微纳米压电陶瓷驱动器的迟滞特性建模

为了高精度地测量微纳米压电陶瓷的驱动特性,研究了一种基于最优模板尺寸的改进图像块匹配位移测量算法;结合Preisach模型,建立了压电陶瓷驱动器迟滞特性模型.首先,研究了不同模板尺寸对位移测量精度的影响,得到了基于标准模板的最优模板尺寸;然后,介绍了Preisach模型用于压电陶瓷驱动器迟滞建模的原理;最后,使用纳米平台系统验证了改进的亚像素模板匹配算法和迟滞特性建模方法的有效性和准确性.     

机器人液压驱动器神经网络自适应最优控制

为了有效地控制液压非线性系统,提出基于RBF神经网络的自适应最优控制系统,应用于机器人液压驱动器.首先,建立了液压系统的动力学模型;然后,输入幅值和频率连续变化的信号,应用卡尔曼滤波器估计液压系统状态,进而计算出模型参数,对模型参数进行分组用于训练RBF神经网络;接着,对不同组参数求平均作为参考点,用RBF神经网络学习最优控制器反馈增益随系统参数的变化规律;最后,训练完成的神经网络根据卡尔曼滤波器参数估计值在线预测并调节控制器增益.经实验验证,该控制系统调节时间和跟踪误差仅为普通线性二次型最优控制器的1/2和1/3左右.     

高频热声制冷机中的压电驱动器

为了研究压电驱动器与热声谐振腔间的耦合特性,建立了压电驱动系统的网络模拟模型。根据压电片的简支和固定两种边界条件,对压电驱动器及(热)声谐振腔声负荷系统的频率和电压特性进行了模拟计算。研究结果显示在高频时系统元件间的耦合特性较低频时好,具有简支边界的压电片产生的声压级比固定边界的要大得多,声压级随输入电压的变化特性计算与实验是相一致的。该模型可用于热声制冷机中压电驱动系统的特性分析。     

电磁流变智能半主动控制系统的发展与应用

针对电磁流变智能产坟动控制系统具有性能稳定、反应迅速、能耗小、控制效果良好等特点,及其在结构控制方面的应用前景,介绍电磁流变智能半主动控制系统及其有关的电磁流变液、控制器及控制算法、驱动器、传感器、电磁流变阻尼器等部分的功能、应用和发展状况,指出其在结构振动控制中进一步应用所亟待解决的问题。     

Earthworm-like micro robot based on electromagnetic driver

According to the principle of bionics, a prototype of the earthworm-like micro robot was developed and manufactured for entering the small tube. Based on the process of the action and mechanics analysis, the controller was designed. This micro robot with 6mm diameter was driven directly by three electromagnetic linear drivers. Mobile cells were joined with two degree-of-freedom joint and the whole body was flexible and soft. The driving force reached 10.8g in normal working condition. The direction of movement and the angle of imaging can be controlled by the shape memory alloy （SMA）. The driving force, velocity and movement of micro robot in flexural tube were tested through experiments, which indicated that the driving force was in proportion to the range of frequency, and the micro robot could current, and the velocity reached a maximum in certain move in the thin tube flexibly.     

截瘫助行外骨骼髋关节离合式弹性驱动器

外骨骼能够帮助截瘫患者行走和康复训练。动力助行外骨骼对患者自身的肌肉力量要求较低,但其驱动电机尺寸、重量较大;无动力储能助行外骨骼不需要电机,但对患者的肌力有一定要求,长时间行走容易导致患者疲劳。该文结合两者优势,设计了一种基于棘轮棘爪机构的离合式弹性驱动器,作为助行外骨骼机器人的髋关节驱动器。在支撑期,截瘫患者依靠自身肌力和拐杖转移重心,同时电机将能量储存在扭簧里;在摆动期,已充分储能的扭簧迅速释放能量帮助患者向前迈腿。该文建立了驱动器在支撑期(扭簧储能)和摆动期(扭簧释能)的动力学模型,并以峰值功率为优化目标,优化参数包括电机角加和减速度。仿真结果显示,对比直接用电机和减速器驱动患者髋关节,该驱动器可显著减小电机平均功率和峰值功率,因此可以通过离合式弹性驱动器特殊的设计,选用额定力矩和功率低的小电机,达到减小电机、关节驱动器乃至外骨骼整体结构的尺寸和重量的目的。     

一种可变直径软体机器人的设计

为了解决刚性机械手安全性低、适应性差的问题,设计一款具有抓取功能的软体机器人。该软体机器人由三个呈圆周 120°分布的软体驱动器和一个夹具组成,夹具可以实现自动化改变直径以适应不同大小物体的抓取,经测算软体机器人可以抓取直径范围为 45mm~97mm 的物体。夹具和软体驱动器都采用3D打印制造,具有成本低、制造简单、易于大规模生产的优点。软体机器人采用气压驱动,当给驱动器充气时,三手指同时弯曲抓取物体,具有很好的稳定性。对于软体驱动器建立了相应的力学模型,得到了弯曲角度与输入气压的关系,并利用ABAQUS 有限元仿真软件对驱动器弯曲特性进行仿真。对比发现,理论建模和仿真分析在驱动器弯曲角度具有很高的吻合性。     

基于P89LPC935的四相步进电机细分驱动器设计

基于P89LPC935的四相步进电机细分驱动器,细分控制信号由、P89LPC935片内的2路DA输出产生,相电流的开关通过P89LPC935的开漏输出脚控制,相电流采用模拟功放方式控制,电路简单,造价低廉,可根据需要通过对单片机编程,选择端口电平、串口通信、L2C接口通信等多种方式控制步进电机的运行。用于驱动42BYG（H）和57BYG（H）系列小功率四相步进电机,可大幅降低驱动器成本,并降低步进电机在低速状态下的运行噪音。     

尺蠖型压电旋转驱动器钳位特性分析

采用MSC.Marc有限元软件的接触分析模块,对钳位过程中钳位块与转子的微观接触过程进行了研究,通过对钳位机构与转子间接触力学问题的分析,以及对转子接触摩擦状况的实验测试,提出了采用大钳位接触面的钳位机构方案.实验表明,采用大钳位接触面的尺蠖型压电驱动器在保证驱动器运动分辨率、运动稳定性的基础上,其承载能力比小钳位接触面的同类驱动器提高了2倍,大接触面钳位机构不仅有利于降低驱动器的局部磨损,而且还提高了驱动器的使用寿命.     

浅谈超声波电机

性能卓越的超声波电机（Ultrasonic Motor,简称USM）正是适应了这种发展形势的需要而出现的一种新型电机。本文对其工作原理,优异的性能及应用前景作了译述。