力/触觉反馈是虚拟现实交互技术中一种重要的交互形式。磁流变液执行器是最具发展潜力的力/触觉反馈装置。提出了一种适用于手指力反馈的便携式圆筒磁流变液执行器的设计方法,导出了基于B ingham塑性模型的阻力矩公式,分析了磁流变液特性和执行器结构参数对阻力矩的影响,并通过有限元分析进行优化设计,执行器的直径为31 mm,高度为38 mm,重200 g。实验测定了阻力矩和输入电流之间的关系,并采用二次多项式拟合。输入电流为0.6 A时,执行器产生的阻力矩为255 N.mm,结果表明,该执行器产生的阻力矩足以阻止手指抓取虚拟物体。

对磁流变液在不同直流电流作用下的准静态挤压过程进行了实验研究。建立了用于测试磁流变液挤压模式下力学特性的实验装置,并通过ANSYS/Multiphysics对此实验装置磁路的磁感应强度分布进行了仿真分析。测试了压应力和压缩弹性模量各自随压应变的变化曲线。实验结果表明:压应力与压应变、外加电流大小和磁流变液本身的性能都有密切的关系。压应力与压应变、压缩弹性模量与压应变的曲线可以划分为3个不同的区域。在第1区域压应变小于0.025时,压应力和压缩弹性模量随压应变的增加而迅速增加;在第2区域压应力与压应变的曲线斜率近乎为零,而压缩弹性模量却随压应变的增大而下降,在压应变约为0.15时降到最低。随后在压应变大于0.15时压应力和压缩弹性模量与压应变显示为指数关系。

柔性铰链作为无摩擦的支点有着成千上万的应用 ,以力学的基本公式和微积分为基础 ,给出了一般柔性铰链转动刚度计算公式的推导过程。在此基础上 ,得出了常用的直圆柔性铰链的设计计算公式 ,计算公式是精确的推导结果 ,且在表达上较迄今沿用的 Paros给出的柔性铰链精确设计计算公式来得简洁 ,有利于柔性铰链及其机构的计算和分析。当直圆柔性铰链的切割半径与最小厚度相当时 ,Paros给出的简化公式存在一定的误差 ,这里的计算公式尤其适用于该类直圆柔性铰链。

本文介绍了液力变矩器自动测试系统的软件结构及核心技术。在该系统中采用虚拟仪器软件的分层结构和接口技术,实现了测试系统的柔性组态;通过建立基于知识库的测量通道属性模型和传感器属性模型,实现了仪器硬件和传感器的可互换性;通过临界区加锁技术解决了多任务并发进程和数据库共享的安全性问题。这些关键技术的应用,提高了本测试系统软件的可重用性,使用户不需要修改软件源代码就可以实现测试系统的升级、仪器及传感器互换和更新,大大减少了测试系统的维护费用,延长了它的生命周期。

三偏心蝶阀依靠蝶板和阀座密封面的充分面接触实现零泄漏的密封效果,而密封面的加工制造精度对密封性能有着至关重要的作用。现有的密封面测量主要依赖离线测量的方式,存在着测量基准不统一、二次装夹造成的测量误差等问题。本文提出了密封面精密在位测量技术以及原始点云数据处理方法。针对被测密封面,提出波谷-聚类算法和考虑约束条件的法矢-曲面拟合算法,得出密封面的关键参数和加工误差。该算法较最小二乘法等算法在相对求解精度上提高了60%以上。现场在位测量的三偏心蝶阀密封面锥角与三坐标仪测量结果的相对误差仅为0.43%,满足测量相对误差±0.5%的要求,密封面在位测量技术的测量精度得到了有效验证,为今后高端阀门的精密测量提供了可靠的技术手段。

提出了一种大输出阻尼力矩,低初始阻尼力的小体积多片式磁流变液阻尼器的设计方法。阻尼器内部的导磁元件、隔磁元件和间隙中磁流变液构成闭合的蛇形磁路。针对漏液的问题采用铁磁密封的设计思想,显著减小了转轴处的摩擦力。基于Bingham塑性模型分析了磁流变液的力学特性,导出了阻尼器的力矩模型,采用ANSYS Maxwell软件对阻尼器进行了有限元分析,验证了磁路的准确性,并在原始设计的基础上对阻尼器的结构进行了优化,研制出了一种小体积磁流变液阻尼器。在自主搭建的实验平台上进行力矩测量实验和响应时间测量实验,实验结果验证了该阻尼器具有大输出力矩,低初始阻尼力和低响应时间的特点。阻尼器的直径为33.6 mm,高度为21.6 mm,重约200 g,当输入电流为1.2 A时,产生的力矩为350 N·mm,达到了操作者抓取虚拟物体所需的力矩。

在液压系统中,金属磨粒是影响液压系统正常运转的一个重要指标。所介绍的芯片是一种环形流道,基于电感电容原理的微流体油液金属颗粒计数器,当液压油中的磨粒、气泡和水滴流经空间微螺线管时引起了磁通量变化或介电常数的变化。用电感检测方法,在2 MHz的激励频率下使用27匝线圈能检测到30μm铁颗粒和110μm铜颗粒;用电容检测方法在1.3 MHz的激励频率下能检测到100μm的水滴和180μm的气泡。铁的检测精度明显提高,其余在原有的检测精度基础上提高了信噪比,同时增大了流道直径,检测液压油的通量变大,提高了检测颗粒的效率。改进后的芯片具有良好的实际应用价值与广阔的发展前景。

提出了几种现代液压油液污染度在线监测方法的技术原理,为液压系统油液污染度在线快速监测仪的研究开发提供指导.

介绍了简易测试法相关装置的结构与工作原理举例说明了该测试法的使用方法该测试法适用于中小型液压系统的在线监测实用性较强能在液压系统故障诊断中起到简易快捷的效果.

介绍了用电流法进行液压油液污染度在线监测的原理并进行了实验研究在此基础上给出了基于MCS-51单片机C-V传感器和温度传感器的油液污染度在线监测硬件系统.