三分频式压电骨传导助听装置的仿真与测试

设计了一种采用3个结构尺寸不同的压电振子进行电信号-音频信号转换的三分频式压电骨传导助听装置,该装置可以适应较宽的工作频率范围。对压电振子进行了模态仿真分析和谐响应仿真分析,得出了压电振子最佳振型和谐振频率,确定了各个压电振子的工作频率段。根据仿真结果设计制作了三分频压电骨传导助听装置试验样机,对样机的幅频特性和响度进行了试验测试。结果显示:助听装置中低频、中频和高频压电振子的最大振动幅值分别为86.08μm、34.24μm和1.545μm,且处于各自振动频率段内;低频、中频和高频压电振子在各自频段内响度最大,各频段的最大响度值依次为69.1dB、98.3dB和117.1dB。由于3个压电振子同时工作时,各频段声音都能得到较好的响应,因此拓宽了声音的响应频域。     

矩形结构压电晶片式骨传导听觉装置研究

提出应用两端刚性夹持式矩形双晶片压电振子作为驱动元件,将音讯信号转换为振动信号,利用骨传导方式,使人感知音讯信号的矩形双晶片压电式骨传导听觉装置。分析影响压电振子性能的参数,利用有限元仿真分析,提出压电振子结构参数的优化方案。设计制作压电式骨传导听觉装置,对压电式骨传导听觉装置与电磁式骨传导听觉装置进行对比试验测试,并对试验结果进行比较分析。试验研究表明:压电式骨传导听觉装置的基本性能指标能够满足骨传导听觉装置的要求。     

圆形压电振子的理论分析与应用研究

为了研究圆形压电振子的振动与输出性能,对圆形压电振子进行了理论分析与应用研究.首先对圆形压电振子的组成及工作机理进行了阐述;然后对圆形压电振子进行了弹性振动分析,推导出压电振子弹性振动挠度表达式,得到影响压电振子弹性位移的影响因素;最后将圆形压电振子作为气体隔膜泵的驱动力源进行实验测试.结果表明,圆形压电振子用在气体隔膜泵上能实现较好的驱动,系统输出流量高、驱动压力大.验证了用这种圆形压电振子实现微小型系统驱动是可行、有效的.     

压电振子及流体对泵近场噪声的影响

研究了压电振子的弯曲振动形变及振动辐射噪声.首先建立压电泵压电振子振动方程,导出弯曲振动形变函数;提出用微平面活塞振动理论简化压电振子振动模型,推导了近场声压理论计算方程及泵内流体对泵噪声贡献量方程;最后把理论计算结果与试验结果进行比较分析,分别得出在不同频率下压电振子及泵内流体对泵噪声贡献的大小.在输入频率为50 Hz时,泵噪声的理论值为45 dB,实际值为37 dB,泵内流体对泵噪声的影响较大,实际值与理论值的相对误差为21.6%;在输入频率为120 Hz时,泵噪声的理论值为61 dB,实际值为62 dB,泵内流体对泵噪声的影响较小,实际值与理论值的相对误差为1.6%,证明了本研究所提出理论的正确性.     

环形压电双晶片驱动式振动送料器

为了满足现代工业领域中对轻、薄、小产品平稳输送的要求,提出了一种采用环形压电双晶片作为驱动源的新型振动送料器。设计了振动送料器结构,分析了振动送料器的工作原理,测试了压电双晶片振子的性能,利用有限元软件ANSYS确定了压电双晶片振子的工作模态,研制了送料器样机并进行试验测试。试验结果表明：当振动频率为86.5～91.5Hz时,送料器具备输送物料的能力;当系统共振时,输送速度最快,随着电压的增加,送料速度呈线性关系增加;与同型号的电磁振动送料器相比,研制的环形压电双晶片驱动式振动送料器消耗电流仅为其16%,工作噪声下降22dB,输送稳定性好。     

一种新型高频低幅振动给料装置的研究

基于压电驱动的原理,本文对高频低幅的振动给料技术进行了探索,研制出一种具有长环形输送振子的行波型超声物料输送装置的模型样机。对超声物料输送装置的模型样机进行了输送能力的实验研究,测试结果表明超声物料输送装置的输送速率可达120 mm/s,并可在一定范围内通过变频或变压调整。该输送装置具有结构简单、控制精度高和无噪声等优点,能实现微小块体物料的短距离输送或给料。     

周期弹簧振子结构振动带隙理论与实验研究

无限周期弹簧振子结构具有和声子晶体类似的振动 (弹性波 )带隙特性 ,即带隙频率范围内的振动 (弹性波 )无法在该结构中进行传播。本文首先计算了无限周期弹簧振子结构振动 (弹性波 )带隙 ,进而采用数值方法对有限周期弹簧振子结构的振动传输特性进行了仿真计算 ,最后对双质量周期振子结构进行了试验验证。理论计算结果、仿真结果和试验测试结果相互吻合 ,即在带隙频率范围内的振动在频响曲线上有较大衰减     

压电能量俘获结构及其升频转换技术的发展现状

压电材料作为一种良好的机电换能元件,具有体积小、成本低、工作性能可靠等优势,但如何设计压电振子高效地俘获环境振动能,仍是本领域的关键技术难题。以定频式、调频式和宽频式三类典型压电振子为代表的结构共振频率匹配设计能部分解决上述难题,但面向环境低频、超低频振动能俘获,上述振子仍面临输出功率低、可靠性差等问题,途径之一是通过机械式升频转换技术将低频激励转换成压电振子的高频振荡,同时突破超低频压电元件功率密度低的限制。几类机械式升频转换技术被区分并简要介绍,重点阐述一种借助非线性系统内共振现象实现的机械升频转换方法。内共振升频技术具有激励加速度阈值低、升频转化能量损失少等优势,进一步拓宽压电振子领域内的机械式升频转换研究。     

双振子压电微泵的结构设计与流量分析

该文介绍了双圆形复合振子的压电微泵的基本结构,阐述了其工作原理。应用小挠度弹性弯曲理论,推导出圆形压电复合层薄板的弹性曲面微分方程,利用有限元对压电振子的变形和谐响应进行了分析.并对振子在各种驱动电压条件下工作情况,讨论了其如何实现最大流量及流量的可调性。     

基于摩擦自激振动升频效应的超低频振动能量收集

低频振动在环境中广泛存在,针对目前低频振动能量收集效率低的问题,提出将外界低频振动转化成摩擦系统的自激振动,实现低频振动到高频振动的升频转换,以达到提高低频能量收集效率的目的 .为此,首先建立了集总参数模型,从理论上阐明低频振动能量收集方法的可行性,并分析模拟了该模型压电电压与功率的输出特性;其次分别设计了往复摩擦自激振动能量收集试验和压电悬臂梁碰撞能量收集试验,对比分析将低频振动转化为摩擦振动能否提高压电输出功率.试验与仿真结果表明,利用摩擦自激振动能够显著提升振动频率.摩擦自激振动电压幅值随着激励频率的增大而增大,与碰撞电压相比,其电压幅值较低,但是频率得到了大幅提升.由于频率的提升,压电振子的能量输出大幅提升,使得超低频振动能量收集性能明显提高.     

Design of Floating Mass Type Piezoelectric Actuator for Implantable Middle Ear Hearing Devices

To overcome some of the problems inherent in conventional hearing aids such as low gain at high frequencies due to acoustic feedback, discomfort in occlusion of the external ear canal and so on, implantable middle ear hearing devices (IMEHDs) have been developed over the past two decades. For such kinds of IMEHDS, this paper presents the design of a floating mass piezoelectric actuator using a PMN-30%PT stack as a new type of vibrator. The proposed piezoelectric actuator consists of only three components of a piezoelectric stack, a metal case and a clamp. For the purpose of aiding the design of this actuator, a coupling biomechanics model of human middle ear and the piezoelectric actuator was constructed. This model was built based on a complete set of computerized tomography section images of a healthy volunteer's left ear by reverse engineering technology. The validity of this model was confirmed by comparing the motion of the tympanic membrane and stapes footplate obtained by this model with published experimental measurements on human temporal bones. It is shown that the designed actuator can be implanted on the incus long process by a simple surgical operation, and the stapes footplate displacement by its excitation at 10.5 V root-mean-square(RMS) voltage was equivalent to that from acoustic stimulation at 100 dB sound pressure level(SPL), which is adequate stimulation to the nssicular chain. The corresponding power consumption is 0.04 mW per volt of excitation at 1 kHz, which is low enough for the transducer to be used in an implantable middle ear device.     

一种全功能在线径向量仪系统的研制

针对超高速全数控外圆磨床现有在线量仪的不足,提出了一套全新的解决方案,并通过有限单元法对其合理性做了分析。该方案突破了传统在线量仪只能测量一个位置的局限,降低了产品成本,拓宽了机床的加工能力。解决了传统布局上下料的缺陷,便于自动化成线。     

多个物体直线位移传动机构设计

针对多物体直线位移传动、且对同一个供货位连续供货的设计要求，我们采用螺旋机构，通过在螺旋导程上合理放置货物，将多个物体的单个离散传动变为连续的供货传动。解决了多物体直线位移的有序传动问题。其关键构件有动力减速机构、螺旋导向机构和弹簧卡环拨轮机构。     

轴承专用测量仪调整与使用的误差分析

对轴承测量误差的产生原因进行了全面的分析,并总结了各种误差的解决办法及正确的仪器调整方法,对提高测量精度、减少测量误差、提高产品质量具有重要意义。     

水稻精量穴直播排种器的设计

根据水稻精量穴直播的农艺要求，确定了以型孔式排种器作为水稻精量穴直播机的排种器。根据稻种在重力场中的运动状态选定了瓢形型孔等5种型孔形式进行试验研究。通过对各种清种方式的分析，决定采用轮式清种机构，提出了护种板和强制排种机构的形式。     

轧钢厂轧辊冷却水压力稳定控制及不停水实现快速换辊改造

轧钢厂轧辊冷却水在线压力自动调节改进;设置冷却水卸荷装置实现轧机换辊在线控制停水或不停水,满足轧钢厂自动换辊要求。     

用亏测量炸药在有限空间内爆炸特性的试验装置

为了表征炸药在有限空间内的爆炸特性,分别设计了密闭和半密闭爆炸试验装置。采用传感器测量了典型炸药在半密闭环境下的爆炸场温度和压力特性,并测量了其在密闭条件下的爆炸场温度特性。研究结果表明,2套装置满足炸药在有限空间爆炸测试要求,能够测量出有限空间条件下炸药的温度及压力特性,从而反映出不同炸药的杀伤能力大小,为炸药配方设计提供依据。     

基于人机工程学的控制面板设计研究

基于人机工程学原理,讨论了控制面板显示装置和操纵装置的设计及其相合性以及它的整体布局设计。     

上悬全自动离心机卸料刮刀装置的改进

通过对采用双滑键或花键导向器及单滚珠直线导轨导向器的上悬式全自动离心机的卸料刮刀装置运行过程的分析，论述了其存在的问题、所作的改进、应用与试验效果。