以势能驱动的涡卷弹簧储能小车研究 被引量：17

1

作者 邹光明 杨秀光 +1 位作者 黄川 冯建 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第4期32-35,共4页

设计了一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的涡卷弹簧储能自行小车。该自行小车在前行过程中能自动避开赛道上设置的障碍物,无须采用其他形式的动力源。从概念设计、详细设计等方面完成了小车的设计,该小车由转向系统、储能系统和传... 设计了一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的涡卷弹簧储能自行小车。该自行小车在前行过程中能自动避开赛道上设置的障碍物,无须采用其他形式的动力源。从概念设计、详细设计等方面完成了小车的设计,该小车由转向系统、储能系统和传动系统等子系统组成,其中储能系统用以储存重物的部分势能而后再进行能量的释放,使得小车运行距离更远。该小车的设计为无碳小车的研究提供了指导意义。 展开更多

关键词 重力势能 涡卷弹簧 小车 转向系统

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镍钛诺合金涡卷弹簧的力学建模与测试 被引量：4

2

作者 吴佳俊 王帮峰 +1 位作者 芦吉云 顾莉莉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期963-969,共7页

以非接触式形状记忆合金平面涡卷弹簧为例,研究了此类元件的作动原理,建立了镍钛形状记忆合金涡卷弹簧的力学模型。以普通平面涡卷弹簧的计算方式和形状记忆合金的相变方程本构模型为基础,建立了形状记忆合金涡卷弹簧的力学模型,获得了... 以非接触式形状记忆合金平面涡卷弹簧为例,研究了此类元件的作动原理,建立了镍钛形状记忆合金涡卷弹簧的力学模型。以普通平面涡卷弹簧的计算方式和形状记忆合金的相变方程本构模型为基础,建立了形状记忆合金涡卷弹簧的力学模型,获得了预紧扭力、激励温度、输出扭力和转角位置之间的关系表达式,并且通过两组测试验证了该力学模型和关系表达式。在对激励温度和扭力输出的关系测试中,模型计算值对测试值的确定系数为0.669,最小误差为2.4%,最大误差为215.9%;在对转角位移和扭力的关系测试中,计算值与测试值的确定系数为0.336,最小误差为48.9%,最大误差为350.0%。测试显示,力学模型的计算值与测试的数据具有类似的表征形式。 展开更多

关键词 镍钛诺形状记忆合金 平面涡卷弹簧 形状记忆本构方程 扭力驱动器

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弹性储能装置中平面涡卷弹簧的有限元分析 被引量：24

3

作者 段巍 冯恒昌 王璋奇 《中国工程机械学报》 2011年第4期493-498,共6页

储能已成为改善风电场输出功率可控性、提升电网稳定性水平的有效手段.提出了基于平面涡卷弹簧的机械式弹性储能-发电系统方案,针对储能装置中关键零件平面涡卷弹簧建立了力学模型和有限元模型,并进行了有限元应力分析和模态分析,得到... 储能已成为改善风电场输出功率可控性、提升电网稳定性水平的有效手段.提出了基于平面涡卷弹簧的机械式弹性储能-发电系统方案,针对储能装置中关键零件平面涡卷弹簧建立了力学模型和有限元模型,并进行了有限元应力分析和模态分析,得到了涡簧的扭转变形、横截面上的应力分布、固有频率和前20阶振型.研究成果为储能装置的优化设计、储能密度的计算提供了有力依据,也为弹性储能-发电系统的实现奠定了基础. 展开更多

关键词 储能 平面涡卷弹簧 有限元 应力分析 模态分析

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太阳翼铰链平面涡卷弹簧参数设计 被引量：7

4

作者 孙京 《航天器工程》 2000年第3期37-43,共7页

以太阳翼的总体性能为设计依据,提出了太阳翼动力元件——平面涡卷弹簧主要参数设计的方法。并结合实际型号设计条件给出了算例。

关键词 太阳翼 铰链 平面涡卷弹簧 参数设计 太阳电池阵

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弹簧储能式发电系统涡卷弹簧的设计与分析 被引量：3

5

作者 杨俊茹 任保飞 +1 位作者 孙绍帅 赵姗 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第9期145-149,共5页

利用涡卷弹簧受载、卸载时能量转化的特点,将其与发电机结合可以取代电动自行车上的蓄电池。设计了一种涡卷弹簧储能式发电系统,对涡卷弹簧进行了参数设计与三维建模,并对涡卷弹簧的收紧过程进行了有限元分析,得到其在收紧过程中的簧片... 利用涡卷弹簧受载、卸载时能量转化的特点,将其与发电机结合可以取代电动自行车上的蓄电池。设计了一种涡卷弹簧储能式发电系统,对涡卷弹簧进行了参数设计与三维建模,并对涡卷弹簧的收紧过程进行了有限元分析,得到其在收紧过程中的簧片位移与应力分布规律以及在完全收紧时应力集中区域处各层弹簧上的最大应力呈现出沿径向先增大后减小的变化规律,确定了涡卷弹簧储能时的危险截面,对提高涡卷弹簧储能式发电系统的可靠性具有重要的理论与实际意义。 展开更多

关键词 涡卷弹簧 储能 参数设计 有限元分析 应力分布

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基于遗传算法小型风力发电机械储能机构涡卷弹簧优化设计 被引量：7

6

作者 孙伟 芮延年 赵云文 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第7期1192-1195,共4页

平面涡卷弹簧是风力发电机械储能机构中的关键零部件,其性能与弹簧几何尺寸等参数有关。为了提高风力发电机械储能效率,要求弹簧在满足力学性能的基础上,实现体积小、质量轻的设计目标。利用遗传算法自动寻优的特点,以体积最小为设计目... 平面涡卷弹簧是风力发电机械储能机构中的关键零部件,其性能与弹簧几何尺寸等参数有关。为了提高风力发电机械储能效率,要求弹簧在满足力学性能的基础上,实现体积小、质量轻的设计目标。利用遗传算法自动寻优的特点,以体积最小为设计目标,通过研究,构建了基于遗传算法风力发电机械储能机构涡卷弹簧优化设计模型,并应用构建的优化设计模型,进行了实例设计计算,设计后的涡卷弹簧与传统优化设计相比,工作性能得到了进一步提高。 展开更多

关键词 风力发电 机械储能机构 平面涡卷弹簧 遗传算法

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涡卷弹簧释放的动力学性能研究 被引量：2

7

作者 李志相 赵振 于兵 《载人航天》 CSCD 北大核心 2021年第5期537-542,共6页

针对工程中涡卷弹簧式航天器分离装置理论研究困难的问题,提供了一个涡卷弹簧释放的简化模型。通过涡卷弹簧的长度不变和展开模式不变假设,将涡卷弹簧的释放过程简化为单自由度系统,从能量耗散角度,引入广义耗散力建立了系统的动力学方... 针对工程中涡卷弹簧式航天器分离装置理论研究困难的问题,提供了一个涡卷弹簧释放的简化模型。通过涡卷弹簧的长度不变和展开模式不变假设,将涡卷弹簧的释放过程简化为单自由度系统,从能量耗散角度,引入广义耗散力建立了系统的动力学方程,解决了由于接触摩擦的不确定性造成的建模困难。开展了涡卷弹簧释放过程的试验研究,通过与模型的对比,辨识了耗散系数。模型的计算结果与试验结果基本吻合,验证了模型的合理性,证明该模型能够反映涡卷弹簧释放过程的动力学特性。 展开更多

关键词 涡卷弹簧 简化模型 广义耗散力 试验验证

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涡卷弹簧在新型角度可调节轮椅中的应用研究 被引量：2

8

作者 王群 王宇飞 +2 位作者 朱乐 李伊淳 徐静 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1089-1092,共4页

目的:基于涡卷弹簧特性,设计一款靠背以及腿部支撑可以进行多角度大范围调节的轮椅。方法:根据涡卷弹簧的机械特性以及选型计算,设计轮椅靠背以及腿部支撑的多角度调节机构,并且通过激光加工进行原型机制作。结果:通过设计计算发现,涡... 目的:基于涡卷弹簧特性,设计一款靠背以及腿部支撑可以进行多角度大范围调节的轮椅。方法:根据涡卷弹簧的机械特性以及选型计算,设计轮椅靠背以及腿部支撑的多角度调节机构,并且通过激光加工进行原型机制作。结果:通过设计计算发现,涡卷弹簧特性完全满足轮椅多角度调节机构的设计要求。新型角度可调节机构可以实现轮椅靠背的90°—180°自由任意角度调节。结论:新型角度可调节轮椅可以丰富市场现有的轮椅产品资源、为满足老年人及残疾人的轮椅使用需求增加选择。 展开更多

关键词 涡卷弹簧 角度可调节 轮椅

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截锥涡卷弹簧的实用设计计算 被引量：1

9

作者 颜纯 《机械设计》 CSCD 北大核心 1990年第4期13-16,26,共5页

本文提出了一种设计截锥涡卷弹簧的实用方法,主要内容有: 1.由非线性特性线部分的无量纲公式,推导出截锥涡卷弹簧的计算表,提出用插值法计算已知任意变形量时相应载荷的实用计算方法; 2.已知工作载荷,安装空间和许用应力时,利用参数比ξ... 本文提出了一种设计截锥涡卷弹簧的实用方法,主要内容有: 1.由非线性特性线部分的无量纲公式,推导出截锥涡卷弹簧的计算表,提出用插值法计算已知任意变形量时相应载荷的实用计算方法; 2.已知工作载荷,安装空间和许用应力时,利用参数比ξ=R_1/a,η=R_2/R_1和函数ψ(ξ,η)设计截锥涡卷弹簧的简化设计方法;3.设计计算实例。 展开更多

关键词 截锥涡卷弹簧 弹簧 设计 计算

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截锥涡卷弹簧的计算机辅助设计

10

作者 颜纯 《机械设计与制造》 北大核心 1989年第2期42-46,共5页

本文介绍了截锥涡卷弹簧的计算机辅助设计方法。这一方法以文献[1]为基础,应用参数比ζ=R_1/h,η=R_2/R和函数ψ(ζ,η),可直接设计已知最大作用载荷,最大变形量和许用应力的截锥涡卷弹簧。应用本文介绍的程序,还可求解已知几何参数的... 本文介绍了截锥涡卷弹簧的计算机辅助设计方法。这一方法以文献[1]为基础,应用参数比ζ=R_1/h,η=R_2/R和函数ψ(ζ,η),可直接设计已知最大作用载荷,最大变形量和许用应力的截锥涡卷弹簧。应用本文介绍的程序,还可求解已知几何参数的截锥涡卷弹簧的各项参数。 展开更多

关键词 弹簧 截锥涡卷弹簧 CAD

全文增补中

基于反推控制和模态估计的永磁同步电机驱动柔性涡簧储能控制方法 被引量：10

11

作者 余洋 田夏 +2 位作者 从乐瑶 谢仁杰 米增强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期5084-5094,共11页

涡卷弹簧是新型机械弹性储能系统的储能介质,作为典型的机械弹性元件,在储能过程中表现出较大柔性,使得常规PI控制器难以让系统在正常运行范围内保持较好的动态性能。首先,将涡卷弹簧等效为Euler-Bernoulli梁,基于Lagrange方程建立描述... 涡卷弹簧是新型机械弹性储能系统的储能介质,作为典型的机械弹性元件,在储能过程中表现出较大柔性,使得常规PI控制器难以让系统在正常运行范围内保持较好的动态性能。首先,将涡卷弹簧等效为Euler-Bernoulli梁,基于Lagrange方程建立描述涡卷弹簧振动模态且能用于控制算法的动力学模型;然后,将非线性反推控制引入系统控制中,提出一种基于反推控制的永磁同步电机直接驱动柔性负载的储能运行和振动抑制相统一的控制方法,建立包括模态振动抑制的速度控制器和电流控制器,并从理论上证明了控制器的稳定性;同时针对涡卷弹簧模态的未知性,设计一种带遗传因子最小二乘算法的涡卷弹簧振动模态估计方法。实验结果表明,与传统PI控制相比,提出的控制方法在有效抑制涡簧振动的同时实现了系统平稳储能,由此验证了该方法的正确性与有效性。 展开更多

关键词 涡卷弹簧 永磁同步电机 反推控制 振动抑制 模态估计

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一种形状记忆合金扭转驱动器的制备与测试 被引量：8

12

作者 吴佳俊 王帮峰 +1 位作者 芦吉云 张勇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1591-1594,1599,共5页

研究了一种以镍钛（NiTi）形状记忆合金带材为基本驱动材料的平面涡卷式扭转驱动器。该驱动器利用NiTi合金的单程形状记忆效应与回复弹簧的相互作用，实现驱动器在高低温状态下正反两向的扭矩输出。分析了驱动器的基本结构形式和驱动原... 研究了一种以镍钛（NiTi）形状记忆合金带材为基本驱动材料的平面涡卷式扭转驱动器。该驱动器利用NiTi合金的单程形状记忆效应与回复弹簧的相互作用，实现驱动器在高低温状态下正反两向的扭矩输出。分析了驱动器的基本结构形式和驱动原理，探讨了NiTi合金驱动部件的设计方法和基本制备工艺。设计制作了驱动器原理样机，并测试了驱动器的输入输出特性。测试结果表明，该驱动器在给定的高低温环境（10～60℃）下能够在正反两个方向连续稳定地输出扭矩，最大行程范围为0～175°，最大输出扭矩达到0．33N·m。实测结果证明了驱动器设计方案与制备工艺的可行性。 展开更多

关键词 形状记忆合金 平面涡卷弹簧 驱动器 结构设计

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两种汽车制动能量回收方式应用于通风的研究 被引量：1

13

作者 袁艳平 谢文彤 +1 位作者 冯可 胡家 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第6期96-99,共4页

当前存在多种制动能量回收方式,研究这些制动能量回收方式在不同用途上的效益对节能环保有着重大意义,为对比研究蓄电式和涡簧储能式这两种制动能量回收方式应用于汽车通风领域的效益,研制了能直观对比两种方式效益的装置。分别建立装... 当前存在多种制动能量回收方式,研究这些制动能量回收方式在不同用途上的效益对节能环保有着重大意义,为对比研究蓄电式和涡簧储能式这两种制动能量回收方式应用于汽车通风领域的效益,研制了能直观对比两种方式效益的装置。分别建立装置以两种方式回收能量的数学模型并对其进行Simulink仿真,得到不同涡簧参数和飞轮初速度对回收效率的影响效果,为今后此类制动装置的选择提供参考,并据此对比分析仿真结果,对涡卷弹簧进行选型,得到理论机械能回收效率,对实验装置进行测试,得到实际机械能回收效率,与理论量进行对比,结果表明涡簧式较蓄电池式在应用于通风领域中能更高效率地回收制动能量,具有更大推广价值。 展开更多

关键词 制动能量回收 机械弹性储能 能量利用效率 平面涡卷弹簧

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基于DFMEA的汽车座椅调角器设计与分析 被引量：5

14

作者 李赟 贺福强 +1 位作者 薛亚军 徐浩然 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第11期113-119,112,共8页

调角器是汽车座椅中的重要零件,传统设计容易出现疲劳失效,造成反复更改设计与浪费。基于设计失效模式与效果分析方法设计了某汽车座椅调角器的结构和座椅靠背回复用的平面涡卷弹簧,应用设计失效模式与效果分析方法识别和消除潜在的隐患... 调角器是汽车座椅中的重要零件,传统设计容易出现疲劳失效,造成反复更改设计与浪费。基于设计失效模式与效果分析方法设计了某汽车座椅调角器的结构和座椅靠背回复用的平面涡卷弹簧,应用设计失效模式与效果分析方法识别和消除潜在的隐患,提出了流程化设计思路,以减少调角器设计的不确定因素。为验证纵向加载模式下座椅的强度性能,用有限元分析法对该汽车座椅调角器的关键零/部件平面涡卷弹簧外钩支架、椅背与椅座联接板强度进行校核,并通过试验进行验证。 展开更多

关键词 调角器 设计失效模式与效果分析 平面涡卷弹簧 背板组件 座板组件 有限元分析

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一种内置式液压油缸位移传感器

15

作者 王元荪 《机床与液压》 北大核心 2008年第2期36-36,共1页

本发明涉及一种内置式液压油缸位移传感装置，其包括一个固定在液压油缸一端的壳体、转子和旋转主轴，所述装置还包括一个一端缠绕在所述的转子上，另一端与液压油缸活塞相连的缆绳，所述该装置还包括弹簧和一个与所述旋转主轴连接的编... 本发明涉及一种内置式液压油缸位移传感装置，其包括一个固定在液压油缸一端的壳体、转子和旋转主轴，所述装置还包括一个一端缠绕在所述的转子上，另一端与液压油缸活塞相连的缆绳，所述该装置还包括弹簧和一个与所述旋转主轴连接的编码器，其特征在于：所述的转子和旋转主轴固定连接成为一体；所述的弹簧为平面涡卷弹簧，且该平面涡卷弹簧安装在所述壳体外侧。本发明为了解决现有技术中由于弹簧、转动部件和密封装置的设置缺点所带来的在实际应用中的问题，设计出了一种既具有高可靠性，能够时时准确测量液压油缸中活塞的行程，又便于维护和保养的内置式位移传感装置。 展开更多

关键词 液压油缸 位移传感器 内置式 平面涡卷弹簧 传感装置 固定连接 油缸位移 密封装置

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