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能量采集型压电超声驱动器的设计与实验研究 被引量:4
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作者 王光庆 王学保 +2 位作者 李秀玲 崔素娟 武海强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期55-63,共9页
基于压电陶瓷正、逆压电效应设计了一种具有能量采集功能的旋转式环形压电超声驱动器;利用ANSYS软件建立了驱动器压电振子有限元参数化模型(FEM),通过参数灵敏度分析方法对压电振子结构进行了优化设计;研制了直径60 mm的环形压电超声驱... 基于压电陶瓷正、逆压电效应设计了一种具有能量采集功能的旋转式环形压电超声驱动器;利用ANSYS软件建立了驱动器压电振子有限元参数化模型(FEM),通过参数灵敏度分析方法对压电振子结构进行了优化设计;研制了直径60 mm的环形压电超声驱动器原理样机,搭建了样机实验平台,实验验证了所设计方法的正确性。研究结果表明,在频率36 kHz、幅值152 V的电压激励下,驱动器的最大空载转速、堵转力矩和机械输出功率分别达到112 r/min、0.78 N·m和3.1 W;在空载时,驱动器每个扇区的振动能量采集输出功率最大达到108 mW;在负载力矩0.35 N·m和负载电阻为11 kΩ时,驱动器每个扇区的振动能量采集输出功率达到93 mW,总的采集输出功率为1.674 W,驱动器压电振子的振动能量有效利用率达到47.74%。 展开更多
关键词 压电超声驱动器 振动能量采集 优化设计 有限元模型 实验验证
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弯振复合型超声驱动器振动特性研究 被引量:2
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作者 刘英想 陈维山 +1 位作者 冯培连 刘军考 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期25-29,共5页
为了避免模态复合型超声驱动器中普遍存在的频率简并问题,提出了一种新型的弯振复合型超声驱动器。该驱动器采用压电金属复合梁两个正交弯振模态的复合在两个驱动足处激励出椭圆轨迹振动。对该驱动器的振动特性进行深入研究,旨在获得驱... 为了避免模态复合型超声驱动器中普遍存在的频率简并问题,提出了一种新型的弯振复合型超声驱动器。该驱动器采用压电金属复合梁两个正交弯振模态的复合在两个驱动足处激励出椭圆轨迹振动。对该驱动器的振动特性进行深入研究,旨在获得驱动区域质点的真实运动轨迹。首先,建立了矩形截面梁在弯振复合模态下末端区域质点振动轨迹的数学模型;然后,借助有限元瞬态分析,对驱动足振动轨迹进行仿真,实现对所建立振动轨迹数学模型的验证。振动轨迹方程和仿真结果均表明:两个驱动足表面质点振动轨迹均为三维的椭圆,垂直于驱动器轴线的平面内的椭圆振动更适合用于致动输出。最后,分析了该驱动器存在的不足之处,提出了一种改进方案,采用对称设置压电陶瓷片实现两个驱动足振动特性的一致;通过瞬态分析在两个驱动足处得到了一致的振动轨迹,改进的样机实现了输出特性的显著提高。 展开更多
关键词 超声驱动器 弯振模态复合 振动特性 椭圆轨迹
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基于超声驱动器的岩石样品采样设备
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作者 白永明 时运来 《机械制造与自动化》 2015年第3期80-82,共3页
超声驱动器是近几十年发展形成的新型驱动装置,因其具有一些显著优点,在某些特殊领域有着较好的应用前景,特别适合在深空探测使用。针对现阶段外太空研究中样品取样设备的需求和已有的关于超声驱动器研究成果,提出了研制基于超声驱动器... 超声驱动器是近几十年发展形成的新型驱动装置,因其具有一些显著优点,在某些特殊领域有着较好的应用前景,特别适合在深空探测使用。针对现阶段外太空研究中样品取样设备的需求和已有的关于超声驱动器研究成果,提出了研制基于超声驱动器的岩石样品采样设备并进行了一些试验研究,取得了一些初步研究成果。 展开更多
关键词 超声驱动器 岩石样品 采样设备
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用于手康复机器人的弯扭复合超声驱动器振子仿真分析
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作者 卢景新 郭凯 +1 位作者 刘畅 杨洪波 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第9期129-134,共6页
用于手功能康复机器人的超声驱动器的性能大部分取决于驱动器的振子,振子的结构设计与尺寸参数对驱动器至关重要,振子的结构设计尺寸对驱动器的性能影响规律是本文的研究重点,通过观察不同结构尺寸变量对振子的共振频率与幅值的影响,为... 用于手功能康复机器人的超声驱动器的性能大部分取决于驱动器的振子,振子的结构设计与尺寸参数对驱动器至关重要,振子的结构设计尺寸对驱动器的性能影响规律是本文的研究重点,通过观察不同结构尺寸变量对振子的共振频率与幅值的影响,为合理设计制作用于手功能康复的超声驱动器结构尺寸提供理论依据和前期准备。首先,根据手功能康复机器人的驱动需求提出改进方法,用超声驱动器替代传统电机优化性能。其次,分析驱动器的设计理论,寻找不同结构尺寸对于振子的共振频率和幅值的影响规律。最后,对用于手功能康复机器人的弯扭复合的超声驱动器的振子进行模态分析、谐响应分析和瞬态分析仿真,得出在设计尺寸下的驱动器可以满足手功能康复机器人的要求。这是超声驱动器在康复机器人领域的应用探索,利用超声驱动器体积小、质量小、构造简单、定位准确、大功率密度、响应时间短等亮点,改善手功能机器人在驱动装置上的性能。 展开更多
关键词 手功能康复 超声驱动器 模态分析 瞬态分析
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基于模糊数学算法的超声驱动器振动自动控制模型构建
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作者 廖红菊 《自动化与仪器仪表》 2020年第11期18-21,共4页
传统超声驱动器振动自动控制模型由于外界环境的扰动,无法对超声驱动器振动进行动态监测,存在着控制力度较小的问题,为此,提出基于模糊数学算法的超声驱动器振动自动控制模型构建研究。获取超声驱动器振动轨迹集合,利用模糊数学算法处... 传统超声驱动器振动自动控制模型由于外界环境的扰动,无法对超声驱动器振动进行动态监测,存在着控制力度较小的问题,为此,提出基于模糊数学算法的超声驱动器振动自动控制模型构建研究。获取超声驱动器振动轨迹集合,利用模糊数学算法处理超声驱动器振动轨迹集合,得到驱动器振动轨迹特征,避免了外界环境的干扰,以振动轨迹特征为基础,模拟超声驱动器振动,计算振动控制力因子,实现了超声驱动器振动自动控制模型的运行。仿真对比测试结果显示:与传统模型相比较,构建模型的振动控制力因子较大、控制效果较好,表明构建模型的控制力度较大,适合大力推广使用。 展开更多
关键词 模糊数据算法 超声驱动器 振动 控制
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基于多策略数学算法的弯振复合型超声驱动器振动控制模型研究
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作者 荆荣丽 王鹏 葛书荣 《自动化与仪器仪表》 2022年第7期74-77,共4页
弯振复合型超声驱动器在手动静态饱和应力作用下产生振动,为了提高驱动器的振动控制能力,提出基于多策略数学算法的弯振复合型超声驱动器振动控制模型。采用线性自抗扰控制的方法建立弯振复合型超声驱动器的动力学和运动学模型,采用传... 弯振复合型超声驱动器在手动静态饱和应力作用下产生振动,为了提高驱动器的振动控制能力,提出基于多策略数学算法的弯振复合型超声驱动器振动控制模型。采用线性自抗扰控制的方法建立弯振复合型超声驱动器的动力学和运动学模型,采用传感信息检测方法实现对弯振复合型超声驱动器的振动参数检测,对提取的驱动器振动参数信息采用多策略数学算法进行特征提取和动态反馈跟踪测量,通过求解运动学规划模型,采用自主反馈动态调节实现对弯振复合型超声驱动器的振动误差补偿,通过静态抗饱和的误差反馈补偿方法实现弯振复合型超声驱动器振动优化控制。仿真结果表明,采用该方法进行弯振复合型超声驱动器振动控制的稳态性较好,抗振性能较好,提高了驱动器的输出平稳性和鲁棒性。 展开更多
关键词 多策略数学算法 弯振复合型 超声驱动器 振动控制 线性自抗扰控制
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大直径超声压电驱动器定子支撑的研究 被引量:2
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作者 杜晓真 杨忠 唐玉娟 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期157-161,共5页
定子支撑对大直径超声压电驱动器的振动模态产生影响,从而对驱动器的输出特性和运行特性产生影响。结合有限元和理论分析对定子的幅频特性进行分析,进一步得出输出转速和转矩与支撑尺寸的变化曲线,从而定量分析支撑尺寸的改变对驱动器... 定子支撑对大直径超声压电驱动器的振动模态产生影响,从而对驱动器的输出特性和运行特性产生影响。结合有限元和理论分析对定子的幅频特性进行分析,进一步得出输出转速和转矩与支撑尺寸的变化曲线,从而定量分析支撑尺寸的改变对驱动器输出特性的影响。结果表明,定子支撑尺寸的改变对转速和转矩产生了影响,但转速和转矩的变化范围在6%内,故在设计大直径超声压电驱动器定子时,可通过改变支撑尺寸确定驱动器最优工作模态,而不会对驱动器输出转速和转矩产生较大影响。 展开更多
关键词 大直径 超声压电驱动器 振动模态 输出特性
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基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电系统设计 被引量:1
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作者 杜晓真 杨忠 唐玉娟 《金陵科技学院学报》 2018年第2期27-31,共5页
设计出新颖的基于超声压电驱动器的单轴跟踪太阳光伏发电系统,实现无减速机构的直接驱动,以简化整体结构,提高光伏发电效率。仿真与实验结果表明,该系统较固定安装的发电系统发电量提高了31.61%,成本增加了23.6%,净增加收益为8.01%,该... 设计出新颖的基于超声压电驱动器的单轴跟踪太阳光伏发电系统,实现无减速机构的直接驱动,以简化整体结构,提高光伏发电效率。仿真与实验结果表明,该系统较固定安装的发电系统发电量提高了31.61%,成本增加了23.6%,净增加收益为8.01%,该系统是稳定可行的,具有很大的潜在的应用价值。 展开更多
关键词 光伏发电 跟踪太阳 超声压电驱动器 单轴跟踪
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一种基于STM32的目标实时跟踪系统研究 被引量:4
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作者 竺春祥 鹿存跃 《半导体光电》 北大核心 2017年第6期908-910,共3页
为了解决现有目标跟踪系统难以小型化和跟踪速度慢的问题,设计了一种以型号为STM32F103ZET6的32位ARM处理器为主控芯片的二维运动目标跟踪系统。系统包括搭载了高清网络摄像机的二维跟踪云台和以STM32为核心的超声电机双路驱动器。系统... 为了解决现有目标跟踪系统难以小型化和跟踪速度慢的问题,设计了一种以型号为STM32F103ZET6的32位ARM处理器为主控芯片的二维运动目标跟踪系统。系统包括搭载了高清网络摄像机的二维跟踪云台和以STM32为核心的超声电机双路驱动器。系统通过上位机图像处理识别目标,控制下位机超声电机双路驱动器驱动二维云台跟踪目标。实验结果表明,该系统响应速度快、结构简单且跟踪精度高,云台可实现水平方向0°~360°、竖直方向0°~180°旋转。 展开更多
关键词 STM32 超声电机双路驱动器 图像处理 二维跟踪云台
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Mass transfer enhancement for LiBr solution using ultrasonic wave 被引量:1
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作者 韩晓东 张仕伟 +2 位作者 汤勇 袁伟 李斌 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第2期405-412,共8页
The methods were studied to improve the cooling performance of the absorption refrigeration system(ARS) driven by low-grade solar energy with ultrasonic wave, while the mechanism of ultrasonic wave strengthening boili... The methods were studied to improve the cooling performance of the absorption refrigeration system(ARS) driven by low-grade solar energy with ultrasonic wave, while the mechanism of ultrasonic wave strengthening boiling mass transfer in LiB r solution was also analyzed with experiment. The experimental results indicate that, under the driving heat source of 60–100 oC and the ultrasonic power of 20–60 W, the mass flux of cryogen water in Li Br solution is higher after the application of ultrasonic wave than auxiliary heating with electric rod of the same power, so the ultrasonic application effectively enhances the heat utilization efficiency. The distance H from ultrasonic transducer to vapor/liquid interface significantly affects mass transfer enhancement, so an optimal Hopt corresponding to certain ultrasonic power is beneficial to reaching the best strengthening effect for ultrasonic mass transfer. When the ultrasonic power increases, the mass transfer obviously speeds up in the cryogen water; however, as the power increases to a certain extent, the flux reaches a plateau without obvious increment. Moreover, the ultrasound-enhanced mass transfer technology can reduce the minimum temperature of driving heat source required by ARS and promote the application of solar energy during absorption refrigeration. 展开更多
关键词 mass transfer enhancement LiBr solution ultrasonic wave solar absorption refrigeration system
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