一种形状记忆合金扭转驱动器的制备与测试

研究了一种以镍钛（NiTi）形状记忆合金带材为基本驱动材料的平面涡卷式扭转驱动器。该驱动器利用NiTi合金的单程形状记忆效应与回复弹簧的相互作用，实现驱动器在高低温状态下正反两向的扭矩输出。分析了驱动器的基本结构形式和驱动原理，探讨了NiTi合金驱动部件的设计方法和基本制备工艺。设计制作了驱动器原理样机，并测试了驱动器的输入输出特性。测试结果表明，该驱动器在给定的高低温环境（10～60℃）下能够在正反两个方向连续稳定地输出扭矩，最大行程范围为0～175°，最大输出扭矩达到0．33N·m。实测结果证明了驱动器设计方案与制备工艺的可行性。

弹性储能装置中平面涡卷弹簧的有限元分析

储能已成为改善风电场输出功率可控性、提升电网稳定性水平的有效手段.提出了基于平面涡卷弹簧的机械式弹性储能-发电系统方案,针对储能装置中关键零件平面涡卷弹簧建立了力学模型和有限元模型,并进行了有限元应力分析和模态分析,得到了涡簧的扭转变形、横截面上的应力分布、固有频率和前20阶振型.研究成果为储能装置的优化设计、储能密度的计算提供了有力依据,也为弹性储能-发电系统的实现奠定了基础.

微电机电刷用蜗卷弹簧的优化设计

蜗卷弹簧是保证微电机有效工作的关键部件,为降低蜗卷弹簧扭转过程的最大应力,提高其安全系数,在Ansys Workbench环境下,详细分析蜗卷弹簧的扭转过程,得出簧片的转动位移、应力分布和簧片层间的相对滑动位移;在此基础上,通过对比分析,得出最优的设计参数,实现了降低蜗卷弹簧扭转过程的最大应力的目的。研究表明:通过增加弹簧圈数和加大过渡圆弧半径,可以将扭转过程中的最大应力由983.18 MPa降低为795.37MPa,降低了187.81 MPa,其安全系数由1.6提高到2.0,有效提高了产品的可靠性。

可调刚度弹性机器人关节研究与设计

为了实现腿式奔跑、跳跃机器人在高速运动中的变速无源运动和提高机器人运动能效性,提出了一种可调刚度弹性被动机器人旋转式关节设计方案.关节采用平面非接触涡卷弹簧作为弹性元件,由小功率伺服电机驱动支撑杆调节平面非接触涡卷弹簧的有效工作长度,最终实现改变关节的旋转刚度.对平面非接触涡卷弹簧进行了有限元弹性大变形仿真分析,并制造出实验样机.试验表明:所设计的可调刚度弹性被动机器人关节性能良好.

两种汽车制动能量回收方式应用于通风的研究

当前存在多种制动能量回收方式,研究这些制动能量回收方式在不同用途上的效益对节能环保有着重大意义,为对比研究蓄电式和涡簧储能式这两种制动能量回收方式应用于汽车通风领域的效益,研制了能直观对比两种方式效益的装置。分别建立装置以两种方式回收能量的数学模型并对其进行Simulink仿真,得到不同涡簧参数和飞轮初速度对回收效率的影响效果,为今后此类制动装置的选择提供参考,并据此对比分析仿真结果,对涡卷弹簧进行选型,得到理论机械能回收效率,对实验装置进行测试,得到实际机械能回收效率,与理论量进行对比,结果表明涡簧式较蓄电池式在应用于通风领域中能更高效率地回收制动能量,具有更大推广价值。

非接触型平面涡卷弹簧的研究

对反作用力矩装置中少圈非接触型平面涡卷弹簧进行研究,提出了少圈非接触型平面涡卷弹簧的优化设计方法.对受机构尺寸空间限制和预紧后扭矩有较高要求的少圈非接触型平面涡卷弹簧进行理论计算.通过建模和动力学柔性体仿真,得到了少圈非接触型平面涡卷弹簧的刚度曲线.对平面涡卷弹簧进行优化设计和实际测量,以满足反作用力矩装置中少圈非接触型平面涡卷弹簧的性能要求.

转动惯量在线测量用涡卷弹簧的设计

针对正弦扭矩标准装置气浮轴系的转动惯量在线测量需求,根据机械标准设计一非接触平面涡卷弹簧,用于测量正弦扭矩标准装置气浮轴系转动惯量。因该涡簧圈数较少(小于设计标准中建议的三圈以上),因此通过有限元分析软件ANSYS分析该涡簧的特性曲线,仿真结果表明:该涡簧能够稳定提供足够的反作用力矩驱动气浮轴系作扭摆运动。实际测试结果表明:使用该涡簧测量转动惯量时,测量结果一致性良好,测量结果精度较高,能够满足测量需求。

弹簧快关球阀

介绍了弹簧快关球阀的工作原理、结构特性和适用工况,给出了阀门用平面涡卷弹簧的相关计算方法,分析了利用弹簧蓄能作用力驱使阀门快速关闭的自动操作过程,并提出该弹簧快关结构可以扩展应用到相关的阀类或装置上。

赵山渡水力发电厂35kV开关柜设备改造

针对赵山渡电厂35 k V开关柜不足之处进行设备改造.改造后的设备增设了DS-KSX196微机消谐装置、ASD型开关柜综合测控装置、WHD系列智能型温湿度控制器、TBP-IM过电压保护器智能监测仪和DSMLA196A小电流接地选线装置等"五防"设施,改造后设备的性能得以优化,控制和操作的闭锁功能的严密性得到强化,设备安全的可靠性得以进一步保证.