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基于增材制造的碳化硅双面反射镜设计与可靠性验证
1
作者 王成彬 孙胜利 +2 位作者 孙小进 马孝浩 胡凯 《光学精密工程》 北大核心 2026年第1期26-34,共9页
为实现同轴四反光学系统中主镜和四镜所构成的Φ516 mm双面共体反射镜轻量化、高刚度的设计目标,提出一种在传统轻量化设计基础上,融合多参数优化与碳化硅增材制造技术的方法。基于工程经验建立反射镜初始模型,选择主要结构尺寸建立多... 为实现同轴四反光学系统中主镜和四镜所构成的Φ516 mm双面共体反射镜轻量化、高刚度的设计目标,提出一种在传统轻量化设计基础上,融合多参数优化与碳化硅增材制造技术的方法。基于工程经验建立反射镜初始模型,选择主要结构尺寸建立多参数优化模型,并基于多目标遗传算法进行结构参数优化,优化后的反射镜质量为6.8 kg,相对初始方案降低32.6%。最后,完成碳化硅双面反射镜3D打印及结构模态测试,所得一阶频率为1964 Hz。对两个镜面光学加工后,开展了重力影响试验、真空高低温试验和振动试验。结果表明,试验前后反射镜面形精度最大变化为0.001λ(λ=632 nm)。碳化硅双面反射镜结构设计和增材制造工艺具有良好的可靠性和稳定性。 展开更多
关键词 增材制造 碳化硅 双面反射镜 轻量化 可靠性验证
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基于Koopman算子的磁流变阻尼器力跟踪控制
2
作者 刘振泽 徐新泽 +3 位作者 郭杰 何雨纯 庄晔 于树友 《控制理论与应用》 北大核心 2026年第1期117-128,共12页
为了实现磁流变阻尼器(MRD)的高精度阻尼力跟踪控制,本文提出了一种基于Koopman算子的离散时间线性二次型最优跟踪(DLQT)控制策略.采用递归神经网络(RNN)建立MRD的非线性模型.采取Koopman算子理论及扩展动态模式分解法(EDMD)将MRD的RNN... 为了实现磁流变阻尼器(MRD)的高精度阻尼力跟踪控制,本文提出了一种基于Koopman算子的离散时间线性二次型最优跟踪(DLQT)控制策略.采用递归神经网络(RNN)建立MRD的非线性模型.采取Koopman算子理论及扩展动态模式分解法(EDMD)将MRD的RNN模型“全局”线性化,保留MRD系统的非线性特性.利用基于Koopman算子理论得到的高阶线性模型设计了DLQT控制器.通过仿真实验实现对不同频率的期望信号进行跟踪,验证了算法的有效性.采用搭载了MRD的二自由度四分之一悬架实验台进行硬件在环实验.实验结果表明该算法可以实现对参考信号的高精度跟踪. 展开更多
关键词 磁流变阻尼器 跟踪控制 Koopman算子 扩展动态模式分解 递归神经网络
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激光/红外双波段复合光电制导组件共口径光学系统设计
3
作者 唐利孬 聂志强 +1 位作者 任丽 牛霞 《应用光学》 北大核心 2026年第1期10-21,共12页
随着精确制导武器的对抗层次越来越高,具有命中精度高的双模复合制导的优势更加明显。设计了一套激光/红外双波段复合光电制导组件共口径光学系统。共口径光学结构可以压缩系统尺寸,红外成像子系统可以获得目标的高清图像,激光接收光学... 随着精确制导武器的对抗层次越来越高,具有命中精度高的双模复合制导的优势更加明显。设计了一套激光/红外双波段复合光电制导组件共口径光学系统。共口径光学结构可以压缩系统尺寸,红外成像子系统可以获得目标的高清图像,激光接收光学子系统可以对目标反射的激光光斑中心进行高精度定位测量。整个系统入射光通光口径44 mm,红外成像系统F数为1,在空间频率42 lp/mm处,温度20℃以下,0°视场光线的MTF值约为0.46,全视场光线的MTF值约为0.36,RMS半径为4.466μm,全视场畸变约为-0.13%。在工作温度范围-40℃~+70℃内系统MTF变化不大于10%。激光接收光学子系统全接收视场为±4°,线性接收视场为±2°,当激光发射功率大于0.6 mW时,激光接收光学系统的截获距离可大于10 km。光学系统总长度为88 mm,宽度为53 mm,加入机械结构后,系统体积为94 mm×68 mm×50 mm,质量为293克。该系统结构简单、紧凑,装调难度低,适用于光电制导组件小型化发展趋势,具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 光学设计 光电制导组件 共口径 红外成像系统 激光接收光学系统 四象限探测器
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“高分五号”卫星高光谱相机结构设计与验证 被引量：1
4
作者 刘书锋 刘银年 +2 位作者 曹开钦 柯有龙 贾晓伟 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期70-80,共11页
“高分五号”卫星搭载的可见短波红外高光谱相机AHSI是我国高分专项的核心载荷之一。现有离轴三反相机结构设计多应用于可见光相机及多光谱相机,而高光谱相机则由望远镜、光谱仪及探测器组成特殊架构,AHSI光路长达3 m,包含3套离轴系统... “高分五号”卫星搭载的可见短波红外高光谱相机AHSI是我国高分专项的核心载荷之一。现有离轴三反相机结构设计多应用于可见光相机及多光谱相机,而高光谱相机则由望远镜、光谱仪及探测器组成特殊架构,AHSI光路长达3 m,包含3套离轴系统及22个离轴光学元件,导致系统在有限空间内复杂度及敏感性高,结构设计需解决复杂光路布局与空间环境稳定性挑战。研究基于新材料的相机一体化结构构型,是AHSI结构设计亟待解决的主要问题。首次系统性揭示了AHSI材料选型、结构设计、仿真分析与试验验证全流程。高光谱相机采用55%高体分SiCp/Al复合材料作为光机系统主支撑结构材料,结构设计采用将离轴三反望远镜、奥夫纳光谱仪及探测器等一体集成于复合材料光机框架上,实现了复杂紧凑系统布局、高刚性、高稳定性与轻量化的协同优化,采用超声波辅助梯度钎焊工艺完成光机框架组合焊接,通过有限元分析和力学试验验证了相机结构设计强度和刚度特性。高光谱相机在轨成像质量及辐射特性测试结果与地面保持一致,充分证明了高光谱相机结构设计有效性和稳定性。AHSI是国际上首台同时兼顾宽覆盖和宽谱段的高光谱相机,为我国国土资源调查等国家重大战略需求提供了有力支撑。 展开更多
关键词 “高分五号”卫星 高光谱相机 结构设计 高体分SiCp/Al复合材料 模态分析 力学试验
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基于微流控的微胶囊制备系统及实验研究
5
作者 钱昊 朱丽 《微纳电子技术》 2026年第2期122-130,共9页
微胶囊成型技术通过将物质包裹在极小的粒子中,广泛应用于食品、医药、化工等领域。以微流控技术为基础,设计了一种基于移动剪切式的微胶囊制备系统。该系统使用石蜡-氯化钙乳液为连续相、海藻酸钠溶液为分散相,通过移动微流控芯片出口... 微胶囊成型技术通过将物质包裹在极小的粒子中,广泛应用于食品、医药、化工等领域。以微流控技术为基础,设计了一种基于移动剪切式的微胶囊制备系统。该系统使用石蜡-氯化钙乳液为连续相、海藻酸钠溶液为分散相,通过移动微流控芯片出口端微喷嘴、剪切分散相实现微胶囊的制备。通过正交实验分析和总结了微喷嘴内径、分散相流速、剪切速度等参数对微胶囊制备的影响;通过设计加工不同种类微流控芯片,完成了O/W型微胶囊和W/O/W型微胶囊的制备。实验结果表明,该系统通过调节各项参数可控制生成微胶囊的状态,有助于提高微胶囊生成的稳定性,丰富了多类型微胶囊制备的可能性。 展开更多
关键词 微胶囊 微流控芯片 共流聚焦 移动剪切 微液滴
原文传递
混合液流式磁流变制动器制动及响应性能分析
6
作者 李畅 胡国良 +1 位作者 喻理梵 张利青 《噪声与振动控制》 北大核心 2026年第1期21-28,共8页
针对传统磁流变制动器磁场利用率不高的问题,提出一种混合液流式磁流变制动器。该磁流变制动器液流通道由4段轴向流道和4段径向流道串联组成,通过设置隔磁零件引导磁力线蜿蜒通过全部流道,使该磁流变制动器在体积受限下具备良好的制动... 针对传统磁流变制动器磁场利用率不高的问题,提出一种混合液流式磁流变制动器。该磁流变制动器液流通道由4段轴向流道和4段径向流道串联组成,通过设置隔磁零件引导磁力线蜿蜒通过全部流道,使该磁流变制动器在体积受限下具备良好的制动性能。阐述混合液流式磁流变制动器的结构和工作原理,并对其进行磁路分析;同时通过推导建立输出制动转矩和考虑电涡流影响的等效电路数学模型。采用COMSOL软件对磁流变制动器电磁场进行仿真分析,仿真结果表明在外加电流为1.2 A时,制动转矩可达411.3 N·mm;根据等效电路数学模型可知,在外加电流为1.0 A时,励磁线圈的响应时间为88.3 ms。搭建磁流变制动器性能测试系统平台,对磁流变制动器的转矩性能与响应性能进行实验分析,结果表明在外加电流为1.2 A时,制动转矩为383.6 N·mm,而在外加电流为1.0 A时,磁流变制动器的响应时间为95 ms,实验结果与仿真结果基本一致。 展开更多
关键词 振动与波 磁流变制动器 混合液流式 结构设计 制动转矩 响应性能
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弹簧软化的CMUT离散塌陷模型
7
作者 曹彬雷 宋金龙 +4 位作者 王甫 顾智琦 吴梦茹 周六辉 凤瑞 《压电与声光》 北大核心 2026年第1期82-89,共8页
电容式微机械超声波换能器(CMUT)在工作时需要施加一个大的直流偏置电压以获得良好的驱动性能,但大偏置电压会造成振膜塌陷。该文提出了一种新的塌陷模型来预测塌陷电压与塌陷点。该模型使用伽辽金法建立了在弹簧软化效应影响下的CMUT... 电容式微机械超声波换能器(CMUT)在工作时需要施加一个大的直流偏置电压以获得良好的驱动性能,但大偏置电压会造成振膜塌陷。该文提出了一种新的塌陷模型来预测塌陷电压与塌陷点。该模型使用伽辽金法建立了在弹簧软化效应影响下的CMUT静电偏转微分方程,并通过麦克劳林展开将复杂的连续性解进行离散化处理,实现了塌陷电压与塌陷点的快速求解。模型预测结果经有限元法验证,其相对误差<2%。对比未引入弹簧软化效应的结果,塌陷电压从391.79 V减小至362.89 V,塌陷比例从59.2%减小至49.3%。新塌陷模型为CMUT的设计与制造提供了更精确的理论基础。 展开更多
关键词 电容式微机械超声波换能器(CMUT) 塌陷模型 弹簧软化 伽辽金法 有限元仿真
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基于磁悬浮系统的电磁-摩擦电混合振动能量收集器研究
8
作者 刘保国 梁佳园 +2 位作者 张坤 赵毫杰 冯伟 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第2期16-21,27,共7页
为了解决传统化学电池无法为无线传感网络持久供能的问题,设计了一种高效转换低频振动能的磁悬浮基电磁-摩擦电混合能量收集器,利用磁悬浮系统感应低频环境振动,通过电磁-摩擦电复合能量转换机制高效提取振动能量。研究了平面弹簧刚度... 为了解决传统化学电池无法为无线传感网络持久供能的问题,设计了一种高效转换低频振动能的磁悬浮基电磁-摩擦电混合能量收集器,利用磁悬浮系统感应低频环境振动,通过电磁-摩擦电复合能量转换机制高效提取振动能量。研究了平面弹簧刚度和激励加速度对混合能量收集器输出性能的影响,实验结果表明,输出电压随平面弹簧刚度的增大而降低,随激励加速度的增大而增大,当平面弹簧刚度为562 N/m、激励加速度为1.2g时,电磁能量收集单元(EMG)、摩擦电能量收集单元Ⅰ(TENGⅠ)和摩擦电能量收集单元Ⅱ(TENGⅡ)的最大输出峰峰值电压分别为1.15、53、167 V。 展开更多
关键词 低频 电磁-摩擦电 磁悬浮 振动能量收集器 平面弹簧
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高温高压工况下耐腐蚀压力变送器的膜片材料设计与性能优化研究
9
作者 索建军 李建场 赵菲 《纯碱工业》 2026年第1期32-35,共4页
针对高温高压腐蚀工况下压力变送器膜片的早期失效难题,研究揭示了其失效本质是热-力-化学多场耦合的非线性损伤过程。基于此,提出了融合“梯度纳米晶结构设计”与“三元复合防护涂层体系”的材料解决方案。通过优化的热处理与焊接工艺... 针对高温高压腐蚀工况下压力变送器膜片的早期失效难题,研究揭示了其失效本质是热-力-化学多场耦合的非线性损伤过程。基于此,提出了融合“梯度纳米晶结构设计”与“三元复合防护涂层体系”的材料解决方案。通过优化的热处理与焊接工艺,制备出性能协同提升的膜片。性能测试表明:优化后的膜片在400℃下屈服强度高达950 MPa,且在720 h苛刻腐蚀环境中无点蚀与裂纹;加速寿命试验预测其服役寿命超过5年。该研究为开发适用于极端工况的高可靠性压力传感核心部件提供了从理论模型、材料设计到制备工艺的全链条方案。 展开更多
关键词 压力变送器膜片 梯度纳米晶结构 复合防护涂层 多场耦合损伤
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基于FR4的电磁式扫描光栅微镜结构优化设计
10
作者 刘海涛 杨桢儒 +2 位作者 王家鹏 方衡 易嘉文 《机电信息》 2025年第3期44-47,共4页
扫描光栅微镜的转动结构通常设计成扭振系统,通过扭转梁实现微镜转动时的结构抗扭。将扭转梁设计成折叠形式,可以减小扭转梁的抗扭刚度,但扭转振型仍有可能未成为系统的一阶主振型。因此,通过提高系统镜板的转动惯量和设置刚度调节棒,... 扫描光栅微镜的转动结构通常设计成扭振系统,通过扭转梁实现微镜转动时的结构抗扭。将扭转梁设计成折叠形式,可以减小扭转梁的抗扭刚度,但扭转振型仍有可能未成为系统的一阶主振型。因此,通过提高系统镜板的转动惯量和设置刚度调节棒,改进系统的振型模态分布。最后,对优化后结构进行了理论计算和基于ANSYS的有限元软件仿真,结果均表明优化后结构能有效改善微镜的扭转谐振特征。 展开更多
关键词 扫描光栅微镜 结构优化 刚度调节 有限元仿真
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低量程抗冲击双轴微加速度计设计 被引量：2
11
作者 帅清 石云波 +1 位作者 赵锐 张志峰 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期92-95,100,共5页
针对常规武器弹药的外弹道信息测量过程中,低量程MEMS加速度传感器在上万g_(n)过载环境下的损坏问题,本文提出了一种双轴抗冲击微加速度传感器,可以实现抗过载3×10^(4)g_(n)量程50 g_(n)的指标要求。有限元仿真结果表明:在50 g_(n... 针对常规武器弹药的外弹道信息测量过程中,低量程MEMS加速度传感器在上万g_(n)过载环境下的损坏问题,本文提出了一种双轴抗冲击微加速度传感器,可以实现抗过载3×10^(4)g_(n)量程50 g_(n)的指标要求。有限元仿真结果表明:在50 g_(n)载荷作用下,加速度计敏感单元在Y轴位移为1.476μm,灵敏度为0.730 pF/g_(n),在X轴位移为1.476μm,灵敏度为0.382 pF/g_(n)引入嵌入式双轴叉齿止挡缓冲结构的加速度传感器,在3×10^(4)g_(n)过载作用X轴下的梳齿最大位移为3.129μm,Y轴下的梳齿最大位移为3.042μm,均小于最小梳齿间距4μm,有效避免了短路。最大等效应力X轴,Y轴分别为180.880 MPa和85.136 MPa,均远小于硅(Si)的许用应力。 展开更多
关键词 双轴加速度计 抗冲击 电容式 低量程 嵌入式止挡结构 微机电系统
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面向柔性钳位型尺蠖致动器提速驱动的协同切换控制 被引量：2
12
作者 孟令臣 闫鹏 +1 位作者 刘鹏博 张志名 《光学精密工程》 北大核心 2025年第1期96-106,共11页
研究了一类柔性钳位型尺蠖致动器的钳位-驱动协同机制和控制方法,提出一种基于实时钳位状态信息的高速钳位切换策略。该策略利用柔性钳位机构的寄生运动信息缩短钳位交替时间,获得相同设计下更高的驱动速度。依据柔性钳位型尺蠖致动器... 研究了一类柔性钳位型尺蠖致动器的钳位-驱动协同机制和控制方法,提出一种基于实时钳位状态信息的高速钳位切换策略。该策略利用柔性钳位机构的寄生运动信息缩短钳位交替时间,获得相同设计下更高的驱动速度。依据柔性钳位型尺蠖致动器的结构配置,建立钳位机构的寄生运动静力学模型,并完成仿真验证。进一步分析基于实时钳位状态信息的钳位切换机理,完成基于实时钳位切换的驱动设计,搭建实验系统进行测试验证。实验结果表明:单步切换时间缩短了28%,在相同设计与驱动电压斜率下,连续多步驱动速度可提升33.6%。在合理误差范围内,实验结果验证了理论推导与仿真分析的准确性。该驱动策略可有效减小尺蠖驱动的单周期时间,实现连续稳定驱动,最终达成尺蠖致动器驱动速度的提升。 展开更多
关键词 柔顺机构 尺蠖致动器 寄生运动 协同切换控制
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激光/可见光双波段复合光电制导组件共口径光学系统设计 被引量：1
13
作者 唐利孬 聂志强 +1 位作者 任丽 牛霞 《光子学报》 北大核心 2025年第6期200-214,共15页
设计了一套激光/可见光双波段复合光电制导组件共口径光学系统。共口径光学结构可以压缩系统尺寸,可见光成像子系统可以获得目标的高清图像,激光接收光学子系统可以对目标反射的激光光斑中心进行高精度定位测量。整个系统入射光通光口径... 设计了一套激光/可见光双波段复合光电制导组件共口径光学系统。共口径光学结构可以压缩系统尺寸,可见光成像子系统可以获得目标的高清图像,激光接收光学子系统可以对目标反射的激光光斑中心进行高精度定位测量。整个系统入射光通光口径26.7 mm,可见光成像系统F数为3,在5 km的作用距离内可识别出4.6 m×2.3 m的车辆类目标,在15 km的作用距离内可识别出10 m×10 m的建筑类目标;激光接收光学子系统全接收视场±5°,线性接收视场±1.3°,截获距离大于8 km。整体光学系统长度为90 mm,宽度为44.5 mm。加入机械结构后体积为93.6 mm×68 mm×50 mm,重量为227克。该系统结构简单紧凑,装调难度低,适用于光电制导组件小型化发展趋势,具有非常高的实用价值。 展开更多
关键词 光学设计 光电制导组件 共口径 可见光成像系统 激光接收光学系统 四象限探测器
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多运动组共轨型紧凑变焦光学系统 被引量：1
14
作者 谢佳儀 王治乐 +2 位作者 于东辉 王泽奇 黄莉雯 《光学精密工程》 北大核心 2025年第11期1713-1721,共9页
传统变焦系统广泛运用的机械补偿型变焦结构在一定程度上存在总长较大、结构笨重的问题,难以符合小型化设备对光学系统体积和质量的严格约束。为了解决上述问题,讨论了多运动组变焦系统稳定成像原理,提出了一种基于多运动组共轨型结构... 传统变焦系统广泛运用的机械补偿型变焦结构在一定程度上存在总长较大、结构笨重的问题,难以符合小型化设备对光学系统体积和质量的严格约束。为了解决上述问题,讨论了多运动组变焦系统稳定成像原理,提出了一种基于多运动组共轨型结构的紧凑变焦光学系统模型,以五组元变焦系统为设计载体,详细阐述了从设计指标制定到高斯解分析再到优化方案的完整设计流程,并通过性能评估验证了设计结果的有效性。设计结果表明:该系统采用3片玻璃透镜与7片塑料透镜组合,用69 mm总长实现了23~69 mm三倍连续变焦,其中F数为2.4~4.5,像高为8.49 mm,工作波段为435~650 nm,系统质量控制在30 g以内,全视场全焦段成像质量优良,变焦曲线平滑无拐点。该多运动组共轨型紧凑变焦光学系统设计模型在固定行程条件下扩大了单个运动组元的有效移动范围,在压缩变焦系统轴向尺寸的同时,保障了连续变焦过程中的像质稳定性,为实现变焦光学系统的紧凑型设计目标提供了有效路径。此外,通过透镜材料玻塑混合配置方案实现了系统的轻量化。 展开更多
关键词 光学设计 连续变焦 多运动组 紧凑型光学系统
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面向遥操作机械臂的三维柔性触觉传感器 被引量：1
15
作者 商珂 祝佳航 +1 位作者 陈大鹏 宋爱国 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期311-320,共10页
传统三维力传感器在应用中存在如剪切力与法向力耦合,柔性不足,解耦算法复杂等问题,制约了其在遥操作机器人精密作业场景中的应用。针对上述问题,提出了一种基于单层环形正弦化磁膜的三维磁性触觉传感器,旨在实现对三维力的实时解耦测... 传统三维力传感器在应用中存在如剪切力与法向力耦合,柔性不足,解耦算法复杂等问题,制约了其在遥操作机器人精密作业场景中的应用。针对上述问题,提出了一种基于单层环形正弦化磁膜的三维磁性触觉传感器,旨在实现对三维力的实时解耦测量。该传感器通过单层磁膜结构实现了三维力自解耦,避免了传统三维力传感器的多维力耦合与对复杂算法的依赖。经标定实验测试,该传感器性能优秀,具备高灵敏度和高精度特性。其可在Z轴方向测量0~15 N的力,灵敏度为0.0147 kPa-1,均方根误差为0.0015 mT。在X与Y轴方向则覆盖-5~5 N的测量范围,灵敏度分别可达0.0203与0.0209 kPa-1,均方根误差则分别为0.002与0.0019。同时,传感器本体由柔性结构设计,兼具了低功耗、高输出频率等特点。在滑觉控制实验中,在机械臂末端执行器上构建了滑觉控制策略。通过在增广智能夹爪上安装所设计的触觉传感器,使得该系统能够实时监测夹爪与物体接触面间的法向力与切向力,并结合增量式PID控制策略,在检测到滑动发生后迅速调整夹持力,实现对动态增重容器的稳定抓取。该实验平均响应时间为113.3 ms,验证了引入该传感器的滑觉控制策略在实际应用中的稳定性与可靠性。 展开更多
关键词 三维力传感器 遥操作机器人 磁性触觉传感器 自解耦
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压电四维测力仪扭矩测量精度提升
16
作者 张军 张鹏 +3 位作者 滕玄德 蔡佳乐 王郁赫 任宗金 《光学精密工程》 北大核心 2025年第10期1584-1593,共10页
现有压电式四维力测量方法中,扭矩有通过侧向力解算和直接测量两种方式,解算法适用性广但受分力间交叉耦合影响大,直接测量理论精度较高但传感器布置方式受限。本文提出通过传感器内增加石英晶组,不依赖传感器特殊布置而实现扭矩直接测... 现有压电式四维力测量方法中,扭矩有通过侧向力解算和直接测量两种方式,解算法适用性广但受分力间交叉耦合影响大,直接测量理论精度较高但传感器布置方式受限。本文提出通过传感器内增加石英晶组,不依赖传感器特殊布置而实现扭矩直接测量的四维力测量方案。首先,确定传感器布局方案,在现有三向力测量基础上,各传感器内新增剪切力测量晶组用以测量扭矩;定义传感器加工、装配过程的误差,建立两种测量方法下扭矩测量误差传递模型,通过数值仿真对比测量精度上的差异;设计制备了测力仪,对测力仪关键尺寸进行参数化分析;开展静、动态性能检定实验,在此基础上,开展了多点扭矩加载标定实验,利用两种测量方案计算扭矩。实验结果表明:测力仪最大非线性误差、重复性误差<0.5%,向间干扰<3%,测力仪各向固有频率>1400 Hz,静、动态性能符合设计要求;多点扭矩加载实验中新方案均方误差降低83.4%,最大测量误差降低26.5%。验证了新方案在提高扭矩测量精度方面的有效性,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 扭矩测试精度 四维力测量 四向力传感器 测力仪设计 参数化分析
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抗磁悬浮静悬浮特性及动态响应研究
17
作者 刘保国 赵柠柠 +1 位作者 张坤 冯伟 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期218-221,共4页
常温下利用抗磁性实现物质稳定悬浮的抗磁悬浮技术拥有无摩擦、低阻尼、弱刚度与无需外界输入能源的特性,在传感测试领域具有广阔的应用前景。提出了一种由长方体永磁体和圆形高定向热解石墨组成的抗磁悬浮系统,并对悬浮热解石墨片的稳... 常温下利用抗磁性实现物质稳定悬浮的抗磁悬浮技术拥有无摩擦、低阻尼、弱刚度与无需外界输入能源的特性,在传感测试领域具有广阔的应用前景。提出了一种由长方体永磁体和圆形高定向热解石墨组成的抗磁悬浮系统,并对悬浮热解石墨片的稳定悬浮进行了理论分析,采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysic^(TM)5.5建立了抗磁悬浮系统的仿真模型,分析了系统结构参数对抗磁悬浮系统静悬浮特性的影响,建立了抗磁悬浮系统的动力学模型,研究悬浮热解石墨片对水平外界激励的响应情况,为抗磁悬浮技术的应用研究提供参考依据。 展开更多
关键词 抗磁悬浮 热解石墨片 稳定悬浮 悬浮高度 振动响应 有限元仿真
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S型柔性结构的柔度建模与验证分析
18
作者 余明伟 李宗轩 +2 位作者 张德福 李清雅 徐佳坤 《机械传动》 北大核心 2025年第2期131-137,共7页
【目的】现有文献对柔性铰链的分析大多基于Euler-Bernoulli梁模型,忽略了剪切挠度的影响。为进行更精确的柔度计算,基于Timshenko梁模型和旋量变换理论,针对由直梁柔性单元组成的一般柔性机构建立了其柔度分析模型。【方法】以S型柔性... 【目的】现有文献对柔性铰链的分析大多基于Euler-Bernoulli梁模型,忽略了剪切挠度的影响。为进行更精确的柔度计算,基于Timshenko梁模型和旋量变换理论,针对由直梁柔性单元组成的一般柔性机构建立了其柔度分析模型。【方法】以S型柔性结构为例进行柔度分析,研究了柔性结构的尺寸参数对柔度的影响;然后,利用有限元分析和实验测试平台对样件的平动柔度进行了测量。【结果】结果表明,解析值、仿真值和实验测量数据的符合性较好,最大相对误差为7.16%。以Timshenko梁模型和旋量变换理论为设计依据,设计者可根据柔性结构的柔度等要求确定几何参数。该柔性结构的研究对其他铰链的结构设计提供了新思路。性机构的柔度模型,并以实例分析了柔性结构关键尺寸参数对柔度的影响。通过有限元仿真与实物实验,验证了该柔度建模方法的准确性。 展开更多
关键词 柔性机构 Timshenko梁 旋量变换 柔度矩阵
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微动工作台中弹性导轨的设计计算 被引量：2
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作者 黄其圣 张腊梅 +1 位作者 余晓芬 王永红 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期473-479,共7页
介绍了微动工作台中弹性板簧导轨的设计方法、特性误差的计算 ,重点叙述了载荷反对称布置的弹性导轨使微动台产生独立转动自由度的方法 .与以柔性铰链为主体的平面三自由度微动工作台相比 ,弹性板簧导轨式的微动工作台力学模型简单 ,无... 介绍了微动工作台中弹性板簧导轨的设计方法、特性误差的计算 ,重点叙述了载荷反对称布置的弹性导轨使微动台产生独立转动自由度的方法 .与以柔性铰链为主体的平面三自由度微动工作台相比 ,弹性板簧导轨式的微动工作台力学模型简单 ,无原理误差 ,从而提高了工作台的位移精度 ,避免工作台在各运动方向之间的耦合 .在板簧上粘贴应变片还可以测出微动台的位移 ,简化了测量系统 . 展开更多
关键词 弹性板簧导轨 设计计算 微动工作台 载荷反对称布置 平面三自由度 耦合
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固定翼微型飞行器MEMS姿态控制单元设计
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作者 贺子树 赵锐 +2 位作者 石云波 李祥宇 李鹏 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期84-87,共4页
针对微型飞行器(MAV)在姿态控制方面的需求,提出了一种具有静电驱动、翼面偏转和攻角检测能力的MEMS姿态控制单元。该单元通过蠕动电机提供驱动力,通过翼面偏转模块执行翼面的控制,通过角度检测模块对翼面的偏转进行检测。有限元仿真分... 针对微型飞行器(MAV)在姿态控制方面的需求,提出了一种具有静电驱动、翼面偏转和攻角检测能力的MEMS姿态控制单元。该单元通过蠕动电机提供驱动力,通过翼面偏转模块执行翼面的控制,通过角度检测模块对翼面的偏转进行检测。有限元仿真分析结果表明,在32V驱动电压下,控制单元产生250.8mN的驱动力,实现±11.03°的双向翼面偏转。 展开更多
关键词 微型飞行器 姿态控制 角度检测
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