第38卷 第5期2004年5月
西 安 交 通 大 学 学 报
JOURNALOFXI′ANJIAOTONGUNIVERSITY
Vol.38 №5May2004
柔性铰链微夹持机构的研究
田世杰1,李 兵2,赵惠英2,王朝晖1
(1.西安交通大学机械工程学院,710049,西安;2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,710049,西安)
摘要:在研究柔性铰链的基础上,介绍了平面柔性铰链微夹持机构的设计与制作,并对此进行了张合实验.
利用解析法和实验,分别得出了平面柔性铰链夹持机构的放大倍数和总张合量.通过调整杠杆机构各个臂长之间的关系,就可以改变微夹持机构的放大倍数和输出的大小,夹持部分的张和量是输入位移的96倍.研究结果表明,平面柔性铰链微夹持机构的输入和输出位移具有良好的线性度,放大倍数可以根据需要进行调整.采用压电陶瓷作为动力组件,通过对压电陶瓷施加电压的调节来精确控制其张合量的大小,可用于对微型零件的操作,因此具有精度高、易控制、性能稳定的优点,可集成于微型装配系统中,并具有广阔的应用前景.
关键词:微型机械电子系统;柔性铰链;微夹持机构
中图分类号:TH112.5 文献标识码:A 文章编号:0253-987X(2004)05-0483-04
DesignandAnalysisofFlexureHingesMicro-Grabber
TianShijie1,LiBing2,ZhaoHuiying2,WangZhaohui1
(1.SchoolofMechanicalEngineering,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China;2.StateKeyLaboratoryfor
ManufacturingSystemsEngineering,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China)
Abstract:Designandmanufactureofanewtypeofplanarflexurehingesmicro-grabberwereintroducedbasedontheresearchofflexurehingesassociatedwithanopening-closingexperiment.Theamplificationandamountofdisplacementweregainedviabothexperimentalandanalyticalmethods.Itisshownthattheamplificationandtheamountofoutputcanbeadjustedeasilybychangingtheleverlengthandtheamplificationcanreachupto96.Theresearchresultsindicatethatthistypeofmicro-grabberhasaperfectlinearityandtheamplificationcanbemodifiedaccordingtothedemands.Thedisplacementoffingerscanbeaccuratelycontrolledbythevoltageimposedontheattachedpiezoelectricceramicpackages.Thiskindofmicro-grabbergainsadvantagesofhighac-curacy,flexiblecontrolandstableperformance.Itisexpectedtobeintegratedinamicro-assemblysystemfornumerouspurposes.
Keywords:micro-electromechamicalsystems;flexurelinge;micro-grabbe 在微型装配系统中,微夹持器是一个非常重要的组成部分,它是用于夹持、移动和放置微小的被操作对象的机构.一个完备的微夹持器应该包括驱动和传动2大部分,驱动机构提供微夹持所需要的能量,传动机构则将驱动机构提供的能量转化为力或者位移后作用于被夹持的对象上.本文所提出的柔性铰链微夹持机构的驱动源采用压电陶瓷,并把柔
性铰链作为传动机构.
1 柔性铰链的概念与结构形式
柔性铰链是近年来发展起来的一种新型的传动、支撑机构,是在整块材料上加工而成的,其结构
是利用薄弱环节的弹性变形来完成类似的铰链功能.它突出的是一种关系,具有体积小、无摩擦、运动
收稿日期:2003-08-24. 作者简介:田世杰(1969～),男,博士生;蒋庄德(联系人),男,教授,博士生导师. 基金项目:西安交通大学博士学位论文基金资助项目.
484西 安 交 通 大 学 学 报 第38卷
间隙小和分辨率高等优点,因此在微型机械领域中得到了广泛的应用.
柔性铰链有多种结构形式,本文采用如图1所示的单轴双圆弧截面的柔性铰链,因为单轴柔性铰
链的主要变形发生在XY平面上,所以在计算时忽略了YZ平面和XZ平面内的变形
.
示.
在本文的实验中,材料采用铍青铜板材,由此可以估算出如果当b=1mm时,则h≈0.115mm,当
′
b=0.4mm时,则h≈0.046mm,在进行机构设计时应充分考虑到这些条件,因此选厚度为1.5mm的铍青铜板材.
′
3 柔性铰链放大结构的设计
在实验中,共设计出3种新型的柔性铰链放大结构,它们分别是单级放大、两级放大和平面放大机构.3.1 单级放大柔性铰链
单级放大是最常见和最简单的方案,它利用了单级杠杆的放大原理.设杠杆两臂的长分别为l1和l2,如果在输入端施加Δx1的输入,在输出端就可
b:铰链的宽度;h:铰链的厚度;t:铰链薄弱部分的厚度;
R:铰链薄弱部分圆弧的半径
以得到Δx2的输出,即
Δx2=-放大比为K2
Δxl11
(4)
图1 单轴双圆弧柔性铰链示意图
2 临界厚度
由于柔性铰链绕输入轴的刚度最小,在工作过
程中,铰链绕输入轴的转角也最大,所以在设计柔性铰链结构时,应该考虑最薄弱环节的最大剪切应力和最大弯曲应力是否超出了柔性铰链所使用材料的应力极限[1].
由于所设计的机构是用薄板加工出来的,因此薄板稳定性的基本微分方程为[2]
22N+N(DΔΔw=1)y2Nx+ x yxy x y2
2
2
2
l2
,利用l2>l1就可以实现对微小位l1
移的放大.单级柔性铰链机构的结构简单,加工方便,但是其放大倍数是通过改变2个杠杆臂的比例关系来得到的,所以放大比不容易做得很大3.2 两级放大柔性铰链
[3]
.
为了获得更大的张合量,需要柔性铰链有更大的传动比,因此可以采用多级杠杆机构进行放大.首先通过一级杠杆将输入位移进行放大,将其输出作为下一级杠杆的输入,其放大倍数为两级杠杆放大倍数的乘积
K=K1K2=
l2l4l1l3
3
D=
12(1-v2)
式中:D表示弯曲刚度;E为材料的拉伸弹性模量;
v为泊松比;w表示截面中各点的挠度;Nx、Ny、Nxy为基本内力系.
如果用式(1)求解稳定性问题则非常复杂,在此采用简化公式
(σx)cr=bh
式中:(σx)cr表示材料的许用应力.
3
将D代入式(2),并移项整理后得
12(1-v2)到
xcrh=
πE
2
1/2
2
这样就容易把放大倍数做得很大,而且体积较小.3.3 平面放大柔性铰链
将柔性铰链单元组成平面四杆机构,同样可以实现放大作用.下面,以实验中设计的柔性铰链微夹持机构为例来分析说明[4].
我们设计的柔性铰链微夹持器如图2所示,从图中可知,本柔性铰链夹持机构为对称结构,因此可以只选取上半部分进行机构分析.对于此机构,由于整个机构的变形量很小,因此各连杆转角接近于0.设在A点的位移为Δx,B点的位移为Δy,C点的位移为Δz,此时在柔性铰链夹持机构开口处的D点位移为Δw,同时设开口张合量为Δu.由图3可知
l5=Δwl8
(5)
(2)
(3)
3′
第5期 田世杰,等:柔性铰链微夹持机构的研究485
间的关系,就可以改变微夹持机构的放大倍数和输出的大小.如果令
l1∶l2∶l3∶l4∶l5∶l6∶l7∶l8∶l9=
2∶3∶8∶4∶1∶8∶1∶12∶9
则
Δu=96Δx
可以看出,夹持部分的张合量是输入位移Δx的96倍.
A、B、C、D、E:夹持机构上的点
4 柔性铰链放大机构性能测试实验
本文的实验是在柔性铰链放大机构输入端(图2中的A、E点之间)加载标准作用力F,并分别测试输入端位移xi和输出端的位移xo,输出位移和
输入位移的比值就是柔性铰链的实际放大比.实验中采用电感测微仪在A点测量输入位移,在D点测量夹持口单边输出位移,从而可以得到总输出位移.表1和表2分别表示柔性铰链宽度为1mm和0.4mm时,夹持机构放大倍数的测量结果. 表1 b=1mm时放大倍数的测量结果
F/kgxi/μm
0.51.80
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
3.705.507.409.2010.7312.67
图2
柔性铰链微夹持机构的实物照片
l1～l10:各个杠杆的臂长
xo/μm11.3823.6135.2047.7358.9769.4280.71K
6.32
6.386.406.456.416.47
6.37
图3 图2简化后的近似等价机构
l3=21/2Δy(l3+l22)l1=21/2Δy(l3+l22)
因为
=ΔxΔzΔyΔx
把式(5)～式(7)代入式(8)后可得到
21/2
l3(l23+l2)=l8
Δxl5(l1l3+l2)
(6)(7)
表2 b=0.4mm时放大倍数的测量结果
F/kgxi/μmxo/μm
0.52.03
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.757.5210.3414.2617.7321.67
80.81191.05304.48417.01580.10705.48859.65
(8)
K39.8140.2240.4940.3340.6839.7939.67
由表1和表2可见,这种柔性铰链的放大机构输入输出线性度非常好,可用于夹持器张合量的精密控制.另外,还可以看出,对于2种铰链宽度不同
的柔性夹持器,它的实际放大倍数和理想放大倍数都存在着很大的出入.造成这种情况的原因为:①在
(9)
设计夹持结构时,是将柔性铰链单元体简化为理想铰链来分析的,而实际加工的成品是有加工误差的;②在实际应用中,存在着弹性势能与弹性变形的影响.
如果要对柔性铰链夹持机构进行精确的定量分析,就必须用到有限元、板壳理论等复杂的计算,并,
整理上式可得
l3l8=Δxl1l5Δw=
38
Δxl1l5
由以上分析,得到微夹持机构的开口张合量Δu为A点位移的函数,即
Δu=g(Δx)=2Δw=2
l3l8
Δxl1l5
(10)
,
486西 安 交 通 大 学 学 报 第38卷
我们可以避开这些繁杂的计算,在产品制造出来以后再进行标定,以确定实际的放大倍数.
动作是靠弹力和储存在机构中的弹性势能来实现的,因此张合量不可能大于开口原始张合量,所以对于不同大小的被操作对象,需制作不同的夹持器来完成.
柔性铰链夹持机构是一种新型的夹持机构,可集成于微型机械电子系统(MEMS)的微型装配系统中,并广泛应用于机械、生物、化工、环保和制药等各种领域,具有广阔的发展前途和应用前景.参考文献:
[1] 刘 伟.单轴柔性铰链转角刚度的计算机辅助设计
[J].光学精密工程,2000,8(2):178～180.
[2] 王纪武,陈 恳,李 嘉.典型柔性铰链对其刚度性能
的影响[J].机器人,2001,23(1):51～57.
[3] 王朝晖.基于计算机视觉反馈微装配系统及其关键技
术研究[D].西安:西安交通大学机械工程学院,2003.
[4] LobontiuNicolae.Distributed-parameterdynamicmodel
andoptimizeddesignofafour-linkpendulumwithflexurehinges[J].MechanismandMachineTheory,2001,36(5):653～669.
5 柔性铰链机构的优缺点
柔性铰链夹持机构主要具有以下优点.(1)控制简单,精确度高.由于采用压电陶瓷作为动力组件,因此可以通过对压电陶瓷施加电压的
精确调节来控制柔性铰链夹持机构张合量的大小,从而完成对被夹持对象的操作.
(2)易于实现计算和数字控制.由于压电陶瓷使用的是专用电源,有专用的接口和软件与计算机联接,因此很容易实现计算机控制.
(3)稳定性好.压电陶瓷的伸缩量与其所施加的电压有关,而受环境温度、湿度、电磁场、气流等因素的影响较小.
但是,就目前的情况来看,还存在的不足之处为:①由于夹持力大小难以测定,因此难以形成反馈系统,而柔性铰链机构采用的是由板材加工而成的片状结构,普通的应变片不能粘贴,而用应变丝受外界环境影响又大,目前还没有相应的测力传感器,因此还无法测量夹持力,仅属于开环控制;②柔性铰链机构的夹持动作是通过压电陶瓷来实现的,而张开
(编辑 管咏梅)
[文摘预登]
基于神经网络的水平管三相分层流相分率测量
梁法春,王 栋,林宗虎
(西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,710049,西安)
采用伽马射线测量的高能计数和低能计数作为输入参数,截面含水率和含气率作为输出参数,构建了预测水平管油气水三相分层流相分率的径向基函数神经网络.通过设计的相分率标定装置获得了神经网络的学习样本.在一内径为80mm的大型油气水三相流实验环道上进行了预测效果检验实验,结果表明神经网络预测值与实测值非常吻合,含气率预测最大误差为3.6%,含水率预测最大误差为2.5%,有效地克服了传统双能伽马密度仪对流型敏感,不适于分离流动测量的问题.
第38卷 第5期2004年5月
西 安 交 通 大 学 学 报
JOURNALOFXI′ANJIAOTONGUNIVERSITY
Vol.38 №5May2004
柔性铰链微夹持机构的研究
田世杰1,李 兵2,赵惠英2,王朝晖1
(1.西安交通大学机械工程学院,710049,西安;2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,710049,西安)
摘要:在研究柔性铰链的基础上,介绍了平面柔性铰链微夹持机构的设计与制作,并对此进行了张合实验.
利用解析法和实验,分别得出了平面柔性铰链夹持机构的放大倍数和总张合量.通过调整杠杆机构各个臂长之间的关系,就可以改变微夹持机构的放大倍数和输出的大小,夹持部分的张和量是输入位移的96倍.研究结果表明,平面柔性铰链微夹持机构的输入和输出位移具有良好的线性度,放大倍数可以根据需要进行调整.采用压电陶瓷作为动力组件,通过对压电陶瓷施加电压的调节来精确控制其张合量的大小,可用于对微型零件的操作,因此具有精度高、易控制、性能稳定的优点,可集成于微型装配系统中,并具有广阔的应用前景.
关键词:微型机械电子系统;柔性铰链;微夹持机构
中图分类号:TH112.5 文献标识码:A 文章编号:0253-987X(2004)05-0483-04
DesignandAnalysisofFlexureHingesMicro-Grabber
TianShijie1,LiBing2,ZhaoHuiying2,WangZhaohui1
(1.SchoolofMechanicalEngineering,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China;2.StateKeyLaboratoryfor
ManufacturingSystemsEngineering,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China)
Abstract:Designandmanufactureofanewtypeofplanarflexurehingesmicro-grabberwereintroducedbasedontheresearchofflexurehingesassociatedwithanopening-closingexperiment.Theamplificationandamountofdisplacementweregainedviabothexperimentalandanalyticalmethods.Itisshownthattheamplificationandtheamountofoutputcanbeadjustedeasilybychangingtheleverlengthandtheamplificationcanreachupto96.Theresearchresultsindicatethatthistypeofmicro-grabberhasaperfectlinearityandtheamplificationcanbemodifiedaccordingtothedemands.Thedisplacementoffingerscanbeaccuratelycontrolledbythevoltageimposedontheattachedpiezoelectricceramicpackages.Thiskindofmicro-grabbergainsadvantagesofhighac-curacy,flexiblecontrolandstableperformance.Itisexpectedtobeintegratedinamicro-assemblysystemfornumerouspurposes.
Keywords:micro-electromechamicalsystems;flexurelinge;micro-grabbe 在微型装配系统中,微夹持器是一个非常重要的组成部分,它是用于夹持、移动和放置微小的被操作对象的机构.一个完备的微夹持器应该包括驱动和传动2大部分,驱动机构提供微夹持所需要的能量,传动机构则将驱动机构提供的能量转化为力或者位移后作用于被夹持的对象上.本文所提出的柔性铰链微夹持机构的驱动源采用压电陶瓷,并把柔
性铰链作为传动机构.
1 柔性铰链的概念与结构形式
柔性铰链是近年来发展起来的一种新型的传动、支撑机构,是在整块材料上加工而成的,其结构
是利用薄弱环节的弹性变形来完成类似的铰链功能.它突出的是一种关系,具有体积小、无摩擦、运动
收稿日期:2003-08-24. 作者简介:田世杰(1969～),男,博士生;蒋庄德(联系人),男,教授,博士生导师. 基金项目:西安交通大学博士学位论文基金资助项目.
484西 安 交 通 大 学 学 报 第38卷
间隙小和分辨率高等优点,因此在微型机械领域中得到了广泛的应用.
柔性铰链有多种结构形式,本文采用如图1所示的单轴双圆弧截面的柔性铰链,因为单轴柔性铰
链的主要变形发生在XY平面上,所以在计算时忽略了YZ平面和XZ平面内的变形
.
示.
在本文的实验中,材料采用铍青铜板材,由此可以估算出如果当b=1mm时,则h≈0.115mm,当
′
b=0.4mm时,则h≈0.046mm,在进行机构设计时应充分考虑到这些条件,因此选厚度为1.5mm的铍青铜板材.
′
3 柔性铰链放大结构的设计
在实验中,共设计出3种新型的柔性铰链放大结构,它们分别是单级放大、两级放大和平面放大机构.3.1 单级放大柔性铰链
单级放大是最常见和最简单的方案,它利用了单级杠杆的放大原理.设杠杆两臂的长分别为l1和l2,如果在输入端施加Δx1的输入,在输出端就可
b:铰链的宽度;h:铰链的厚度;t:铰链薄弱部分的厚度;
R:铰链薄弱部分圆弧的半径
以得到Δx2的输出,即
Δx2=-放大比为K2
Δxl11
(4)
图1 单轴双圆弧柔性铰链示意图
2 临界厚度
由于柔性铰链绕输入轴的刚度最小,在工作过
程中,铰链绕输入轴的转角也最大,所以在设计柔性铰链结构时,应该考虑最薄弱环节的最大剪切应力和最大弯曲应力是否超出了柔性铰链所使用材料的应力极限[1].
由于所设计的机构是用薄板加工出来的,因此薄板稳定性的基本微分方程为[2]
22N+N(DΔΔw=1)y2Nx+ x yxy x y2
2
2
2
l2
,利用l2>l1就可以实现对微小位l1
移的放大.单级柔性铰链机构的结构简单,加工方便,但是其放大倍数是通过改变2个杠杆臂的比例关系来得到的,所以放大比不容易做得很大3.2 两级放大柔性铰链
[3]
.
为了获得更大的张合量,需要柔性铰链有更大的传动比,因此可以采用多级杠杆机构进行放大.首先通过一级杠杆将输入位移进行放大,将其输出作为下一级杠杆的输入,其放大倍数为两级杠杆放大倍数的乘积
K=K1K2=
l2l4l1l3
3
D=
12(1-v2)
式中:D表示弯曲刚度;E为材料的拉伸弹性模量;
v为泊松比;w表示截面中各点的挠度;Nx、Ny、Nxy为基本内力系.
如果用式(1)求解稳定性问题则非常复杂,在此采用简化公式
(σx)cr=bh
式中:(σx)cr表示材料的许用应力.
3
将D代入式(2),并移项整理后得
12(1-v2)到
xcrh=
πE
2
1/2
2
这样就容易把放大倍数做得很大,而且体积较小.3.3 平面放大柔性铰链
将柔性铰链单元组成平面四杆机构,同样可以实现放大作用.下面,以实验中设计的柔性铰链微夹持机构为例来分析说明[4].
我们设计的柔性铰链微夹持器如图2所示,从图中可知,本柔性铰链夹持机构为对称结构,因此可以只选取上半部分进行机构分析.对于此机构,由于整个机构的变形量很小,因此各连杆转角接近于0.设在A点的位移为Δx,B点的位移为Δy,C点的位移为Δz,此时在柔性铰链夹持机构开口处的D点位移为Δw,同时设开口张合量为Δu.由图3可知
l5=Δwl8
(5)
(2)
(3)
3′
第5期 田世杰,等:柔性铰链微夹持机构的研究485
间的关系,就可以改变微夹持机构的放大倍数和输出的大小.如果令
l1∶l2∶l3∶l4∶l5∶l6∶l7∶l8∶l9=
2∶3∶8∶4∶1∶8∶1∶12∶9
则
Δu=96Δx
可以看出,夹持部分的张合量是输入位移Δx的96倍.
A、B、C、D、E:夹持机构上的点
4 柔性铰链放大机构性能测试实验
本文的实验是在柔性铰链放大机构输入端(图2中的A、E点之间)加载标准作用力F,并分别测试输入端位移xi和输出端的位移xo,输出位移和
输入位移的比值就是柔性铰链的实际放大比.实验中采用电感测微仪在A点测量输入位移,在D点测量夹持口单边输出位移,从而可以得到总输出位移.表1和表2分别表示柔性铰链宽度为1mm和0.4mm时,夹持机构放大倍数的测量结果. 表1 b=1mm时放大倍数的测量结果
F/kgxi/μm
0.51.80
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
3.705.507.409.2010.7312.67
图2
柔性铰链微夹持机构的实物照片
l1～l10:各个杠杆的臂长
xo/μm11.3823.6135.2047.7358.9769.4280.71K
6.32
6.386.406.456.416.47
6.37
图3 图2简化后的近似等价机构
l3=21/2Δy(l3+l22)l1=21/2Δy(l3+l22)
因为
=ΔxΔzΔyΔx
把式(5)～式(7)代入式(8)后可得到
21/2
l3(l23+l2)=l8
Δxl5(l1l3+l2)
(6)(7)
表2 b=0.4mm时放大倍数的测量结果
F/kgxi/μmxo/μm
0.52.03
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.757.5210.3414.2617.7321.67
80.81191.05304.48417.01580.10705.48859.65
(8)
K39.8140.2240.4940.3340.6839.7939.67
由表1和表2可见,这种柔性铰链的放大机构输入输出线性度非常好,可用于夹持器张合量的精密控制.另外,还可以看出,对于2种铰链宽度不同
的柔性夹持器,它的实际放大倍数和理想放大倍数都存在着很大的出入.造成这种情况的原因为:①在
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设计夹持结构时,是将柔性铰链单元体简化为理想铰链来分析的,而实际加工的成品是有加工误差的;②在实际应用中,存在着弹性势能与弹性变形的影响.
如果要对柔性铰链夹持机构进行精确的定量分析,就必须用到有限元、板壳理论等复杂的计算,并,
整理上式可得
l3l8=Δxl1l5Δw=
38
Δxl1l5
由以上分析,得到微夹持机构的开口张合量Δu为A点位移的函数,即
Δu=g(Δx)=2Δw=2
l3l8
Δxl1l5
(10)
,
486西 安 交 通 大 学 学 报 第38卷
我们可以避开这些繁杂的计算,在产品制造出来以后再进行标定,以确定实际的放大倍数.
动作是靠弹力和储存在机构中的弹性势能来实现的,因此张合量不可能大于开口原始张合量,所以对于不同大小的被操作对象,需制作不同的夹持器来完成.
柔性铰链夹持机构是一种新型的夹持机构,可集成于微型机械电子系统(MEMS)的微型装配系统中,并广泛应用于机械、生物、化工、环保和制药等各种领域,具有广阔的发展前途和应用前景.参考文献:
[1] 刘 伟.单轴柔性铰链转角刚度的计算机辅助设计
[J].光学精密工程,2000,8(2):178～180.
[2] 王纪武,陈 恳,李 嘉.典型柔性铰链对其刚度性能
的影响[J].机器人,2001,23(1):51～57.
[3] 王朝晖.基于计算机视觉反馈微装配系统及其关键技
术研究[D].西安:西安交通大学机械工程学院,2003.
[4] LobontiuNicolae.Distributed-parameterdynamicmodel
andoptimizeddesignofafour-linkpendulumwithflexurehinges[J].MechanismandMachineTheory,2001,36(5):653～669.
5 柔性铰链机构的优缺点
柔性铰链夹持机构主要具有以下优点.(1)控制简单,精确度高.由于采用压电陶瓷作为动力组件,因此可以通过对压电陶瓷施加电压的
精确调节来控制柔性铰链夹持机构张合量的大小,从而完成对被夹持对象的操作.
(2)易于实现计算和数字控制.由于压电陶瓷使用的是专用电源,有专用的接口和软件与计算机联接,因此很容易实现计算机控制.
(3)稳定性好.压电陶瓷的伸缩量与其所施加的电压有关,而受环境温度、湿度、电磁场、气流等因素的影响较小.
但是,就目前的情况来看,还存在的不足之处为:①由于夹持力大小难以测定,因此难以形成反馈系统,而柔性铰链机构采用的是由板材加工而成的片状结构,普通的应变片不能粘贴,而用应变丝受外界环境影响又大,目前还没有相应的测力传感器,因此还无法测量夹持力,仅属于开环控制;②柔性铰链机构的夹持动作是通过压电陶瓷来实现的,而张开
(编辑 管咏梅)
[文摘预登]
基于神经网络的水平管三相分层流相分率测量
梁法春,王 栋,林宗虎
(西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,710049,西安)
采用伽马射线测量的高能计数和低能计数作为输入参数,截面含水率和含气率作为输出参数,构建了预测水平管油气水三相分层流相分率的径向基函数神经网络.通过设计的相分率标定装置获得了神经网络的学习样本.在一内径为80mm的大型油气水三相流实验环道上进行了预测效果检验实验,结果表明神经网络预测值与实测值非常吻合,含气率预测最大误差为3.6%,含水率预测最大误差为2.5%,有效地克服了传统双能伽马密度仪对流型敏感,不适于分离流动测量的问题.