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基于气体激励的压电俘能技术及其在气动系统中的应用与展望 被引量:8
1
作者 包钢 程廷海 王英廷 《液压与气动》 北大核心 2018年第12期1-10,共10页
气动技术正朝着智能化、无线化的方向发展,越来越多的智能传感器引入到气动系统来实现监测与反馈,因此实现传感器长期稳定的供能是当前气动系统亟待解决的关键问题之一。研究表明,利用压电材料可产生毫瓦级的电能输出,能量级数可以满足... 气动技术正朝着智能化、无线化的方向发展,越来越多的智能传感器引入到气动系统来实现监测与反馈,因此实现传感器长期稳定的供能是当前气动系统亟待解决的关键问题之一。研究表明,利用压电材料可产生毫瓦级的电能输出,能量级数可以满足低功耗传感器的能耗需求,因此该技术有望作为一种新型的供电技术为电池续航,使低功耗传感器长时间稳定地工作。基于此,介绍了压电能量收集技术的起源,气体激励下的压电俘能器结构与研究现状,以及气动系统压力能转化为电能的相关工作。研究结果表明,压电材料可以将气体压力能直接转化为电能,其单片最大输出功率接近10 mW,通过对电能的整理与存储可使气动系统中磁性开关正常工作。该技术可增大电池的使用寿命,甚至将来或可成为气动系统低功耗传感器能量的主要来源。 展开更多
关键词 可再生能源 气动系统 压电材料 能量俘获
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超声减摩技术及其在气动系统中的应用研究与展望 被引量:1
2
作者 包钢 高焓 +2 位作者 程廷海 肖承丰 李华 《液压与气动》 北大核心 2015年第3期1-10,共10页
超声振动带来的减摩效应具有减摩效果好、控制方便、高效节能且无污染等优点,得到了国内外学者较为广泛和深入的研究,并已成功应用于提高加工质量、减小机械摩擦及改善仪器测量精度等领域。近几年这项技术也逐渐引起了气动领域相关学者... 超声振动带来的减摩效应具有减摩效果好、控制方便、高效节能且无污染等优点,得到了国内外学者较为广泛和深入的研究,并已成功应用于提高加工质量、减小机械摩擦及改善仪器测量精度等领域。近几年这项技术也逐渐引起了气动领域相关学者的兴趣,研究表明超声振动对气缸摩擦力的改善有明显效果,同时为流体传动与控制领域研究学者提供了一种全新的摩擦与运动控制手段。该研究将从超声减摩的起源与发展入手,对气动领域中超声减摩的核心问题及未来研究的前景予以阐述。 展开更多
关键词 超声振动 减摩 气动 执行器 摩擦力
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气动人工肌肉驱动关节特性研究 被引量:26
3
作者 隋立明 包钢 王祖温 《液压与气动》 北大核心 2002年第3期3-5,共3页
气动人工肌肉是一种具有良好柔性、出力 /重量比大的新型气动执行器。该文研究了由一对气动人工肌肉组成的关节模型 ,分析了它的静特性 ,并进行了实验研究。实验结果表明气动肌肉关节具有一些独特的特性。
关键词 人工肌肉 橡胶驱动器 关节模型 气动执行器
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气动充放气系统二维非定常流场数值模拟 被引量:13
4
作者 朱冬 杨庆俊 包钢 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1663-1668,共6页
以典型气动系统为研究对象,考虑系统内部气体、元件和环境空气之间的耦合传热,将系统内部流场、元件和外部空气作为整体进行研究,建立气动充放气系统的二维模型,采用湍流k-ε两方程模型,利用有限体积法(FVM)和动网格技术对充放气过程进... 以典型气动系统为研究对象,考虑系统内部气体、元件和环境空气之间的耦合传热,将系统内部流场、元件和外部空气作为整体进行研究,建立气动充放气系统的二维模型,采用湍流k-ε两方程模型,利用有限体积法(FVM)和动网格技术对充放气过程进行计算,得到系统内气体状态参数。在充放气过程中,气体速度最大值出现在放气管出口处,可达到超声速范围;气缸中温度梯度主要存在于内壁面处。在系统元件中,进气节流口壁面温度的上升幅度最大,放气节流口壁面及紧邻的气管壁面温度降幅最大。通过试验验证本方法的可行性,为非定常流场的计算和分析提供参考。 展开更多
关键词 气动系统 充放气 非定常流 有限体积法
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基于开关阀的气动位置控制系统的模糊+PI控制 被引量:17
5
作者 孟宪超 包钢 +1 位作者 王祖温 郭晓晨 《液压与气动》 北大核心 2003年第7期56-59,共4页
文章对一种基于高速开关阀气动位置控制系统 ,采用修正差动脉宽调制的方法 ,用模糊控制 +PI控制结合的控制策略 ,不但提高了系统的动态性能和精度 ,又提高了系统的稳定性 。
关键词 气动位置控制系统 模糊控制 PI控制 高速开关阀 修正差动脉宽调制
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典型气动系统优化分析 被引量:12
6
作者 叶骞 李军 王祖温 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期706-708,共3页
气压传动系统是否能有效应用 ,在很大程度上取决于如何选择它的元件参数 .如果元件参数选择不当 ,不但提高了机器本身的造价 ,连运行成本都会相应增加 .因此采用何种方法保证其成本最低或耗气量最小就成为了长久研究的焦点 .通过对典型... 气压传动系统是否能有效应用 ,在很大程度上取决于如何选择它的元件参数 .如果元件参数选择不当 ,不但提高了机器本身的造价 ,连运行成本都会相应增加 .因此采用何种方法保证其成本最低或耗气量最小就成为了长久研究的焦点 .通过对典型气动系统进行分析 ,将其简化成管路系统等效面积及执行元件横截面积的组合 ,进而利用流量公式判断出排气管系等效截流面积与气缸排气腔横截面积之和存在全局最小值 ,从而奠定了典型气动系统优化设计的理论基础 ,最后在给定约束条件的前提下 ,提出了整体尺寸最小这一优化目标 .这一结论对合理选择气压传动系统中元件参数 ,从而降低气动系统的成本与节能有很大的理论指导意义 . 展开更多
关键词 气压传动系统 典型气动系统 优化目标 优化分析
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气动系统管路流场计算中边界条件的处理分析 被引量:3
7
作者 李玉军 朱春波 +1 位作者 包钢 王祖温 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期96-100,103,共6页
为了深入研究气动系统的运动状态和各项参数的分布规律 ,根据气动系统运动的实际情况和运动过程 ,利用特征线法对气动系统的管路进行一维非定常流场计算 ,对管路进、出口处的节流口的流动状态进行合理简化 ,在边界条件的处理上引入压力... 为了深入研究气动系统的运动状态和各项参数的分布规律 ,根据气动系统运动的实际情况和运动过程 ,利用特征线法对气动系统的管路进行一维非定常流场计算 ,对管路进、出口处的节流口的流动状态进行合理简化 ,在边界条件的处理上引入压力回复模型和等压模型对节流口处的流动进行处理 ,并给出了两种模型的适用条件和范围 .通过计算结果和实验结果的对比 ,验证了该方法的的正确性 ,从而为处理气动系统的管路的进、出口边界条件问题提供了一种新的方法 . 展开更多
关键词 气动系统 流场 特征线 边界条件 管路 计算
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气动充放气系统的流场计算 被引量:14
8
作者 李军 李玉军 王祖温 《机床与液压》 北大核心 1999年第2期24-26,共3页
本文结合气动充放气系统的实际情况,提出一种考虑摩擦和传热的一维非定常流场计算方法,简化了计算过程,缩短了计算时间,最后通过计算结果和实验结果的对比,验证了该方法的准确性。
关键词 气动系统 充放气系统 流场 特征线
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气动肌肉与生物肌肉的力学特性对比研究 被引量:14
9
作者 隋立明 王祖温 包钢 《机床与液压》 北大核心 2004年第6期22-24,共3页
气动肌肉作为一种人工肌肉具有很多类似生物肌肉的特性。本文从力学角度出发 ,对气动肌肉和生物骨骼肌的几个特性参数进行了对比研究分析。分析结果表明 ,气动肌肉在收缩比、功率质量比。
关键词 气动肌肉 生物肌肉 力学特性 仿生
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气动肌肉驱动仿人臂的设计 被引量:6
10
作者 隋立明 王祖温 包钢 《液压与气动》 北大核心 2004年第9期7-8,共2页
设计了一个由气动肌肉驱动的仿人臂 ,该臂具有 4个自由度 ,肩部采用虎克铰形式。其具有重量轻、控制容易及柔顺性好等优点。初步试验表明 。
关键词 气动肌肉 仿人臂 虎克铰 柔顺性
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基于梯形图的全气动系统快速设计方法研究 被引量:7
11
作者 熊伟 王海涛 +1 位作者 包钢 王祖温 《机床与液压》 北大核心 2006年第8期132-134,共3页
本文所介绍的基于梯形图的全气动系统快速设计方法是日本SMC公司提出的一种快速设计全气动系统回路的方法。它借助于电气系统设计中的概念,将气动元件抽象出类似电气系统的符号,并引入了梯形图的概念,采用分区设计的方法,可以在较短时... 本文所介绍的基于梯形图的全气动系统快速设计方法是日本SMC公司提出的一种快速设计全气动系统回路的方法。它借助于电气系统设计中的概念,将气动元件抽象出类似电气系统的符号,并引入了梯形图的概念,采用分区设计的方法,可以在较短时间内完成比较复杂的全气动回路的设计。 展开更多
关键词 全气动系统 气动回路图 梯形图 时序图
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基于MATLAB/xPC的三自由度气动机械手控制系统的研究 被引量:3
12
作者 毛新涛 包钢 +1 位作者 杨庆俊 李军 《液压与气动》 北大核心 2008年第1期24-26,共3页
该文介绍了xPC实时系统以及快速原型设计方法。根据三自由度气动机械手的组成及工作原理,使用xPC构造了实时控制系统并进行了单关节控制及空间轨迹跟踪方面的实验研究。实验结果证明控制系统能够满足设计需要,并具有了灵活的扩展性。
关键词 气动机械手 MATLAB/xPC 实时控制 轨迹跟踪
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三自由度气动串联机械手空间路径规划及轨迹控制研究 被引量:4
13
作者 毛新涛 包钢 +1 位作者 杨庆俊 李军 《机床与液压》 北大核心 2008年第4期61-63,共3页
对三自由度气动串联机械手的路径规划和轨迹控制等方面进行研究。在笛卡尔空间内,通过对起始点、途经点和终止点的运动学逆运算,得到相应的一组关节角度,进而对每个关节的角度进行多项式插值得到一个平滑函数来描述运动轨迹。通过对给... 对三自由度气动串联机械手的路径规划和轨迹控制等方面进行研究。在笛卡尔空间内,通过对起始点、途经点和终止点的运动学逆运算,得到相应的一组关节角度,进而对每个关节的角度进行多项式插值得到一个平滑函数来描述运动轨迹。通过对给定轨迹的跟踪实验,确定了规划方法及控制方案的有效性。 展开更多
关键词 气动机械手 关节空间 路径规划 轨迹控制
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虚拟现实技术中力/触觉反馈的研究现状 被引量:11
14
作者 崔洋 包钢 王祖温 《机床与液压》 北大核心 2008年第7期1-4,共4页
介绍了力/触觉反馈设备和力觉、触觉生成与反馈算法的国内外研究现状,根据对虚拟环境中力觉、触觉反馈的要求以及当前的研究现状,提出了力/触觉反馈设备和力觉、触觉生成与反馈算法的发展趋势。
关键词 虚拟现实 人机交互 力反馈
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一种由气动肌肉驱动的关节模型研究 被引量:4
15
作者 隋立明 包钢 王祖温 《机床与液压》 北大核心 2002年第6期55-56,共2页
本文首先提出用一个变刚度弹簧模型来近似气动肌肉的特性 ,在此基础上 ,研究了由单根气动肌肉组成的最简单的一个关节模型 ,并通过实验验证了该模型 。
关键词 气动肌肉 关节模型 变刚度
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典型气动回路流场及传热的计算 被引量:3
16
作者 李军 许剑 包钢 《机床与液压》 北大核心 2006年第8期125-128,共4页
为了深入研究典型气动回路中的气体状态,尤其是温度的变化,提出了一种新的数学模型。本模型根据回路运动的实际情况和热量传递过程,对气缸壁进行网格划分,充分考虑了元件与内外部空气的热量交换过程,通过与传统绝热算法的对比可以看出,... 为了深入研究典型气动回路中的气体状态,尤其是温度的变化,提出了一种新的数学模型。本模型根据回路运动的实际情况和热量传递过程,对气缸壁进行网格划分,充分考虑了元件与内外部空气的热量交换过程,通过与传统绝热算法的对比可以看出,本模型更接近于实际情况。 展开更多
关键词 气动回路 流场 传热 特征线 努塞尔特数
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基于互联网WWW服务的气动仿真及选型系统 被引量:1
17
作者 李军 包钢 王祖温 《工程设计学报》 CSCD 2002年第3期136-140,共5页
为了能够方便快捷地进行气动系统的选型和设计 ,将气动技术和网络技术相结合 ,在互联网上实现了基于WWW服务的气动系统单个元件选型和整个系统仿真的功能 .该系统由 ASP和 SQL服务器构成 ,采用客户端和服务端共同仿真的方式实现 .系统... 为了能够方便快捷地进行气动系统的选型和设计 ,将气动技术和网络技术相结合 ,在互联网上实现了基于WWW服务的气动系统单个元件选型和整个系统仿真的功能 .该系统由 ASP和 SQL服务器构成 ,采用客户端和服务端共同仿真的方式实现 .系统升级和更新只在服务器上进行 ,实现一元化管理 . 展开更多
关键词 气动仿真 选型系统 互联网 WWW服务 气动系统 气动元件
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气动系统外部结露的机理与判别 被引量:1
18
作者 朱冬 杨庆俊 包钢 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期89-93,共5页
通过分析、研究气动充放气系统外部结露的发生机理,提出了一种快捷的结露判别方法.当元件表面的平衡温度达到或低于环境露点,系统将发生外部结露,反之则不会发生结露.据此机理的判别方法是:假设系统元件的初始温度为环境露点温度,在考... 通过分析、研究气动充放气系统外部结露的发生机理,提出了一种快捷的结露判别方法.当元件表面的平衡温度达到或低于环境露点,系统将发生外部结露,反之则不会发生结露.据此机理的判别方法是:假设系统元件的初始温度为环境露点温度,在考虑系统内部气体、元件及外部空气之间的耦合传热的同时来比较若干个充放气周期结束时元件表面周期温度的变化趋势,如果元件表面周期温度逐渐升高,则系统不会发生外部结露,反之系统将发生外部结露.在气动充放气系统的二维轴对称模型中进行了数值模拟,结果表明所提方法可快速准确地判断出系统的结露情况. 展开更多
关键词 气动系统 充放气 外部结露 判别
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气动肌肉结构参数的分析与设计 被引量:1
19
作者 隋立明 王祖温 包钢 《液压与气动》 北大核心 2003年第10期12-14,共3页
根据气动肌肉的理论模型 ,分析了气动肌肉初始直径和初始长度对气动肌肉特性的影响 ,并对气动肌肉结构设计中的参数选择与设计问题进行了研究。
关键词 气动肌肉 结构参数 初始直径 初始长度 设计 柔性执行器
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五自由度气浮仿真试验台气动回路设计 被引量:1
20
作者 许剑 任迪 +1 位作者 杨庆俊 杨相军 《液压与气动》 北大核心 2009年第9期11-13,共3页
五自由度气浮仿真试验台主要是在地面模拟微小卫星运行时太空中的微重力环境,为卫星姿态控制及变轨飞行提供地面试验手段。本文根据其工作原理,通过分析计算及实验,设计了试验台的气浮轴承供气回路和位姿控制冷气推进回路,并分析了这两... 五自由度气浮仿真试验台主要是在地面模拟微小卫星运行时太空中的微重力环境,为卫星姿态控制及变轨飞行提供地面试验手段。本文根据其工作原理,通过分析计算及实验,设计了试验台的气浮轴承供气回路和位姿控制冷气推进回路,并分析了这两套气动回路设计时需要注意的问题,为相关技术研究人员提供了参考。 展开更多
关键词 航天器地面试验 气浮轴承 气动回路 冷气推进
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