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题名三自由度并联压电粘滑运动平台
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作者
孟令伟
杨依领
吴高华
崔玉国
魏燕定
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机构
宁波大学机械工程与力学学院宁波市微纳运动及智能控制重点实验室
湖州师范学院工学院
浙江大学机械工程学院浙江省先进制造技术重点实验室
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出处
《光学精密工程》
北大核心
2025年第3期427-437,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(No.51805276,No.U23A20618)
宁波市重大科技攻关项目(No.2024Z163)。
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文摘
针对细胞穿刺、显微操作以及微装配任务中对宏行程、高精度、大负载和多自由度的性能要求,利用压电柔顺机构设计了三自由度并联粘滑驱动平台。将压电纤维片粘贴至拱形驱动机构,构成驱动单元并结合粘滑致动,实现并联平台的大范围高精度运动。柱形支撑增强了平台承载能力,万向轴承减小了移动平台的非驱动摩擦,提高整体运动性能。通过有限元法建立拱形柔顺驱动单元的静力学模型,并对输出位移和固有频率进行仿真分析。最后,搭建实验测试系统验证平台性能。实验表明,在步进模式下,压电粘滑平台沿X,Y向平动的最大单步位移可达294.7μm和304.5μm,绕Z轴转动的最大单步转角为9.96 mrad,最大垂直负载为110 N;在扫描模式下,平动和转动的位移分辨率分别为6 nm和0.28μrad。因此,所设计的并联压电粘滑平台满足精密微操作任务所需的性能要求。
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关键词
压电驱动
柔顺机构
粘滑运动
三自由度
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Keywords
piezoelectric actuation
compliant mechanism
stick-slip motion
three degrees of freedom
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分类号
TN384
[电子电信—物理电子学]
TH703.6
[机械工程—精密仪器及机械]
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题名谐振型大流量阀式压电气泵的设计与实验
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作者
朱笑
许峥嵘
李锦棒
崔玉国
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机构
宁波大学机械工程与力学学院
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出处
《压电与声光》
北大核心
2025年第2期333-342,共10页
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基金
国家自然科学基金区域创新发展联合基金资助项目(U23A20618)。
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文摘
针对阀式压电气泵工作频率低、流量小的问题,设计了一款由压电振子直驱的谐振型气泵。首先设计了压电谐振气泵的构型,并对其结构进行仿真分析,得到结构参数对气泵输出特性的影响。初步制作了压电谐振气泵的样机,并搭建实验测试装置,研究不同结构参数下压电振子的振动特性,以及气泵流量、压力的变化规律。基于仿真与实验的结果,确定了四臂阀片与压电振子谐振频率的匹配关系,当阀片的基频与振子一阶谐振频率接近且略高225 Hz时,两者的匹配性最好。优化后,当驱动电压峰峰值为120 V、驱动频率为1600 Hz时,所研制谐振型阀式压电气泵的输出流量为1241.28 mL/min,输出压力为7.56 kPa。
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关键词
压电振子
谐振
高频
大流量
压电气泵
被动阀
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Keywords
piezoelectric vibrator
resonance
high frequency
high flow rate
piezoelectric air pump
passive valve
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分类号
TN384
[电子电信—物理电子学]
TH323
[机械工程—机械制造及自动化]
TH38
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名压电粘滑驱动的回退抑制及切换控制研究
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作者
孟令伟
皇甫乐晓
吕阳
王顺顺
崔玉国
杨依领
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机构
宁波大学宁波市微纳运动及智能控制重点实验室
宁波信泰机械有限公司
宁波中车时代传感技术有限公司
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出处
《压电与声光》
北大核心
2025年第2期326-332,共7页
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基金
宁波市重大科技专项(2024Z163)
国家自然科学基金(U23A20618,51805276)
国家重点研发计划(2021YFB3203202)。
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文摘
针对压电粘滑驱动中的位移回退及“粗-精”切换扰动问题,首先利用拱形驱动单元、柔性调节机构和输出台等构建压电粘滑平台,建立包含电路、机械与摩擦特性的系统动力学模型;然后将驱动单元分为驱动组和防回退组,利用定子配合法实现粘滑位移的回退抑制,同时采用开关自锁逻辑回路与时间标记过渡函数,设计面向“粗-精”定位的平滑切换控制策略,提高粘滑运动模式切换的稳定性和效率;最后搭建实验测试系统进行验证,结果表明,与传统粘滑驱动相比,定子配合法在X、Y方向上的位移回退率从22.8%、22.7%降至0.6%、1.1%,位移回退得到明显抑制。在切换阈值为200μm时,平滑切换控制策略也能快速准确地实现“粗-精”定位,实验结果验证了回退抑制与切换控制方法的有效性。
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关键词
压电驱动
粘滑驱动
回退抑制
切换控制
运动平台
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Keywords
piezoelectric actuation
stick-slip driving
backward inhibition
switching control
motion platform
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分类号
TN384
[电子电信—物理电子学]
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题名回火温度对摆线轮材料摩擦磨损性能的影响
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作者
郭旭峰
于爱兵
齐少春
陈正周
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机构
宁波大学机械工程与力学学院
宁波市微纳运动及智能控制重点实验室
宁波中大力德智能传动股份有限公司
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出处
《兵器材料科学与工程》
北大核心
2025年第2期103-108,共6页
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基金
宁波市科技创新2025重大专项(2021Z068
2019B10078)。
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文摘
为确定摆线轮材料GCr15轴承钢热处理工艺中合适的回火温度,改善摆线轮的摩擦磨损性能,对GCr15淬火轴承钢进行不同回火温度处理。通过摩擦磨损试验机和激光共聚焦显微镜表征试样表面的摩擦磨损性能,并通过扫描电镜、X射线衍射仪及洛氏显微硬度计分析GCr15轴承钢的组织和硬度。结果表明:当摆线轮材料GCr15轴承钢的回火温度为250℃时,试样表面耐磨性能最佳,具有较低的摩擦因数和磨损率,磨损机制为轻微磨粒磨损;当回火温度略高于马氏体转变起始温度(M_(s))时,可以获得以马氏体为基体并含有少量下贝氏体及奥氏体等韧性相的组织,在提升材料表面韧性的同时,硬度也保持在较高的水平,能明显改善GCr15轴承钢材料的表面耐磨性能。
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关键词
GCR15轴承钢
回火温度
摩擦磨损
下贝氏体
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Keywords
GCr15 bearing steel
tempering temperature
friction and wear
lower bainite
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分类号
TG142.1
[金属学及工艺—金属材料]
TG156.5
[金属学及工艺—热处理]
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