一种新型压电振动输送器的设计

为了能实现对轻、薄、小物料的稳定输送,提出了一种压电双晶片为驱动源配重式直线振动输送器。设计了压电振动输送器的结构并分析了其工作原理,建立了系统的动力学模型,推导出了双自由度系统的振动位移表达式以及近似得到系统的固有频率,制作了振动输送器的样机,并进行了试验测试。试验结果表明:在系统共振频率为120.5Hz,料道振动位移达到最大,3个测试点分别为39μm,34μm,37μm,但不影响物料输送,工作频率范围为117~124Hz,处于共振频率最大输送速度达到52mm/s。与同型号的电磁式振动输送器相比,在共振条件下研制的样机的电流仅为电磁式的16.58%,速度是其1.36倍,振幅为电磁式的32.38%,噪音降低了33dB。设计的输送器具有送速度稳定、节能、噪音小等优点。     

基于STM32沼气池多组分监测系统设计

为了满足沼气池的稳定性、安全性、高精度好等特点,采用模块化思想,把数据采集部分和数据处理分开,设计出新型沼气池数据采集系统。该系统具有GPS授时、无线传输模块和多种通信接口,同时从硬件和软件两个方面降低数据采集系统的功耗。通过测试研究,满足沼气实时监测的要求。     

压电式旋转驱动器的设计与实验

为了实现压电驱动器低频率、高效率的输出,设计了一种低频压电式旋转驱动器,这种旋转驱动器结构简单,由低频电源驱动。首先对旋转驱动器进行了结构设计与工作机理分析;然后建立了系统的动力学模型,得出系统输出位移和固有频率表达式;最后制作了实验样机进行实验测试,以微小物料为研究对象,测试驱动器的驱动能力。测试结果表明,当系统频率在91.5Hz时,旋转驱动器性能最佳,输出振动位移大致为45μm,物料移动最大速度为0.15cm/s。     

磁力弹簧式压电振动送料器的设计与试验

针对压电送料器随外部载荷变化输送速度不稳定的问题,提出了一种利用磁力弹簧改变传振性能及系统共振原理的新型结构压电振动送料器装置。分析了磁力弹簧式压电振动送料器的工作原理,建立了振动送料器的动力学模型,计算分析得出了影响振动送料器输送性能的主要因素。制作了系统结构样机,利用阻抗分析仪测得系统的共振频率和阻抗特性。设计了振动送料器的试验装置。试验测试分析表明:系统在共振条件下,磁力弹簧轴向间距为2.8 mm时,振幅达到123μm,提高了系统的承受载荷,并且在一定的载荷范围内保证了物料稳定、均匀快速的输送。     

泵腔结构参数对压电气泵性能影响

为了探究泵腔结构参数对压电气体隔膜泵性能的影响,该文设计了一种压电气体隔膜泵的泵腔结构。首先简述了泵腔的结构设计与工作原理,推导出泵腔出口气流速度的表达式,通过仿真得出泵腔高度、气孔直径对腔体内的瞬时气压、气流速度及气体流量的影响。最后制作了泵腔样机并应用在压电气体隔膜泵中,进行了实验测试及理论分析对比。结果表明,实验结果与理论分析相吻合,输出流量随着腔高的增大而减小,随着气孔直径的增大而增大,这为压电气体微泵的腔体设计提供了理论参考。     

基于压电驱动的多自由度激振器设计和实验

为了提高压电驱动器的性能及工作能力,设计了一种多自由度激振器。分析了激振器的工作原理,建立了激振器的理论模型,利用多自由度分析计算多阶共振频率,计算影响激振器各阶共振频率的主要影响因素。设计和制作了激振器样机,使用阻抗分析仪测得了系统的多阶共振频率,分析激振器中刚度和质量对共振频率和振型的影响,并绘制出了测试曲线图。结果表明,激振器结构中结构刚度和配重质量影响系统的共振频率,为机械结构构造共振系统提供了理论依据和技术参考,有非常重要意义和价值。     

压电悬臂梁水平布置式直线送料器设计与实验

设计了一种压电悬臂梁水平布置式直线送料器,相比于传统的压电直线送料器,纵向高度可满足特殊空间要求,同时根据输送距离长短,灵活设定安装位置及所需压电振子的数量;首先对系统结构进行了设计以及工作原理的说明,然后对系统进行了动力学分析,得出系统振动振幅与位移放大倍数的表达式;最后制作了样机对其进行了实验测试,测试结果表明,系统有效工作频率在(115～125)Hz之间,工作在共振频率120Hz条件下性能最好,输送速度可达到144mm/s。在狭小空间内物料输送领域具有广阔应用前景。     

圆环形压电振子疲劳仿真分析与实验研究

压电振子作为压电驱动机构的核心部件,其工作状态和疲劳强度直接决定系统的工作性能和使用寿命。该文利用ANSYS软件对圆环形压电振子进行疲劳仿真分析,得到振动模态云图和最大受力点。研究不同结构尺寸参数对压电振子疲劳寿命影响,并进行双晶片与单晶片压电振子相关数据对比。结果表明,金属材料65Mn的抗疲劳性能最好,减小振子直径或增加振子厚度能较好提高其疲劳寿命,而施加电压幅值过高会降低振子的使用寿命,双晶片压电振子的疲劳寿命比单晶片压电振子疲劳寿命长。对圆环形压电振子进行了疲劳寿命实验,研究表明,选取的此批振子完全能达到使用要求。     

压电惯性驱动器理论分析与应用测试

为了探究压电驱动器的输出性能及提高压电驱动机构的性能,该文对“十”字型压电惯性驱动器进行了理论分析与应用测试。首先说明了驱动器结构组成与驱动机理;然后利用弹性力学理论对驱动器进行了理论分析,得出驱动器弹性振动位移表达式,给出了影响驱动器性能的影响因素;最后对驱动器进行实验应用测试,将其用于驱动盲文柔性点显装置。结果表明,该驱动器能较好地实现系统驱动,放大柔性薄膜凸点的位移输出,柔性薄膜触点凸出明显,性能良好。验证了用这种压电惯性驱动器实现系统驱动是可行且有效的。     

压电微小载荷疲劳试验机设计与实验

为了实现对微小高频受力器件的疲劳试验与检测,本文提出一种悬臂式压电微小载荷疲劳试验机,该机构采用矩形压电振子作为驱动力源.首先设计并分析了疲劳试验机结构与工作原理,然后对系统振动模态进行了分析,得到系统工作状态的振动模型,并建立微分方程对系统进行动力学研究,推导出工作时试件的振动位移与承受载荷的表达式,确定影响振动位移和承受载荷的参数因素.最后对疲劳试验机进行了实验测试,结果表明,系统工作在共振频率为31.5 Hz时输出位移最大,工作频率区间为30 Hz-33 Hz,被测试件在共振状态下承受载荷随驱动电压的增加而增大.对长期处于高频、受力较小的微小驱动器件、仿生器件及传感器等微小型受力器件的疲劳寿命预判具有一定的参考价值.