一种质量质心测量系统设计

稳定平台的静不平衡对系统在大过载状态下的工作性能影响很大,而精确测量稳定平台的质量质心能够将系统静不平衡量调整到最小。文章针对一般稳定平台系统的结构特点,设计了一种采用力矩平衡原理的质量质心测试系统,可以满足稳定平台精确调整静平衡的要求。     

基于DMD的电视图像目标模拟器变焦系统结构设计

根据电视图像目标模拟器光学系统设计的特点和技术指标要求,介绍了一种基于数字微反射器件(DMD)的电视图像目标模拟器变焦系统结构设计框架,详细介绍了变焦机构涡轮蜗杆以及箱体的结构设计。从机械设计角度出发,给出两个视场光轴调节方法,测试结果表明大、小视场光轴重合,满足不平行度小于1'的要求。整个系统结构紧凑,调试方便,像质良好,重量、体积均满足设计要求,满足模拟器的使用要求。     

多维微传动平台设计及基于RPY角的运动特性分析

为了满足精密制造领域对于传动平台多自由度及大行程的要求,基于空间机构学,设计了由压电陶瓷驱动柔性铰链导向的六自由度微传动平台.针对压电陶瓷输出位移小的缺点,设计桥式机构对其输出位移进行放大,并利用线切割对传动平台进行一次性加工,得到具有大行程的一体式传动平台.通过齐次坐标变换得到了补充修正后的RPY(滚动-俯仰-偏转)角姿态描述方法,利用此方法分析传动平台的运动特性,通过虚功原理和坐标变换理论,建立了微传动平台的运动学模型,得到了压电陶瓷驱动位移与传动平台运动位移之间的映射关系,以及微传动平台6个方向的静态刚度及其变化规律.利用ANSYS12.0对传动平台进行有限元仿真,并搭建实验平台进行实验测试,实验结果与理论模型和仿真结果的对比分析验证了理论模型的正确性及平台结构的合理性.     

基于数值积分的车削加工时域仿真

建立了车削加工系统z向单自由度动力学模型,试验测试获得了CJ0625车床的刀架频响函数,并辨识获得结构动态特性参数.采用一种变步长方法进行时域仿真研究,该算法可以根据计算点主轴转速动态调整仿真步长,保证算法收敛,满足仿真结果精度要求.基于Matlab平台设计并编写了车削加工时域仿真软件.对时域仿真方法与频域颤振预测方法(叶瓣图法)进行了比较研究.给出了稳定切削、临界稳定以及颤振情况下的振动位移变化曲线.结果表明两种方法获得的车削加工绝对稳定切削深度误差小于607%.     

织物动态膨化测试系统的研制

研制了一种可以测定织物动态膨化过程的系统.系统中设计制作了一个微压力接触型线性小位移传感器和线性检测电路.该系统可对织物在浓碱液中的动态膨化过程检测和记录,从而可测试织物的动态膨化性能,并可用于耐碱润湿剂的组成结构与性能关系的研究.     

基于虚拟仪器技术的微摩擦测试系统开发

针对微摩擦学测试设备存在的载荷范围不合适和无法进行动态测量问题,将虚拟仪器技术应用于微摩擦测试,开发出一套球接触滑动往复摩擦测试系统.测试系统以LabVIEW软件为平台,采用图形化编程.通过二维位移平台调节载荷大小,往复平台调节滑动摩擦速度,考察材料在不同工况下的摩擦性能.结果表明,系统量程为0.001～1 N,其动态分辨力小于1 mN.用该系统测得妹材料的摩擦系数曲线符合材料的摩擦特性,证明了系统的可用性,且具有可靠、易用、开放、灵活和低成本等特点.     

基于直角柔性铰链的微控平台动力学研究

目的设计一种基于直角柔性铰链的一维微控平台,用激光干涉仪进行微控平台位置的检测和传递位置信号实现位置上的闭环控制,从而实现大行程纳米级分辨率和定位精度要求.方法利用卡氏第二定理推导微控平台运动的柔度表达式,在此基础上进行不同柔性铰链的柔度对比,选取满足要求的柔性铰链,并设定其几何参数,通过计算选择合适的压电陶瓷驱动器,并利用有限元软件进行验证,建立了质量-阻尼-刚度动力学模型,对比不同阻尼下的微控平台的稳定状态,为选择提供预紧力的弹簧提供参考.结果直角柔性铰链的柔度最大,满足微控平台大位移量的要求.通过计算选择低压机械式封装压电陶瓷驱动器,具体型号为PST 150/4/20 VS9.在进行微控平台的封装时,设定弹簧阻尼在4 000 N/m,微控平台可以在很短的时间内趋于稳定,达到其优化的目的.结论新型一维微控平台能够实现稳定性定位,该设计思路为微控平台的设计提供了一种有效简明的设计步骤,为平台的优化设计提供了一种参考.     

基于多周期同步测量法的微位移检测电路设计

在机械产品微位移高精度检测中,目前广泛采用的微位移检测电路是通过电感式位移传感器将被测位移量转换成输出电压幅度,该方法的测量精度受调理电路的限制.为进一步提高测量精度,提出一种多周期同步测量法,并设计了基于单片机控制的微位移检测电路.实际应用表明,该系统在电感式位移传感器检测量程为2mm时,系统检测精度可达0.01um.并且系统在提高计数频率时可以达到更高的测量精度.     

嵌入式远程视频监控系统设计与实现

设计了一种运行在嵌入式Linux平台下的远程监控系统的实现方案．该系统以ARM9微处理器S3C2440作为主处理器,通过USB摄像头采集视频信息,采用JPEG进行视频压缩编码,并基于TCP／IP协议实现视频图像数据传输;通过Javaapplet技术,实现视频图像在网页上的接收和显示．客户端通过浏览器就可以访问Web服务器中的视频监控画面．测试结果表明,系统整体工作稳定,监控画面清晰流畅,网络延迟小．     

采用Udwadia-Kalaba理论的微振动隔振平台研究

针对微制造平台的隔振问题,建立基于Udwadia-Kalaba方程的动力学模型,其可以在不引入拉格朗日乘数等额外参数的情况下进行求解。将微振动平台的振动位移作为系统约束,建立微振动隔振平台的离散化模型,并在主动隔振与被动隔振的混合机制下进行微振动平台隔振系统的多体动力学分析与仿真;用Udwadia-Kalaba方程建立了驱动条件的求解方法以满足系统约束,基于约束条件建立微振动隔振平台的动力学模型,且通过Matlab语言进行仿真计算。研究结果表明:根据仿真得到了8个自由度方向的约束力矩,由此可以求得致动器所要求的竖直方向力的大小;在4个质点所受噪声干扰相同的条件下,微振动离散化模型4个致动器所需的约束力保持一致,而且可以达到良好的减振作用。     

基于硅隔离衬底的高深宽比微型杠杆机构研究

针对微机电系统微执行器输出位移小,不能满足实际工作需要的问题,设计了一种微型柔性杠杆位移放大机构,并用有限元方法对放大倍数及影响因素进行了分析.该机构不含任何旋转部件,利用单晶硅微梁的弹性变形来实现微位移的放大,采用深层反应离子刻蚀技术将整个机构制作在硅隔离衬底上,并把它置于40%的HF溶液中使其成功释放.对集成加工在同一衬底上的电热微执行器进行了性能测试,测试结果表明,在没有优化的条件下,加工的两级微型杠杆机构在14 V工作电压下的放大倍数为18.9倍,输出位移达到36μm,测试结果与仿真结果相吻合.     

基于视觉测量的微陀螺振动系统线性度测试研究

为了测试分析微陀螺驱动模态振动系统的线性度,使驱动模态在静电驱动信号激励下产生稳定的线性振动,采用计算机视觉测量方法,使用高速摄像机获取微陀螺驱动模态在频率固定的调幅驱动电压信号激励下的振动位移响应视频图像;通过对运动时序图像的处理、目标识别与运动参数测量,获得振动位移的时变曲线.进一步得到驱动电压幅值变化与振动位移幅值的变化关系,分析结果表明,该方法便于对微陀螺振动系统的线性度进行测试分析.     

基于PLC的螺栓加载测试平台系统设计

以螺栓加载测试平台系统为研究平台,介绍一种基于PLC的螺栓加载测试平台系统的设计思路,给出了螺栓加载平台示意图、交替加载示意图、冲击加载示意图和PLC功能流程图.该系统设计的工作效率和安全性较高,并且其结构设计简单有利于整个系统的稳定.     

火炮悬挂系统柔性件的应力测试与疲劳分析

为了获得火炮在强化路上进行牵引试验的总里程,需要研究悬挂柔性件的疲劳寿命。根据疲劳寿命计算的需要给出了测试系统精度要求。选择测试仪器的精度,设计制造工装具控制传感器的安装精度,进行牵引试验,测试悬挂系统缓冲位移。建立了悬挂系统缓冲位移与悬挂柔性件应力之间的函数,获得了悬挂柔性件的疲劳寿命和疲劳强化系数。证明用测试悬挂系统缓冲位移方法,可以获得柔性件应力、疲劳寿命和强化系数。     

压电驱动一维微动平台的动力性能仿真

为降低一维微动平台定位机构的复杂性,消除输出位移的耦合,根据s型柔性铰链的结构特性,设计了基于压电堆栈驱动和S型柔性铰链为定位机构的一维微动平台。应用ANSYS软件对其进行动力性能仿真分析。结果表明：材料的许用应力340MPa,微动平台的最大应力为37MPa,这小于许用应力,满足强度设计要求。微动平台可以实现0～46．8μm的微位移输出。该结果为进一步研究二维微动平台提供了参考依据。     

纳米级压电陶瓷微位移系统的研究

介绍了一种用于纳米磨削的新型微位移系统,该系统由压电陶瓷微位移工作台和计算机控制的专用驱动电源组成,系统精度与压电陶瓷致动器和控制系统密切相关。阐述了以压电陶瓷致动器为核心的微位移工作台和驱动电源的设计原理和设计特点,并用已研制成的高精度高分辩率微位移系统实现了陶瓷样件的纳米镜面磨制。     

动态微位移量的自动干涉测量系统

该文介绍一种可进行动态微位移测量的自动干涉测试系统。     

离心式昆虫微力测试系统设计

基于猪笼草叶笼滑移区表面特殊结构与良好滑移功能仿生研制致灾农业昆虫捕集滑板过程中,需要测试昆虫在仿生原型及制备滑板表面的附着力、摩擦力等毫牛尺度微力。为满足毫牛尺度微力的测试需求,依据离心力原理设计研制了一种离心式昆虫微力测试系统。该系统主要包括测试平台及附属机构、调速电机及转速控制器、视频监控系统和能够实现各部件固定安装的机座等4部分。调试运行结果表明设计研制的离心式昆虫微力测试系统能够准确采集蚂蚁、甲虫、飞蛾等体型较小昆虫附着系统产生的毫牛尺度微力,精度可达0.1mN,能够满足致灾农业昆虫捕集滑板仿生研制过程中对昆虫微力准确测试的需求。     

惯导平台稳定系统MATLAB仿真研究

讨论惯导平台稳定系统的工作及测试过程，建立了数学物理模型并完成仿真，设计实现了惯导平台稳定系统动态性能测试的软测试。     

高速电主轴在线温升及轴向热伸长测试系统的设计

摘要：文章针对高速电主轴的热源及热误差问题进行了研究。阐述了基于多通道数据采集卡与虚拟仪器技术的高速电主轴在线温升及轴向热伸长测试系统的整体设计方法,测试系统硬件由多功能数据采集卡和高精度位移、温度传感器组成,并在LABVIEW平台上以图形化方式编写测试系统配套软件,实现了对信号的实时采集、存储与回放,并对数据进行处理和分析。实验结果表明,该测试系统运行稳定、可靠,达到了预期的效果。