NSFC-广东联合基金(U0934004)
- 作品数：27 被引量：160H指数：8
- 相关作者：张宪民姚志远孙志峻张清华张泉更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学华南理工大学山东理工大学更多>>
- 发文基金：NSFC-广东联合基金国家自然科学基金国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程电气工程自动化与计算机技术一般工业技术更多>>
- 直线超声电机定/动子接触的微观力学模型被引量：4
- 2012年
- 以直线超声电机定/动子接触的微观力学特性为研究对象,首先通过实验测试了定/动子接触表面的粗糙度和统计参数,并基于概率统计方法得到定子接触表面各点高度的概率分布函数,再通过伪随机数模拟的方法给出接触表面的模拟模型;然后利用赫兹微观接触模型,建立定/动子接触的微观力学模型;最后得到定/动子的预压力、接触变形量和实际接触面积之间的关系。研究有助于建立直线超声电机的整体动力学模型和分析其摩擦摩损特性。
- 周胜利姚志远
- 关键词：直线超声电机粗糙度
- U形直线超声电机结构设计被引量：8
- 2012年
- 针对直线超声电机的小型化问题,提出一种新型U形直线超声电机,该电机由U形定子和导轨组成,压电陶瓷片采用粘贴的方式固定在定子上.研究了电机的激振方式与位置,设计并加工了直线超声电机样机和测试装置.将柔性铰链结构应用到直线超声电机夹持中.通过实验确定了电机的最佳工作频率、预压力.研究了输出力和空载速度随工作频率、预压力和电压的变化规律.实验表明,电机在电压值400 Vpp,预压力25 N条件下,最大空载速度470 mm/s,最大输出力9 N,定子质量25 g,推重比达36;柔性夹持能提高电机的模态一致性和效率,同时简化了电机结构.该研究为电机小型化发展奠定基础.
- 苏松飞姚志远耿冉冉叶明
- 关键词：直线超声电机柔性铰链
- 三种柔性虎克铰的比较与分析被引量：2
- 2011年
- 提出了使用簧片柔性单元构成的3种大行程柔性虎克铰,详细介绍了它们各自的结构特点;利用伪刚体模型分别分析了3种柔性虎克铰在纯扭矩驱动下铰链的变形特性;在设定的参数条件下对各虎克铰进行了理论计算,并与有限元分析结果相比较.研究表明:3种柔性虎克铰基本符合虎克铰的转动特性,能够提供较大的二维转动行程;伪刚体模型的计算结果与非线性有限元计算结果较为接近;在设定的结构参数下,柔性虎克铰C的输出行程可达±11.9°,并具有较小的转动中心漂移和输入耦合相对较小,是一种性能优良的大变形柔性虎克铰,可作为柔性铰链应用于柔性并联机构和柔性精密定位平台中.
- 孙炜张宪民王念峰管贻生
- 关键词：柔性铰链大行程有限元分析
- 双轴矩形截面角圆形柔性铰链回转精度分析被引量：9
- 2010年
- 研究一种外廓线为角圆形的双轴矩形截面柔性铰链,该柔性铰链可代替传统的双轴柔性铰链应用于空间多自由度柔顺机构。建立该双轴柔性铰链的空间力学模型,用卡氏定理推导双轴柔性铰链回转精度的统一表达式,采用换元法得到双轴柔性铰链回转精度的闭式解析式。针对柔性铰链的转动中心偏移所引起的误差,利用有限元软件对柔性铰链回转精度的闭式解析式进行校验,结果表明有限元结果与闭环解析式的偏差小于7%,从而验证柔性铰链回转精度闭环解析式的正确性。最后分析结构参数对柔性铰链回转精度的影响,得出相关结论:双轴柔性铰链的回转精度的高低与材料的弹性模量E或切变模量G成正比;当双轴柔性铰链的δ和b为定值时,柔性铰链的回转精度随R或l的增大或减小而相应地降低或提高,但受l的影响更显著;当双轴柔性铰链的R和l为定值时,柔性铰链的回转精度随δ或b的增大或减小而相应地提高或降低。以上结论可为柔性铰链的工程设计提供理论依据。
- 侯文峰张宪民
- 关键词：柔性铰链双轴回转精度
- 平面3-RRR柔性并联机器人动力学建模与分析被引量：17
- 2013年
- 轻型、高速、高精度柔性并联机器人在诸如电子装配、精密加工与测量、航空航天领域有着巨大的应用前景。研究了一类平面3-RRR柔性并联机器人。采用有限元法对柔性杆进行离散,运用浮动坐标系,拉格朗日方程以及虚功原理,建立了平面3-RRR柔性并联机器人的刚-弹耦合非线性动力学方程。该方程考虑了各关节和动平台的集中质量和集中转动惯量。详细研究了弹性运动坐标和刚体运动坐标约束关系。通过基于小变形假设的数值仿真计算,并和简化KED方法进行比较,结果表明系统刚体运动的科氏力和离心力以及变换矩阵的时变性对系统动力学特性有着至关重要的影响。
- 张清华张宪民
- 关键词：并联机器人弹性动力学
- 平面宏动并联机器人动态模拟被引量：6
- 2012年
- 针对宏微结合的宏动并联机器人建立了动力学模型,实现基于模型的滑模控制及仿真。首先,根据机构闭式约束等式,分析机构的逆位置和正位置,同时推导了机构的速度和加速度关系式。在此基础上,选择各杆件的关键点,建立各关键点的偏速度和偏角速度,利用Newton-Euler公式分析各杆件的惯性力和惯性力矩,考虑了微动平台对宏动机器人运动的作用,根据虚功原理建立了动力学方程。最后,应用动态补偿策略,设计了滑模控制器。仿真结果表明了方法的有效性。
- 高名旺张宪民
- 关键词：虚功原理滑模控制动力学模型
- 轮式直线型超声电机定子的动态设计和分析被引量：4
- 2011年
- 利用非统一截面梁在正交方向上的2个同形弯曲振动模态作为工作模态,设计了一种新型直线超声电机。基于有限元理论叙述了该定子的动态设计过程,对定子驱动足位置、压电陶瓷安装位置和定子的不同夹持方式进行了仿真计算,分析了不同阶次弯曲振动模态作为定子工作模态的优缺点以及不同支撑方式对定子振动模态的影响。制造了一台原理性样机,样机定子直径为10 mm,长为55 mm,重为30 g。在驱动电压峰峰值为200 V,驱动频率为49.52 kHz,摩擦副为陶瓷摩擦材料对不锈钢的情况下,电机空载速度为374 mm/s,最大推力为13 N,推重比达到了43∶1。
- 时运来李珊珊赵淳生
- 关键词：超声电机椭圆运动
- 直线超声电机驱动的平面3-PRR并联平台的运动学标定被引量：1
- 2014年
- 以直线超声电机驱动的平面3-PRR并联平台为研究对象,基于视觉测量对它进行了运动学标定.首先介绍了该并联平台结构,然后推导了其运动学模型并给出了误差函数指标.针对并联平台运动学标定问题,利用CCD相机作为外部测量装置,通过图像处理技术对动平台上的人工特征中心定位,实现了对并联平台动平台位姿的精确测量;最后利用粒子群算法对并联平台运动学参数进行了优化,实现了对并联平台的运动学标定.标定实验结果表明:动平台走一个长轴为16mm、短轴为10mm的椭圆形轨迹,标定前轨迹误差最大大于800μm,标定后轨迹误差缩小到20μm以内,有效提高了并联平台的精度,验证了标定结果的有效性.
- 周丽平张泉孙志峻
- 关键词：并联平台运动学标定直线超声电机视觉测量
- 平面3-RRR柔性并联机器人残余振动主动控制被引量：11
- 2013年
- 对平面3-RRR柔性并联机器人残余振动主动控制问题进行了研究。基于有限元法和拉格朗日方程,建立了带压电陶瓷制动器和传感器的智能梁单元的运动方程。考虑刚体运动和弹性变形运动的约束关系,通过组装,形成了3-RRR柔性并联机器人系统的运动学方程,基于模态理论把物理空间下描述的高阶运动方程变换到模态空间下的低阶模态方程。根据导出的低阶模态方程,设计了应变速度反馈控制器和最优状态反馈控制器,数值仿真结果表明:两种控制器都能有效地抑制系统的残余振动。同时,相对于应变速度反馈控制,最优状态反馈控制能以更低的控制输入电压取得更好的控制效果。
- 张清华张宪民
- 关键词：振动主动控制
- 尺度优化的Retinex增强算法与微视觉图像增强被引量：5
- 2013年
- 光照不均匀、光学显微镜的放大作用、光学衍射等使微视觉图像存在动态范围大、整体像素灰度值偏低、微细结构与背景对比度低、信噪比低等不足.为增强图像质量,文中利用对比度设计高斯平滑卷积核的尺度优化准则以合理估计光照分量,提出了尺度优化的Retinex增强算法,并用该算法对模拟图像和实拍的同轴光光强变化的微视觉图像进行增强.结果表明,该增强算法在压缩动态范围内既能提高对比度,又能较好地保留图像细节信息,增强效果优于同态滤波算法.
- 余金栋张宪民陈忠
- 关键词：显微图像图像增强RETINEX算法光照不均匀
