国家自然科学基金(51175478) 作品数:7 被引量:14 H指数:2 相关作者: 程光明 温建明 曾平 马继杰 阚君武 更多>> 相关机构: 浙江师范大学 吉林大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 高等学校科技创新工程重大项目 浙江省自然科学基金 更多>> 相关领域: 机械工程 农业科学 电气工程 自动化与计算机技术 更多>>
泵用压电振子与泵腔体积变化的测试研究 被引量:4 2012年 为了准确获得压电泵泵腔体积的变化量,针对影响泵腔体积变化的关键因素——压电振子的变形特性进行分析,并采取非接触的测量方式对基板直径为65 mm,陶瓷直径为60 mm的圆形压电振子进行变形测试.在测试中对该压电振子的中心点在不同电压信号驱动下振幅随频率、驱动电压的变化规律以及压电振子径向各点在正弦电压信号驱动下振幅随半径的变化规律进行了研究.根据压电振子径向各点振幅的变化规律利用Matlab软件进行二次函数曲线拟合计算,得到压电振子的径向切面变形拟合曲线,根据拟合曲线,建立了压电泵泵腔体积变化量的理论计算方法.结果表明:压电振子中心点振幅随频率的增大而逐渐减小,随驱动电压的增大而增大;径向各点振幅随各点半径的增大而减小;拟合计算结果与实测数据基本吻合,最大相对误差仅为6.96%;利用压电泵泵腔体积变化量的理论计算方法,计算得到利用该圆形压电单晶片振子制作的压电泵在100 V,30 Hz正弦电压信号的作用下,泵腔每次振动产生的体积变化量约为34.009 mm3,理论上最大输出流量为61.216 mL/min. 程光明 冯丽娜 曾平 温建明 阚君武关键词:压电泵 压电振子 双腔串联压电胰岛素泵性能分析与试验 被引量:2 2012年 针对目前胰岛素泵多采用步进电机作为驱动源进而成本高、结构复杂的应用现状,提出利用压电泵进行胰岛素推注的研究方案.分析了压电胰岛素泵的工作原理及两种工作方式,即直接输液与间接输液.对比了无阀压电泵、主动阀压电泵及被动阀压电泵性能特点,同时为提高泵输出压力,选择双腔串联压电泵作为胰岛素注射的驱动源,设计了双腔串联压电泵的结构,分析了双腔串联压电泵的工作原理,对常见的3种截止阀进行开启压力及流量性能测试,制作不同截止阀的双腔串联压电泵样机,搭建了试验测试系统,测试不同驱动频率下压电泵直接输送与间接输送方式输出流量、输出压力变化对比曲线.试验结果表明:与直接输液相比间接输液方法压电泵输出流量及压力均较大,在驱动电压为100 V、频率为210 Hz时,间接输出最大流量达到810 mL/min;伞形橡胶阀截止性能好,压电泵输出流量较大. 温建明 程光明 马继杰 张忠华 蒋永华关键词:压电泵 胰岛素泵 微流体 单振子二自由度超声电机驱动电源 被引量:1 2013年 设计了用于平板形单振子二自由度超声电机的驱动电源,并针对驱动电源电流负荷较大,输出功率利用率不高的问题,提出了优化驱动性能的措施。该电源利用压控振荡器产生正弦小信号,经高压及功率放大后得到较高的驱动电压及较大的驱动电流实现电机驱动。根据压电振子等效电路模型及工作特性,采取与超声电机并联电感的方法优化了电源驱动性能。制作了驱动电源样机,并对输出性能及优化效果进行了测试。测试结果表明:设计的电源驱动电压及频率可独立连续调节,可输出理想的正弦信号波形;在49.127 kHz、49.756 kHz两种频率下,接超声电机负载时,最大输出电压分别为176.0 V及171.2 V;超声电机并联1.442 mH电感后,电源驱动电流可减少至原来的7.27%和7.41%,功率因数可提高至0.968和0.9550。得到的结果显示,设计的电源满足超声电机驱动要求,采取的优化措施在减小电源电流负荷及提高电源输出功率利用率方面效果明显。 孙业明 曾平 程光明 郭抗关键词:超声电机 压电振子 驱动电源 基于压电陶瓷的惯性驱动器控制技术研究 2012年 由于压电陶瓷迟滞效应和摩擦力非线性等因素影响,压电惯性驱动器开环控制存在着一定的误差,定位精度较低。为了提高压电惯性驱动器的定位精度,满足高精度控制的需要,提出了基于前馈补偿的模糊PID反馈混合控制器。设计了开环、前馈开环、模糊PID闭环反馈三种控制方式,对压电惯性驱动器定位精度的控制效果进行了相关的试验测试。试验表明,基于前馈补偿的模糊PID闭环反馈控制有效提高了压电惯性驱动器的定位精度,减小了稳态误差,在16μm的运动范围内,定位精度达到0.04μm。 温建明 马继杰 程光明关键词:压电 驱动器 矩形振子驱动式分频压电骨传导助听器 被引量:1 2015年 为了使压电骨传导助听器对声音信号的传递更准确、更高效,提出一种具备对高低频声信号进行分频传导能力的新型压电骨传导助听器。该助听器利用方形和矩形2个压电振子独立驱动,可以将高低频声音信号分频后通过骨传导方式传至内耳。对助听器的主要部件压电振子设计参数进行了仿真分析,依据仿真分析的结果,制作了压电骨传导助听器试验样机,搭建了测试系统,对助听器样机进行了试验测试。测试结果表明,矩形和方形振子的阶跃响应速度相差约4 ms;中低频段频率响应中矩形振子的声压值突变平均超过方形振子约10 d B,中高频段频率响应中方形振子的声压值突变平均超过矩形振子约13 d B。试验结果证明该助听器可以实现声音信号的分频传导。 曾平 陈艳辉 孙淑杰 柳杰 程光明关键词:分频 骨传导 压电 助听器 矩形振子 双向旋转非对称惯性压电驱动器理论与试验研究 被引量:4 2013年 以非对称压电惯性驱动器为研究对象,提出一种可形成双向驱动能力的新型非对称惯性压电驱动器。该驱动器通过压电振子的非对称夹持结构,使其向两侧振动时具有不同的系统刚度,当以对称信号驱动时,驱动器在一个振动周期内向两侧的转角不同,连续的往复振动使驱动器可以实现定向转动。根据其运动特征,运用能量守恒定律对压电振子的运动过程进行理论分析,推导出双向旋转驱动器步距角与频率之间的关系式,提出通过采用对称波形、不同频率的电源激励信号,使驱动器实现双向运动的方案。设计制作了旋转驱动器试验样机,搭建了驱动器的测试系统,在不同电压幅值、频率的正弦波激励下对驱动器步距角、转速等进行了测试。试验结果表明,可以通过频率控制实现非对称惯性压电驱动器的双向驱动,在100V正弦电压信号激励下,当频率分别为65Hz和83Hz时,驱动器在两个方向上的最大转速分别为5.23rad/s和0.56rad/s。 曾平 孙淑杰 李立安 程光明 阚君武 温建明关键词:压电 新型落体式惯量测量方法研究 被引量:2 2016年 为解决传统落体法将阻力矩视为恒定值进行消元引起的惯量测量精度误差较大的问题,将考虑不同阻力因素的阻力矩函数应用到落体法惯量测量中。通过开展落体法惯量测量装置中阻力因素分析,建立了阻力矩与速度和载荷间的关系,提出了通过在两次落体过程中主动构建相同速度和载荷从而通过做差进行有效消元的方法。设计了一套落体法惯量测量装置,并对提出的新型落体法进行了实验研究,重复测量了3个飞轮的惯量值。研究结果表明:新型落体法的惯量测量误差不超过5%,通过在两次落体过程中主动构建相同的阻力影响因素并进行消元能有效减小阻力影响,提高落体法惯量测量重复性和精度。 马继杰 程光明 陈胜辉 陆品 王学武 王京宏