基于粘滑惯性的串联式三自由度压电精密驱动平台

    公开(公告)号:CN104320016B

    公开(公告)日:2016-08-24

    申请号:CN201410536805.8

    申请日:2014-10-13

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于粘滑惯性的串联式三自由度压电精密驱动平台,能够实现沿x、y方向直线运动以及绕z轴方向的旋转运动。包含依次连接的下层x轴直线驱动器组件、中层y轴直线驱动器组件和上层z轴旋转驱动器组件,均基于粘滑惯性原理,通过向压电叠堆输入锯齿波实现输出终端的步进式连续进给。通过改变锯齿波的对称性、频率来分别改变进给方向、速度。通过对压电叠堆采用不同的控制方式,可以实现快速进给定位和精密进给定位相结合的定位运动,从而同时获得快速与高精度的定位优势。优点在于:结构小巧紧凑,输出行程大,速度可调,承载能力强,工作稳定可靠,可重复性好,适宜于应用在具有严格空间尺寸约束、大行程等精密运动控制场合。

    原位微纳米压痕/划痕测试仪

    公开(公告)号:CN104297082B

    公开(公告)日:2016-08-24

    申请号:CN201410502161.0

    申请日:2014-09-25

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种原位微纳米压痕/划痕测试仪,属于机电一体化精密科学仪器领域。伺服电机输出动力,通过涡轮蜗杆减速增扭后带动丝杠,由丝杠带动导轨滑块、连接板,实现柔性铰链、精密定位平台、载物台的横向运动,完成划痕实验,由精密运动平台带动连接板,从而带动安装在连接板上面的柔性铰链机构和载物台,实现载物台的粗进给;压电叠堆驱动柔性铰链实现载物台精密进给,完成压痕实验。激光位移传感器的精密定位由精密定位平台实现。压头的高度通过二维微位移平台调整。优点在于:结构新颖、紧凑,可靠性高、精度高。利用激光位移传感器进行位移的测量,具有量程宽、精度高、安装方便等特点,可以通过手动二维微位移平台进行调节,定位准确。

    可控磁场强度的小型扭转疲劳材料力学性能原位测试仪

    公开(公告)号:CN105758740A

    公开(公告)日:2016-07-13

    申请号:CN201610208878.3

    申请日:2016-04-06

    Applicant: 吉林大学

    CPC classification number: G01N3/26 F16H21/40 G01N3/04 G01N2203/005

    Abstract: 本发明涉及一种可控磁场强度的小型扭转疲劳材料力学性能原位测试仪,属精密科学仪器领域。主要由精密驱动单元、传动单元、夹持单元、磁场加载单元、检测单元、支撑单元组成。其中精密驱动单元电机通过减速器及传动单元中的曲柄摇杆机构,带动夹持单元的旋转端以固定的角度往复旋转,实现扭矩疲劳载荷加载;通过改变曲柄摇杆机构中曲柄、连杆及摇杆杆长,实现扭转疲劳往复偏转角度的调整;通过改变磁场加载单元极头距离,实现磁场强度的调整。本测试仪整机采用卧式结构,简单紧凑,与光学显微镜兼容性好,可对试样进行原位实时观测,为揭示材料在不同磁场强度作用下的力学特性和疲劳损伤机制提供一种可靠的测试手段。

    用于功能材料微观性能原位测试中试件样品的夹具

    公开(公告)号:CN104089815B

    公开(公告)日:2016-07-13

    申请号:CN201410252623.8

    申请日:2014-06-10

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种用于功能材料微观性能原位测试中试件样品的夹具,属于材料微观性能测试技术领域和光机电一体化技术领域。其结构包括夹具体、拧紧套、衬套、销、压紧楔形块和夹持楔形块等零部件,拧紧套与夹具体连接和压紧楔形块连接,衬套在夹具体腔内并与夹具体的内圆表面连接,衬套通过压紧楔形块与夹持楔形块连接。优点在于:不仅能实现拉伸、压缩、扭转等单载荷加载试验中试件样品的夹持,还能实现拉?扭、压?扭、拉/压?扭转等复合载荷加载试验以及及相应疲劳加载试验中试件样品的夹持,还可以与热、电、磁等物理场加载单元兼容,实现对被测试件样品多物理场、多载荷模式的复合工况的加载与测试。结构紧凑、操作方便,兼容性高。

    基于仿生触角和热膨胀的宏微驱动旋转平台

    公开(公告)号:CN105720859A

    公开(公告)日:2016-06-29

    申请号:CN201610279674.9

    申请日:2016-05-03

    Applicant: 吉林大学

    CPC classification number: H02N2/10 B82Y15/00

    Abstract: 本发明涉及一种基于仿生触角和热膨胀的宏微驱动旋转平台,属于精密驱动领域。宏观压电驱动单元分别通过内包络式柔性铰链和仿生楔形触角的弹性变形对柱形转动体进行顺时针宏观驱动,微观热膨胀驱动单元通过高温陶瓷加热棒的热传导在仿生楔形触角的间歇处产生可控的热膨胀变形,进而驱动触角产生微小线性位移,实现对柱形转动体的微观驱动。柱形转动体以过盈配合方式内嵌于陶瓷球轴承的转动体中,且其凹槽内嵌入式安装有刚性平面反光板,用于非接触式光学位移测量系统对柱形转动体旋转变形的定量检测。优点在于:结构紧凑,可满足微纳操作、微纳加工、精密光学、航天及医学工程等领域对微纳米级精密驱动与定位的需求。

    基于电磁控制的两栖椭球形机器人

    公开(公告)号:CN104354551B

    公开(公告)日:2016-06-29

    申请号:CN201410614161.X

    申请日:2014-11-05

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于电磁控制的两栖椭球形机器人。椭球形壳体分为两半后,两个椭球形壳体断开截面处各安装有电动机和螺旋桨。球壳在两端直接与两个电动机相连。在陆地上运动时,通过电磁装置控制配重实现转向运动;通过控制电动机实现前后运动。通过螺旋桨转速不同实现在水中的运动。采用驱动单元驱动球壳和重心偏移混合驱动系统,不仅解决了连接强度的问题,而且运动性能更完善。由电磁装置控制配重从而控制转向,电磁机构带动配重偏移,使机器人重心改变,产生转向力矩,同时采用椭球外壳以使转向更为平稳。下水时,在水中将球打开成为相铰接的两半,打开后的两个半椭球开合面安装有螺旋桨,通过螺旋桨使机器人实现在水中的运动。

    拉伸-弯曲复合载荷原位纳米压痕测试装置及方法

    公开(公告)号:CN105181500A

    公开(公告)日:2015-12-23

    申请号:CN201510585343.3

    申请日:2015-09-15

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种拉伸-弯曲复合载荷原位纳米压痕测试装置及方法,属于精密科学仪器与材料力学试验机领域。测试装置总体结构为十字分布,由拉伸加载模块、弯曲加载模块和压痕加载模块三部分组成,拉伸加载模块置于中间,弯曲加载模块和压痕加载模块分布于拉伸模块的两侧;拉伸加载模块、弯曲加载模块和压痕加载模块均由驱动组件、传动组件、执行组件、位移信号和力信号精密检测组件组成;所述拉伸加载模块、弯曲加载模块和压痕加载模块的加载力线处在同一平面。可实现对载荷/位移信号的同步采集,对伺服驱动系统的闭环控制。本装置结构小巧,可以与主流光学显微镜兼容,实现对特征尺寸在毫米级以上的宏观试件的多载荷原位测试。

    弯曲预载荷微纳米压痕力学性能测试方法与装置

    公开(公告)号:CN105181436A

    公开(公告)日:2015-12-23

    申请号:CN201510749162.X

    申请日:2015-11-06

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种弯曲预载荷微纳米压痕力学性能测试方法与装置,其测试装置集成了弯曲模块和微纳米压痕模块,弯曲模块和压痕模块均由驱动单元、传动单元、执行单元、信号检测及控制单元构成,其中压痕模块能够完成金刚石压头的精准定位以及宏观换点动作,其测试方法为:首先驱动弯曲模块伺服电机带动弯曲压头压入试件,实现弯曲预加载,保持试件弯曲加载下,由高精度自动滑台寻找合适的压痕位置,最后控制精密压电驱动平台完成弯曲预载荷压痕试验,试验过程中由完整的控制系统对试验进行实时监测,同时对载荷/位移以及电机信号进行采集和处理,生成相应的力学性能曲线,本发明为揭示材料在复合载荷作用下的力学行为提供了新的测试方法。

    拉伸-剪切预载荷原位压痕测试装置及方法

    公开(公告)号:CN105067431A

    公开(公告)日:2015-11-18

    申请号:CN201510423598.X

    申请日:2015-07-17

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种拉伸-剪切预载荷原位压痕测试装置及方法,属于精密科学仪器领域。机械传动模块由伺服电机、两级蜗轮蜗杆和丝杠及丝杠螺母组成,可将电机的转动转化为准静态速率下的直线运动,实现拉伸过程;任意角度拉伸剪切复合加载模块通过螺栓的摩擦力将可动装置压紧在底座上,通过改变可动装置的角度即可改变试件的载荷受力倾角;悬臂压痕模块通过安装于悬臂梁上方并与其平行的压电叠堆实现,当压电叠堆通电产生致动时挤压悬臂梁迫使其弯曲从而来实现压痕。在进行拉剪复合试验时将装置置于显微镜下即可进行原位观测。本发明原理可靠,结构紧凑,具有较高的使实用价值,可精确地进行拉伸剪切压痕多载荷材料力学试验与原位观测。

    微型精密原位纳米压痕及刻划测试装置

    公开(公告)号:CN105021478A

    公开(公告)日:2015-11-04

    申请号:CN201510452770.4

    申请日:2015-07-29

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种微型精密原位纳米压痕及刻划测试装置,其包括宏动调整机构、精密压入单元、载荷与位移信号检测单元以及划痕驱动单元,x向宏动调整机够安装在基座上,y向宏动调整机够安装在x向滑台上,精密压入单元安装在宏动调整机够的y向滑台上,力传感器和y向封装压电陶瓷分别安装在y向柔性铰链前端和内部,采用封装压电陶瓷进行位移信号检测,通过力传感器测出压入载荷,通过y向封装压电陶瓷实现精密驱动并测出压入位移,通过氮化硅加热元件对试件加热从而得到高温下的压痕载荷位移曲线;通过z向封装压电陶瓷实现精密刻划驱动,通过氮化硅加热元件对试件加热可以实时观测高温下材料的变形、损伤状况。

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