取系统中对失效的吸盘进行自适应遮断,从而让未失效吸盘内的真空度保持在正常的范围内。以ZP2V遮断阀为核心,建立真空遮断阀吸取系统的动态模型进行理论分析,并在单吸盘真空吸取系统上进行模拟仿真,搭建试验平台对仿真结果进行验证。根据实际工况搭建了多吸盘真空吸取系统,在两种失效形式下进行了遮断阀性能动态特性测试,分析各因素对系统真空度及流量的影响和规律,为采用遮断阀的真空吸取系统的设计和选型提供依据。

基于气动人工肌肉力反馈数据手套的柔性物体力觉再现

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。

力反馈数据手套的角度测量

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.

筒式永磁调速器的磁场分析与特性研究

永磁调速器通过调节永磁转子和导体转子的相对位置来实现离心式负载速度的调节和电机的节能,是一种新的调速设备。为了深入研究筒式结构永磁调速器的磁场及机械特性,基于三维运动涡流场,建立了筒式永磁调速器的有限元模型,并对其磁场进行了瞬态分析,得出了筒式永磁调速器的磁场和涡流分布情况,以及输出功率和转矩随转差率和啮合面积的变化曲线。分析结果与试验结果的对比验证了有限元分析方法的正确性。

气力式油雾器雾化性能影响因素试验研究

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。

永磁涡流调速器研究与应用

永磁涡流调速是一种新型电机调速节能技术,具有可靠性高、制造和维修成本低、对电网没有谐波污染等优点,是电机调速节能领域的研究热点,已引起了许多国内外学者和高耗能企业的广泛关注。介绍了永磁涡流调速器的发展状况和工作原理,综述了永磁涡流调速技术及永磁传动技术的研究现状,结合实际案例表明永磁涡流调速对风机水泵系统具有显著的节能效果。

基于气动喷嘴的线面触觉再现分析与实验

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。

影响数据手套力反馈的因素分析

针对设计的基于气动人工肌肉的外骨架式力反馈数据手套,分析影响力反馈的各种因素。对制动气囊的最大静摩擦力进行了理论计算,并对制动气囊充放气过程对力反馈的影响进行了实验研究。对手指关节自由运动时受到的阻力进行测量,由于阻力会对力反馈产生影响,提出了减小影响的方法。分析由于手指皮肤的变形引起的角度变化对力反馈的影响,并通过实验分析了人的反应对力反馈的影响。

力反馈数据手套单关节研究

设计了一种由气动人工肌肉作为驱动器的外骨架式力反馈数据手套,介绍了数据手套的结构和工作原理。建立单关节试验台,采用变参数PI控制方法,对关节的力闭环控制进行了试验。

气动伺服点焊焊枪的特性分析

针对气动伺服点焊焊枪与传统气动焊枪在焊接不同阶段的技术特性进行对比分析。相比于传统气动焊枪,气动伺服焊枪在焊枪闭合渐进阶段可以对电极进行缓冲控制,实现电极对工件的软接触,提高焊接质量和电极寿命;在焊接加压阶段电极力响应速度快,同时电极力能够快速调节,满足焊接过程对变电极力的要求。实验结果表明:气动伺服点焊焊枪相对于传统气动焊枪具有一定的优势,具有广阔的应用前景。

“液压与气压传动”课程教学改革探索与实践——基于“卓越工程师”培养及工程教育认证视角

为适应卓越工程师培养和工程教育认证的要求,笔者针对"液压与气压传动"课程的特点和性质,根据培养目标和现有的实验条件,通过优化设计课程教学内容,以模块化的知识内容为主线,结合相应的项目和实验,建立课堂教学、项目和实验的一体化课程体系,开展理论教学和应用的探索和实践,从而增加学生学习的兴趣和主动性,提高学生的工程应用能力,以及分析和解决复杂工程问题的能力。

气动多点载荷下手指触觉动态感知机理

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。

双路圆柱型涡流管的数值模拟与试验研究

建立双路圆柱形涡流管三维有限元物理模型,通过数值模拟获得其内部三维气体强旋流的流动状况;同时分别对双路涡流管内的切向速度、轴向速度和总温分布进行分析;并通过量纲分析与前人的实测结果进行对比,验证了双路涡流管数值模拟的正确性。在数值模拟基础上,通过仿真和实验分析了双路涡流管附加回路的直径、进气压力以及冷流率和喷嘴进气压力对制冷效应的影响,并与单路涡流管对比,得到了各参数对双路涡流管性能的影响规律。

气动力觉再现装置研究现状

介绍了气动力觉再现装置的国内外研究现状,根据力觉再现装置的设计原则,提出了设计气动力觉再现装置需要考虑的关键问题,并对发展前景和方向进行了展望。

高压无气喷涂涂料雾化特性实验研究

采用氧化镁压痕法,以铁红防锈漆为工质,研究了高压无气喷涂中喷嘴等效孔径、雾化压力等工作参数对涂料雾化效果的影响规律。对不同等效孔径的喷嘴在不同喷涂压力下的涂料雾化特性进行了实验研究,结果表明:涂料雾化颗粒的索特平均直径(SMD)和特征直径随雾化压力增大而减小,随喷嘴孔径增大而增大;雾化压力对雾化颗粒的相对尺寸范围影响较大,压力增大,雾化颗粒相对尺寸范围减小,雾化颗粒分布更均匀。

变速器齿裂及轴承故障建模与故障特征提取

建立了变速器齿裂故障、轴承故障的动力学模型 ,依据此模型仿真了齿裂故障、轴承内圈、外圈、滚动体故障的故障信号。采用平滑伪维格纳分布提取了这几种故障的特征。

污染物对热膜式气体流量传感器精度的影响

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。

密立根法测量热膜式气体流量传感器中污染物颗粒带电量

热膜式气体流量传感器在实际使用过程中,其芯片表面很容易被微小颗粒污染,使精度达不到工作要求。试验研究发现,传感器通电工作时,芯片表面电场力是造成污染物颗粒吸附堆积的主要因素。因此,污染物颗粒带电量的大小对芯片表面颗粒的堆积有着直接影响。文中采用Mastersizer 2000激光粒度分析仪和密立根油滴仪联合测量了颗粒群的平均粒径和平均带电量。激光粒度分析仪所测污染物颗粒的平均粒径为3.311μm,根据此平均粒径值,密立根油滴仪所测3.2~3.4μm范围内的颗粒所带平均带电量为6.4×10^(-17) C,此带电量即为整个颗粒群的平均带电量。

内嵌阻尼器的摆动伺服气缸

针对普通摆动气缸不能在行程中间实现任意点精确、快速定位的问题,研究开发一种摆动伺服气缸。提出集成叶片式气压驱动装置、圆盘式磁流变液旋转阻尼器、角度检测装置的摆动伺服气缸结构方案。设计了高速响应的驱动电源,线圈电流的阶跃响应时间约为1ms。对摆动伺服气缸基本性能试验结果表明:摆动伺服气缸具有良好的驱动性能,摩擦力矩较小,对气压驱动基本无影响,可调阻尼力矩在控制电压4.5V时达到饱和阻尼力矩24.7N·m,动态力矩平稳,波动在5%以内,输出力矩响应时间约为35ms。