超声物料输送测试装置的设计

基于行波超声输送原理,设计并制作出实验用的多频变波长的超声输送实验测试装置,研究了输送装置在输送不同物料时的输送性能,考察了激振频率、振子表面质点振幅、物料质量及接触面积等对输送速率的影响。旨在为超声输送速度等宏观输送性能的理论及实验研究提供测试平台。

超声物料输送的微摩擦驱动力实验研究

提出一种沿长度方向突变的变截面直梁压电振子结构,该振子能保证输送工作台面上各质点振幅均匀一致。由于振子具有结构对称性,可在空间上实现两个互相垂直的同阶弯曲模态（近似同频）,这两个模态的叠加使工作面上各质点做可更改运动参数的椭圆运动。应用悬臂梁结构研制了一个毫牛量级的微力测试装置,完成输送振子微小摩擦驱动力的测试。对微摩擦驱动力的主要影响因素进行了实验分析。实验结果表明,工作面质点椭圆运动轨迹的长轴在水平面上比在铅垂面上时更有利于物料的超声振动输送。振子振幅增大时,振子对试件的摩擦驱动力也相应增大;当振子两个方向振动的速度相位差从0°~90°增大时,摩擦驱动力呈增大趋势。

块体物料超声输送能力测试实验装置的研究

基于行波超声物料输送原理,提出并研制了一种多驱动频率的环形压电式超声输送实验装置,该实验装置可对块状单体物料或物料群的运行状况进行不限时、不限输送长度的精确观测,进而能精确计算物料速度等性能参数。在振幅为1μm,驱动频率分别为24.69 kHz及39.31 kHz的实验环境下,对黄铜圆柱和钢圆锥滚子两种规则试件进行了实验测试,实验结果表明,试件具有很均匀的运行速度,输送振子在相同振幅的条件下,输送速度与输送振子的波数及频率成正比。

长环形行波超声电机的有限元分析及研究

以超声物料输送装置的环形压电振子为研究对象,分析了环形封闭梁结构的模态特征,借助于有限元软件确定了振子的结构尺寸。提出了在压电环梁上开设合适的沟槽来控制压电梁的满足行波驱动的振型及频率差的方法,并根据优化结果试制了压电输送振子,通过实验验证了模态控制的可行性。

环形压电振子面内弯曲模态特征及控制

以超声物料输送装置的环形压电振子为研究对象,分析了环形封闭梁结构的模态特征,指出环形压电振子的面内弯曲振动,其偶数阶模态关于两对称轴均对称或关于中心对称,而奇数阶模态分别关于两对称轴对称。提出了在压电环梁上开设合适的沟槽来控制压电梁的满足行波驱动的振型及频率差的方法,并根据优化结果试制了压电输送振子,通过实验验证了模态控制的可行性。