长江学者和创新团队发展计划(IRT0915)
- 作品数：14 被引量：59H指数：5
- 相关作者：孙立宁荣伟彬王乐锋张伟邹宇更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学西安飞行自动控制研究所苏州大学更多>>
- 发文基金：长江学者和创新团队发展计划国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程理学电子电信更多>>
- 保偏光纤对轴中的同轴度调节被引量：3
- 2014年
- 由于保偏光纤对轴时须保证旋转的光纤始终在显微镜的焦平面内,故本文设计了保偏光纤同轴度调节系统用于调节光纤相对电动旋转平台旋转中心的位置。采用显微视觉和电动位移平台运动检测出光纤的中心轴与电动旋转平台旋转中心的距离,基于图像信息对二维手动平台实施调节,计算出调节后理论上的同轴度误差。结合显微视觉建立了实验系统。以电动平台旋转轴中心为原点建立直角坐标系,通过图像处理采用最小二乘法得到光纤中心线的直线方程,确定光纤中心与电动平台旋转中心的距离。将基于图像阈值的灰度差分函数作为清晰度函数,用实验方法确定其阈值,从而有效降低白噪声的影响。实验结果显示,经过调节的光纤和电动旋转平台的同轴度误差为3μm,能够应用在保偏光纤偏振轴的检测中。
- 张伟王乐锋荣伟彬孙立宁
- 关键词：保偏光纤显微视觉图像处理
- 疏水表面冷凝的可控毛细力微对象操作方法与实验被引量：2
- 2015年
- 提出一种疏水表面冷凝的可控毛细力微操作方法,所研制的液滴操作手可实现操作液滴的动态控制,相应地调控液桥毛细力.建立疏水表面冷凝的单液滴生长模型,分析最小液滴半径、过冷度、饱和温度等参数的影响;通过拾取和释放理论模型,讨论微对象的拾取和释放进程;搭建微操作实验系统,实验分析疏水探针端面液滴冷凝及影响毛细力变化的因素.1 mm×1 mm×0.52 mm微型硅片(重力12.1μN)和直径200μm、壁厚4μm薄壁微球(重力5.069 n N)的操作实验验证了该方法的有效性.
- 范增华荣伟彬王乐锋孙立宁
- 关键词：微操作毛细力冷凝疏水液滴
- 光纤熔融拉锥中拉力控制方法与电磁力仿真被引量：1
- 2015年
- 针对保偏光纤耦合器熔融拉锥制造过程中拉力控制问题,提出一种新的计算机在线拉力控制方法.拉力控制系统由计算机、拉伸机构、圆光栅及控制电路组成,通过检测光纤支架的旋转角度、改变线圈中的电流,控制永磁铁与线圈间的电磁力,实现对拉伸力的实时控制.分析电磁力和拉力的关系,建立永磁铁和线圈的三维有限元模型,确定永磁铁的运动轨迹,并对通电线圈的磁场分布和电磁力进行仿真,得到线圈中的电流、支架旋转角度和拉力的关系式.仿真结果表明拉力控制良好,控制误差约为1.03%.
- 张伟荣伟彬王乐锋路遥孙立宁
- 关键词：保偏光纤熔融拉锥电磁力有限元仿真
- 基于SEM的微纳遥操作系统控制策略研究被引量：4
- 2014年
- 为改善基于扫描电镜微纳遥操作系统的力觉临场感与稳定性,针对微纳遥操作系统提出一种基于滑模的阻抗控制策略。主操作手端应用阻抗控制策略,以提高主操作手的顺应性;从操作手端采用基于滑模的阻抗控制策略,解决从操作手端参数的不确定性问题。由于实现上述控制策略需要的微分控制信号难以直接获取,故在主/从控制策略中结合跟踪微分器技术进行在线获取。针对微纳遥操作系统工作于低频带,具有极大的力反馈增益(105以上)特点,利用Liewellyn稳定判据推导出小延时下系统稳定条件。仿真和实验表明:所提出控制策略具有良好的鲁棒性,能够提供精确的力觉临场感。位置跟踪阶段最大位移误差小于0.5μm;接触阶段操作者能够精确地感知从操作手端1μN接触力。
- 周杰荣伟彬许金鹏孙立宁
- 关键词：滑模控制阻抗控制跟踪微分器
- 基于撞针原理的高粘性微喷系统的设计与分析被引量：3
- 2012年
- 为了实现对高粘性微量液滴的高效率喷射,研制了一种基于撞针原理的非接触式微喷装置。采用压电陶瓷作为驱动装置,再利用菱形放大机构进行微位移放大,采用有限元软件对菱形放大机构进行静、动态特性分析,确定喷针和喷嘴的配合形式及相关尺寸,然后利用MATLAB软件进行动力学方程的求解,仿真结果显示,喷针的位移和速度均满足喷射条件,最后针对5～10Pa.s粘度的液体进行了微喷实验。实验结果表明:该微喷装置可稳定地实现胶液的喷射,输出流量随着驱动电压的增大而增大。
- 陈立国孙慧孙立宁荣伟彬
- 关键词：非接触式压电陶瓷微位移放大
- 基于虚拟3D视觉和力觉交互的SEM遥纳操作系统被引量：5
- 2013年
- 为增强纳米操作的交互性,本文结合虚拟现实技术,借助力觉反馈设备搭建了基于虚拟3D视觉反馈与虚拟力觉反馈的遥纳操作平台.为确保虚拟环境能够正确反映真实的纳米操作环境,对虚拟模型的碰撞检测和力觉渲染进行了详细设计;同时在力觉反馈设备和虚拟环境之间引入虚拟匹配环节保证力觉交互接口的稳定,增强主端控制模块的协调性.为实现准确的纳米操作,采用基于兴趣区域的图像特征方法提取探针深度信息,快速建立图像模糊度与探针到基底的距离的关系,实现对探针的闭环控制.最后,利用所述的系统平台以及操作方法,完成了单根ZnO纳米线的转移实验.
- 李东洁荣伟彬孙立宁肖万哲邹宇
- 基于粘滑驱动跨尺度精密定位技术的研究现状被引量：6
- 2011年
- 目前跨尺度纳米定位技术在纳米操作、大规模集成电路制造和生物技术等众多领域都有着广泛的应用前景。该文对目前应用较多的宏微混合式驱动、压电超声马达驱动、尺蠖式驱动和粘滑式驱动这4种跨尺度定位技术驱动原理进行了介绍,并对其分辨率、速度、推力、尺寸、驱动器数量和结构6个方面进行了比较和分析,得出粘滑驱动以其驱动范围大,分辨率高,结构简单,体积小和集成度高等突出优点,适用于微纳操作领域。对目前国内外粘滑驱动在驱动原理、关键技术和样机实验方面的研究进行了分析,总结出目前粘滑驱动研究中的研究基础和不足,并提出了有待解决的问题和关键技术。
- 钟博文王振华陈立国孙立宁
- 光纤熔融拉锥中电弧加热的分析与实验被引量：1
- 2015年
- 加热温度是光纤熔融拉锥制造中的关键因素,直接影响器件的性能。为了提高加热区域温度的稳定性和可控性,设计了高压电弧加热装置,并对电弧加热、弧区温度和光纤预热进行了分析。设计了高频高压电源和电极。电源的电流和频率独立可调,采用电压闭环和电流控制确保引弧成功和提高电弧放电电流的稳定性,并分析了其放电过程。建立了弧区温度测量实验平台,采用红外热像仪测量加热中陶瓷棒的温度,得到了弧区温度。通过实验确定了频率、电弧控制电压以及加热距离与弧区温度的关系。通过电弧控制电压和通过加热距离控制电弧加热区的温度。通过计算得到电弧弧区的中心温度可达到1635℃,实验测得稳定性为2.37℃。建立了细径光纤(直径80μm)的加热模型,通过有限元的瞬态分析确定了预热时间,经过25 s,光纤加热区达到稳定。
- 张伟荣伟彬杨威王乐锋孙立宁
- 关键词：光纤光学熔融拉锥电弧加热红外热像仪温度测量有限元仿真
- 基于有限元方法的3-PPSR大长径比柔性并联机器人刚度模型分析被引量：14
- 2014年
- 为实现较大工作空间的运动,设计了一种大长径比的3-PPSR结构的微操作柔性并联机器人.该机器人由压电马达驱动,采用大长径比柔性铰链连接,柔性铰链的变形范围在毫米级,适用于要求大变形的场合,同时具有结构简单、无奇异、无间隙、运动精度高等特点.由于系统的刚度直接影响系统的运动精度、承载负荷等性能,针对大长径比柔性铰链特点,运用有限元方法,建立了柔性铰链的数学模型,并采用整体刚度的方法,结合机构协调方程和力平衡方程,得到系统的柔性刚度模型.最后,采用ANSYS比较了所建理论刚度模型结果与有限元模型分析的结果.分析结果表明,理论刚度模型合理,符合机构的运动特征.
- 栾玉亮荣伟彬孙立宁
- 关键词：并联机器人柔性铰链
- 面向光纤熔融拉伸的电磁力施加装置设计与实验
- 2012年
- 设计了相应的电磁力施加装置以实现对超细径光纤熔融拉伸力的精确控制。采用有限元法分析不同线圈参数下电磁线圈与永磁铁之间电磁力的大小,获得电磁力与线圈各参数间的数学关系式。以拉伸系统性能要求及线圈骨架的外形尺寸为限制条件建立约束方程及目标函数进行优化求解,得到最优参数。在依据优化参数制作电磁线圈的基础上设计了电磁力控制电路,通过调节线圈电流精确控制电磁力。最后,进行电磁力施加装置性能实验。实验结果表明:光纤拉伸力的范围达到26.073mN;光纤拉伸力的分辨率达到7.473μN,满足超细径光纤熔融拉伸对拉伸力范围及分辨率的要求。
- 荣伟彬关楠楠王乐锋孙立宁
