一、压电致动式微泵的驱动装置结构分析与设计（论文文献综述）
闻人锴琦[1]（2021）在《基于压电驱动的气体隔膜泵设计与实验研究》文中提出压电隔膜泵输送液体精度高,易于流量控制,且装置结构紧凑易适用于小型化的场合,具有广阔的市场前景。传统压电隔膜泵利用压电陶瓷和薄膜结合方式制作压电振子,使用周边夹持的安装方式。但是这种安装方式限制了压电振子的变形,使压电隔膜泵只有较小的泵腔容积变化量。共振原理的提出为提高压电隔膜泵泵腔容积变化量提供了解决方案。共振型压电隔膜泵将压电振子的振动位移放大后驱使泵腔隔膜振动从而极大的提升了压电隔膜泵的输出流量。本文结合国家自然科学基金项目“压电驱动气体柔性驱动器理论设计与关键技术研究（51705031）”和吉林省科技厅自然科学基金项目“压电驱动流体柔性盲文点显器设计理论与关键技术研究（20200201063JC）”研究的需要,制作了一种采用压电双晶片圆形压电振子为驱动源,利用共振原理驱动金属薄膜使泵腔的体积变化,令气体单向流动的一种新型压电气体隔膜泵。简述了压电气体隔膜泵的结构,确定了压电材料和基板的使用,分析了压电振子的振动模式和支撑方式。论述了压电振子的电机转换机理,介绍了四类压电方程。利用板壳理论计算了压电振子的受力情况和形变幅值。压电气体隔膜泵分为腔体部分和驱动部分,利用matlab仿真软件对压电气体隔膜泵的腔体进行理论建模,分析了腔口高度、伞形阀厚度、金属薄膜片振幅与腔口半径对腔体气压、气流速度与腔体流量的影响。为腔体设计提供了理论基础。利用多自由度系统理论对压电气体隔膜泵建立理论模型。计算了压电气体隔膜泵的共振频率。对比了共振和非共振时系统的理论体积变化,比较了无阻尼和有阻尼情况下系统的理论体积变化。分析了质量块和弹簧板的选用对系统固有频率和理论体积变化的影响,总结了在制作压电气体隔膜泵时质量块和弹簧板的搭配方法。为压电气体隔膜泵的设计奠定了理论基础。根据理论分析结果制作压电气体隔膜泵样机,并通过激光测微仪、流量计和阻抗分析仪对共振泵性能进行实验测试,验证了腔体高度对于腔体流量的影响和多自由度系统对压电气体隔膜泵流量计算的正确性。展现了压电气体隔膜泵在输送气体时优异的性能。
胥国勇[2]（2021）在《混合C2C12的GelMA纤维制备的光固化生物打印系统研制》文中指出生物混合致动器是利用可运动的微生物、可拉伸和收缩的细胞或组织作为动力来源的致动器。在众多生物混合致动器中,基于骨骼肌的致动器由于其具有优秀的可控性和来源广泛的特点,被认为是用于生物混合机器人最有潜力的驱动来源之一,因此有必要研究在体外构建出满足需求的骨骼肌微纤维。构建混合细胞的微纤维需要合适的生物材料和制作方式。在构建纤维的材料中,GelMA水凝胶因其有合成简单、成本低、良好的生物相容性、可用于光交联等优点适合作为混合细胞的生物材料。在纤维制作方式中,基于挤压方式的生物打印技术由于其独有的优势而受到了广泛的关注,适合用于混合细胞的水凝胶纤维构建。本文从在体外构建用于生物混合致动器纤维的需求出发,设计并研制出了基于挤压的光固化生物打印系统,并利用该系统打印出混合细胞的水凝胶纤维,研究系统参数对纤维成型后效果的影响,在此基础上对实验结果进行分析,然后对光固化生物打印系统进行优化。本文的主要研究内容和结果如下:（1）首先对系统的整体硬件进行设计和选型,然后对打印喷头进行仿真分析得出合适的喷头类型,再对系统的控制部分进行设计,最终完成打印系统的硬件和控制设计。（2）将设计完成且组装好的生物打印系统用于混合C2C12小鼠成肌细胞的纤维制备,研究不同参数（包括GelMA水凝胶溶液的流量、UV光强等）对水凝胶纤维的可打印性范围、平均线宽及均匀性、C2C12细胞的存活率等的影响。研究表明UV光强越大,水凝胶纤维的流量可打印性范围越大;在固定UV光强的条件下,Ge1MA流量越大,纤维的平均线宽先增加后减小,C2C12细胞的存活率在缓慢增加。（3）对设计好的生物打印系统进行优化拓展。研究了固定喷头直径下,不同光强和水凝胶流量对纤维线宽及均匀性和纤维内细胞存活率的综合影响,结果表明纤维线宽峰值之前的线宽对应的流量值是最优的。并对不同UV光强对应的最优流量打印出的纤维进行了分析,研究表明0.5 mm直径的喷头对应的最优UV光强为20 mW/cm2。然后研究水凝胶下降的流速和打印喷头水平移动的速度对纤维的影响,结果说明,水凝胶的流速和喷头移动的速度相匹配（即二者相等）时纤维效果最好。另外测试了纤维的坍塌性,以了解纤维的保真度,发现直径小于或等于0.5 mm的喷头比直径更大的喷头的纤维效果要更好。
徐彬[3]（2020）在《基于GMA高压共轨喷油器的结构设计与特性分析》文中研究表明节能和环保是当今世界面临的两大主题,随着能源危机的日益严重,以及人们对环境污染问题的重视,国内外对柴油机的节能与排放技术提出了更高的要求。在国家大力提倡节能减排的影响下,对高压共轨电控喷油器的研究就变得极为关键。传统的高压共轨电控喷油器越来越难以满足人们对节能和环保的要求,亟需开发出一种兼具高响应速度、高稳定性和高喷油精度的高压共轨电控喷油器,这不仅可以提高我国高压共轨电控喷油器的研制技术水平,而且有利于推动《中国制造2025》战略的实施。针对电磁式和压电式喷油器存有响应速度较慢、稳定性较差和喷油精度低等问题,本文利用超磁致伸缩材料（Giant Magnetostrictive Material,简写为GMM）设计一种直驱式高压共轨电控喷油器,该喷油器通过超磁致伸缩驱动器（Giant Magnetostrictive Actuator,简写为GMA）直接驱动针阀,不仅可以快速控制针阀的开启与关闭,而且还能精确控制针阀的具体位置。论文主要工作如下:（1）基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应和柔性铰链的精密传动理论,设计了超磁致伸缩驱动器和柔性换向放大机构,提出一种直驱式高压共轨电控喷油器的结构方案,介绍了喷油器的工作原理;对GMA的结构进行设计,具体包括超磁致伸缩棒的设计与选材、磁场设计、预压应力装置设计和温控系统设计;根据柔性铰链微位移放大机构的类型及特点,对柔性换向放大机构进行结构设计;最后对针阀体结构进行设计。通过对各部分结构的设计,确定了喷油器的最佳结构,以满足喷油器针阀的驱动要求。（2）根据所设计的柔性换向放大机构,应用弹性力学理论,在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,建立柔性换向放大机构的静、动力学模型,推导出柔性换向放大机构的放大比和固有频率表达式,获得柔性铰链结构参数对柔性换向放大机构静、动特性的影响,建立了优化目标函数,运用MATLAB软件对其进行优化设计,以获得柔性铰链结构参数的最优值,运用ANSYS Workbench有限元软件对优化后的结构进行仿真分析,验证了所建静、动力学模型的正确性,从而得出柔性换向放大机构的传动特性。（3）对超磁致伸缩高压共轨喷油器进行动力学建模与仿真分析,具体包括超磁致伸缩驱动器非线性动力学建模和针阀运动机构的动力学建模,通过推导得出超磁致伸缩驱动器和针阀运动机构的传递函数,并利用MATLAB软件对其进行动态特性仿真分析,得出喷油器结构的设计参数与动态响应性能之间的关系,有利于参数的优化选择,为进一步提高喷油器的响应速度和稳定性提供理论依据。（4）对超磁致伸缩喷油器的多场耦合特性进行分析,超磁致伸缩喷油器多物理场主要由三部分组成。第一部分是电-磁-热耦合场,首先,建立了 GMA电磁场模型,通过对电磁场进行稳态和瞬态分析,得到驱动线圈电流大小、线圈匝数、偏置电流、预压应力、磁化周期、驱动频率等因素对GMM各模型的影响。其次,利用COMSOL Multiphysics软件对GMA进行温度场仿真分析,得到材料内部的温升特性,以及水冷却对GMM棒温度分布的影响。第二部分是电-磁-机耦合场,利用COMSOL Multiphysics软件建立喷油器的电-磁-机耦合仿真模型,分析得到喷油器针阀位移和驱动器输出位移随电流的变化曲线。第三部分是喷油嘴内部流场,建立了喷嘴内部气液两相流动数学模型,并采用FLUENT软件对喷孔内部气液两相流进行仿真分析,得到针阀升程、喷射压力和出口背压对喷孔内部流动特性的影响。通过对超磁致伸缩喷油器多场耦合特性的分析,掌握了各物理场参数对喷油器喷油性能的影响,有利于进一步提高喷油精度。图[97]表[7]参[84]
赵达[4]（2020）在《弯月结构压电泵的开发及其音频分析检测方法的研究》文中提出压电泵因其结构简单、泵送精度高、无电磁干扰等优点,在机械润滑、生物医药输送、微流体混合、精密仪器、农业滴灌、微电子冷却系统和燃料电池系统等领域有着广泛的应用前景,特别是无阀压电泵具有制造简单、成本低等特点成为压电泵中的佼佼者。然而,无阀压电泵存在着回流现象,因此通过合理的设计结构削弱回流现象成为当前无阀压电泵的研究重心,本文设计了一种新型的弯月结构压电泵,以达到减小压电泵回流,拓宽压电泵的输出域的目的,并通过音频分析的方法对压电泵的输出性能进行了评估。通过对现有压电泵设计背景和应用现状的分析发现,增加无阀压电泵的正反向阻力差,是一种可以减少回流流量,提高压电泵输出性能的有效方式。本文基于流体力学理论,根据逆压电效应,研究压电振子的振动模态和固定方式,结合压电泵的工作原理和钝体绕流现象,提出了弯月结构压电泵,并根据能量守恒定律和压电泵的经验公式推导弯月结构压电泵的流量理论公式以及压电泵工作时声音强度的公式。从基本结构上对所提出的弯月结构压电泵进行设计,并阐明弯月结构压电泵的工作机理。采取有限元法进行理论仿真,并对弯月结构压电泵的设计进行可行性、合理性分析,确定压电泵的月牙结构距离出口间距、月牙结构直径尺寸和弯月结构阶数三个研究要点,对每个研究要点的三维模型进行参数化优化,得到最佳的仿真结果为间距为0.6 mm、直径5 mm、数量为4阶的结构参数组合时,压电泵的输出性能达到最佳状态,之后结合3D打印技术对压电泵的原型泵样机进行了制作。搭建压电泵输出性能实验测试平台,对不同月牙结构间距、月牙直径和弯月结构阶数的压电泵进行试验研究,探究不同结构下压电泵输出性能与输入电压和频率的关系,以达到扩大压电泵输出范围的目的。实验结果显示:驱动电压为220 V、输入频率为82 Hz时,月牙结构间距为0.6 mm、月牙直径为5 mm、弯月结构阶数为4阶的结构参数组合下的压电泵输出性能最佳为286.0 mL/min;另外,本文还对弯月结构压电泵的输出性能进行分析和对比评估,此压电泵压电陶瓷面积为706.5 mm2,单位面积流量为404.812μL/min,与传统的无阀压电泵相比在输出性能上具有明显优势。通过对多组弯月结构压电泵的声音强度和频谱的分析的方法进行压电泵输出性能的评估。搭建声音测试实验平台,采集压电泵的声音信号,并使用Matlab软件对声音信号进行频谱分析。对其声音强度和频域频谱分析进行比较,得出压电泵的输出性能越好,压电泵的声音强度越低,并且声音信号的频谱越平缓,频谱极值点越少。由此证明,通过声音对压电泵的输出性能进行评估的方法是具有可行性的。
王同举[5]（2019）在《基于磁流体技术制备均一颗粒的研究》文中认为均一颗粒的制备在电子封装、微喷射3D打印、喷墨打印数值二维图像、微流控芯片技术、新型药品研究和开发以及生物化学检测等领域备受重视。因此,开展均一颗粒制备技术的基础研究具有重要的理论意义和工程实际价值。本文提出了一种压差调控+电磁驱动（扰动）制备均一金属颗粒的新方法,其特色是通过对驱动腔内液态金属直接施以体积电磁力以实现金属均一颗粒的按需可控和射流扰动制备,并研制了一套相应的均一颗粒的试验装置,其构成主要包括:脉冲电磁力发生系统、压差调控气体保护系统、加热熔化和温度控制系统、成球和颗粒收集装置和高速摄影系统。并基于MATLAB软件,编译了颗粒球形度的检测系统。为了验证本研究所提出的压差调控+电磁驱动（扰动）技术制备均一金属颗粒的可行性,以常温下为液态的Ga0.75In0.25合金作为微滴制备材料,研究输入电流频率和自由液面气压对均一微滴形成过程的影响。研究表明:压差调控+电磁按需驱动技术可在低频条件下实现Ga0.75In0.25合金微滴的“一脉一滴”制备;压差调控+电磁射流扰动技术可在高频条件下实现Ga0.75In0.25合金微滴的“一脉一滴”制备。提出了压差调控+电磁按需驱动技术制备Sn-58Bi金属颗粒的新方法,实现了小磁场和小电流条件下按需可控制备均一液态金属颗粒,研究了喷嘴孔径、电流输入波形、电流频率、压差和电流幅值对均一液态金属颗粒形成过程的影响,通过成球装置制备出了相应的Sn-58Bi金属颗粒。研究表明:利用压差调控+电磁按需驱动技术可控制金属颗粒“一脉两滴”和“一脉一滴”的按需可控制备;通过控制喷嘴出口处的压差可实现对微液柱长度和颗粒大小的控制;通过控制输入电流波形可实现对微液柱端头断裂成滴时间的控制。当喷嘴孔径为0.41mm和相应的试验参数下,通过成球系统制备出球形度在0-3%之间,直径在0.6-0.65mm之间分布的金属颗粒。提出了压差调控+电磁射流扰动技术制备Sn-58Bi金属颗粒的新方法,解决了压差调控+电磁按需驱动技术制备金属颗粒效率低的问题,该技术可在高频条件下制备Sn-58Bi金属颗粒,研究了喷嘴孔径、电流输入波形、电流频率、压差和电流幅值对射流扰动制备均一金属颗粒的影响,通过成球装置制备出了相应的Sn-58Bi金属颗粒。研究表明:在喷嘴孔径分别为0.21mm、0.30mm和0.41mm和相应的试验参数下,可制备出无卫星液滴的均一液态金属颗粒,在随后的成球装置中可制备均一性较好的金属颗粒。在喷嘴孔径为0.41mm和相应的试验参数下,通过电磁射流扰动技术可制备出直径在0.68-0.74mm和球形度在0-6%之间变化的金属颗粒,其平均直径的最大正负误差为±4.2%。在喷嘴孔径为0.21mm和相应的试验参数下,可制备出直径在0.32-0.37mm和球形度在0-3%之间变化的金属颗粒,其平均直径的最大正负误差为±7.2%,其最大正负误差为±5%的金属颗粒占比为90%,其生产效率为648万粒/小时。提出了压差调控+电磁膜片技术射流扰动制备均一水滴的新方法,解决了压差调控+电磁驱动（扰动）技术只适用于驱动液态金属导体的局限,研究了喷嘴孔径、压差、扰动频率、射流液柱端头扰动和表面波波长对射流液柱端头断裂成滴行为的影响。研究表明:在喷嘴孔径和自由液面气压不变的条件下,可通过调节扰动频率可实现对主液滴和卫星液滴的形成过程的控制;在均一微滴形成区间,随着扰动频率的增加,射流液柱顶部波动范围减小,微滴的直径减小;在喷嘴孔径为0.15mm和相应的试验参数下,当扰动频率由2000Hz增加到2600Hz时,射流液柱端头可断裂形成均一水滴,且水滴的直径由0.27mm减小到0.23mm。
黄亮[6]（2019）在《面向水电站监控中心计算机CPU冷却装置的压电泵研究》文中研究表明水电站监控系统并不只具有传统意义上的监控功能,它还兼具有在线远程监测电力设备等各项参数的重要功能,因此对监控系统的可靠性有更高的要求。水电站监控中心众多电子器件产生的热量使计算机CPU处于高温环境中,监控系统存在因计算机CPU温度过高而导致系统故障的隐患。监控中心计算机CPU目前所使用的传统风冷方式自身存在冷却效率低的缺点而不能满足散热需求。另外,电磁泵作为CPU水冷装置的动力源,由于其存在发热量大、电磁干扰的缺点而无法长时间使用。而以压电材料为驱动器的微型压电泵具有集成度高、响应迅速快、耗能低和无电磁干扰等特点,受到了国内外许多研究小组的关注和重视。目前,应用于CPU水冷装置的压电泵需要在100Hz以上的交流电压下驱动才能有较好的输出性能。针对此问题,本文研究的压电泵能在50Hz家庭交流电压下就能正常工作,改进后的压电泵水冷装置集成度高,占据计算机机箱的体积小。论文的主要内容包括:1、分析了压电陶瓷材料特性、压电振子四种振动模态和支撑方式。根据压电振子变形量公式讨论了影响压电泵体积变化量的因素,为压电振子合理参数的选择提供了依据。2、应用ANSYS软件对压电振子进行模态分析得到了压电振子各阶模态振型及其对应的固有频率值,选择一阶振动模态作为压电振子的振型。理论推导出压电泵极限流量与频率和压电振子中心位移之间的关系式,并通过MATLAB软件计算得到压电泵的理论极限流量为288ml/min。通过压缩比理论讨论了压电泵腔高对输出性能的影响。3、设计了压电泵的整体结构,提出改进后的截止阀结构。理论分析了截止阀的性能与材料属性、悬臂的长度及阀的厚度之间的关系。讨论了截止阀滞后性对压电泵性能输出的影响。4、通过MEMS、3D打印、激光打标技术加工了压电泵样机。搭建了压电泵测试平台,在220V电压驱动下,压电振子中心位移为136μm。对压电泵的输出流量以及输出压力进行测试,当泵腔高度为0.9mm,截止阀厚度为0.075mm时,压电泵具有优良的输出性能。当加入截止阀垫圈后,压电泵的输出流量提升了19%左右。在室温26℃环境下,将压电泵与CPU冷却器集成后测试了模拟CPU发热片的散热效果。试验结果表明,不同功率的模拟CPU发热片在经过水冷循环后,温度降低约20℃。
唐炼凯[7]（2019）在《集成于PCB上的基于PCB工艺的压电致动微流体泵的研究》文中进行了进一步梳理随着半导体制造工艺的制程不断提高,芯片内可集成的元件也越多,其工作时的发热量也随之增大。芯片的工作温度过高会降低其工作性能,芯片的热问题将成为集成电路发展的瓶颈。目前,芯片过热的问题仍不能有效的解决,其主要原因是散热效率高的液冷系统的体积大且集成度低,未能普遍应用于芯片散热场合。微流体泵作为目前液冷系统的外置驱动源,为流体流动提供驱动力,需要具备高压强输出和精确控制流量。以硅、石英和高分子聚合物等材料构成的微流体泵的加工工艺不仅复杂,且无法集成其它微流控器件,使得微流控系统既复杂又庞大。而目前所研究的基于PCB工艺的微流体泵均为无阀泵和被动阀泵,无法实现液体流量的精确控制。通过研究可集成于PCB上的PCB工艺的微流体泵,为进一步微型化和集成化微流控系统提供了解决方案。基于PCB工艺的微流体泵的结构与集成方法应与PCB工艺相兼容,且能实现液体流量的高输出和精确控制。为了解决这个问题,Wang等人（Journal of Intelligent Material Systems and Structures 2016 27（16）:2237-2248）研究了一种具有圆环面边界的主动式压电致动微流体阀,并借助固支边部分覆盖圆形铜基压电振子在电压控制下的挠度数学模型（Journal of Intelligent Material Systems and Structures 2010 21（16）:1603-1616）建立了主动控制流量模型,在进出口压差和电压分别为1 kPa和150 V时,该阀流量为3mL/min。在此基础上,本文提出并研究了一种集成于PCB上的基于PCB工艺的压电致动微流体泵的原理,进行了理论模拟和工艺设计,对加工的集成于PCB上的基于PCB工艺的压电致动微流体泵进行了实验测试。本文的主要研究工作及研究成果包括:1.提出并实现了一种集成于PCB上的基于PCB工艺的压电致动微流体泵的原理与结构,基于PCB工艺的压电致动微流体泵由一个圆柱形泵作用单元和其两侧连接的压电致动微流体阀构成,能够实现液体流量的精确控制。2.通过有限元法模拟了微流体泵的液体流动特性,分别得到泵腔和阀腔内液体的流动特性,为建立流量模型提供了依据。研究了基于PCB工艺的压电致动微流体泵的流量特性,建立了泵作用单元的固液耦合挠度模型和输出压强模型,分析了泵腔的高度与半径对泵作用单元输出压强的影响。结果表明:泵腔高度小和泵腔半径大的泵作用单元具有较大的输出压强。3.结合固液耦合模型与输出压强模型,采用圆管流量公式建立了压电致动微流体泵的流量模型,其结果表明:微流体泵的流量分别随着电压幅值与圆环面边界内半径的增加而线性增加,微流体泵的流量分别随着泵腔高度与圆环面边界外半径的增加而减小。4.研究了基于PCB工艺的压电致动微流体泵的PCB加工工艺。采用标准PCB工艺加工了具有圆环形焊盘的微流体泵基板、圆环面边界与腔室壁。通过焊接的方式在微流体泵基板上焊上圆环面边界、腔室壁与毛细铜管,并于圆环形腔体上焊上铜基压电单晶执行器构成微流体泵。5.搭建了压电单晶执行器的挠度测试实验平台,得到了固液耦合作用下压电单晶执行器中心位置处挠度与电压的关系。还建立了用于测试微流体泵流量的系统,验证了微流体泵的流量与其结构的关系,测试了压电致动微流体泵的流量与电压的关系,得到了微流体泵的流量最大值和背压。集成于PCB上的基于PCB工艺的压电致动微流体泵的结构与原理适宜于集成在PCB上。所建立的流量模型为优化微流体泵的结构提供了理论依据。所提出的集成方法与PCB工艺相兼容,有利于与其它微流控元件集成在PCB上实现复杂的微流体系统,适合应用于芯片散热的场合。其研究工作为芯片散热问题的解决提供了一种新颖的方案,为推动集成电路技术的发展具有重要意义。
赵永祥[8]（2019）在《基于柔顺机构的微喷射点胶系统设计、建模与实验》文中研究表明随着生命科学、电子封装、快速制造等尖端领域的快速发展,对液体材料进行分配等转移操作的要求也越来越高,点胶是其中最常见的分配操作,在不同的领域中对点胶的速度、精度以及体积一致性等有着不同的要求。传统的点胶系统受工作原理和驱动方式的限制,虽然发展得较早,但由于其点胶速度慢、胶滴体积大等缺点,难以实现如今精准快速喷射的要求。基于柔顺机构的微喷射点胶系统利用压电材料的逆压电效应实现驱动,具有点胶频率快、点胶精度高、频响高等优点,越来越广泛应用于电子与制造领域,尤其是在电子封装领域。针对传统点胶方式点胶频率慢,可喷射胶液粘度范围窄等缺点,文中利用不同的放大原理设计了两种形式的微喷射点胶系统,并对其进行了性能分析及实验测试;为改善胶滴体积一致性差的问题,建立胶滴体积的估计模型并进行误差补偿。主要内容如下:针对传统点胶系统撞针行程短、可喷射胶液粘度范围窄等问题,基于柔顺机构设计了一种新型压电式微喷射点胶系统,该系统由供胶装置、驱动装置和撞针阀组成。点胶系统的运动特征是利用柔顺机构的弹性变形驱动撞针往复直线运动实现撞针阀的开启闭合,完成微喷射点胶功能。采用伪刚体方法得到点胶系统的驱动力、输出位移和频率特性,结果表明,系统的最大驱动力、输出位移和频率分别为56.4 N、808μm、245 Hz,说明所设计的点胶系统能满足所需的驱动力、行程和点胶速度。制作点胶系统样机,通过实验分析驱动电压信号的占空比、幅值、频率和胶液粘度对胶滴直径的影响,得到了形成正常胶滴各因素需满足的条件,实验结果表明系统的最高点胶频率为210 Hz,最小胶滴直径为630μm,胶滴一致性误差为5.62%。为了反映微喷射点胶系统所喷射胶滴体积与供胶压力、喷嘴直径、驱动信号和胶液粘度之间的关系,使微喷射点胶系统能按需进行精准点胶,通过对胶液成型过程进行分析,依据点胶周期内撞针的运动规律,将胶滴的成型过程分为四个阶段分别建立流量模型,求解得到微喷射点胶系统的体积估计模型。搭建了实验测试系统对体积估计模型的准确性和精度进行测试,测试结果表明,体积估计模型能较好反映出胶滴体积供胶压力、喷嘴直径、驱动信号和胶液粘度之间的关系,并且在消除影响因素中最主要的温度效应后,胶滴一致性误差为8.6%左右。胶滴体积的估计模型虽然可以实现对胶滴体积的预测,但在实际点胶过程中,随着点胶时间的增长和点胶频率的加快,喷射腔温度升高使得胶滴实际体积与目标体积的误差越来越大,影响了估计模型的准确性以及胶滴的体积一致。为了解决这一问题,基于胶滴体积的估计模型提出了一种体积误差补偿模型。该模型通过神经网络学习体积误差的趋势,建立误差模型,并采用补偿算法进行体积误差补偿,以达到更好的胶滴喷射效果。搭建实验测试平台对体积误差补偿模型进行验证,结果表明该补偿模型能显着改善体积误差,胶滴一致性误差显着降低,补偿前的误差范围为[-0.55]μl,补偿后的误差范围为[-0.040.08]μl。单向驱动的微喷射点胶系统由于只能实现单向驱动撞针,撞针回程需依靠柔顺机构变形后的回弹力来闭合喷嘴,因此高频下喷嘴的闭合效率低并且闭合效果差,容易出现卫星滴。为解决该问题,设计了一种采用三角放大机构的新型双向驱动式微喷射点胶系统。该微喷射点胶系统由2个压电陶瓷依次进行驱动,保证了撞针的回程速度和闭合力。通过建立驱动装置的伪刚体模型,依据虚功原理得到驱动装置的放大倍数和驱动力并进行实验测试。依据设计的双向驱动式微喷射点胶系统制作其样机,搭建了实验平台进行性能测试,结果表明双向驱动式微喷射点胶系统的工作电压范围为[60-120]V,最大驱动力力为95.4 N,最大输出位移为568μm。电压越高,频率越低,得到的胶滴直径就越大;在驱动电压100 V点胶频率50 Hz的情况下稳定喷射粘度为120 mPa.s的甘油,胶滴一致性误差为4.73%。所设计制作的压电式双向驱动微喷射点胶系统高频性能较好,对微喷射点胶技术的发展具有促进作用。
吴鸿猛[9]（2019）在《基于步进电机的微型蠕动泵特性研究》文中研究表明软体爬行机器人作为一种新型的机器人,具有适应环境的能力。但目前软体执行器主要采用阀控形式,效率低,且负载较小。本文采用蠕动泵直接驱动软体执行器形式,减少阀的使用,增强软体执行器的负载能力。本文主要目的是针对蠕动泵进行再压力流量特性、功耗特性、动态特性的研究。本文针对蠕动泵,使用ABAQUS软件建立了蠕动泵Yeoh固体超弹性三维模型,提出了一种通过拉伸实验、压紧实验,对Yeoh材料参数提取、拟合优化的方法,并通过蠕动泵的扭矩实验验证了模型的准确性。为了进一步探讨压力流量特性,建立了以蠕动泵几何简化计算法、二维流固耦合、三维流固耦合的三种流量的计算方法,并比较三种模型的优劣性。通过搭建了压力流量实验平台,测得了蠕动泵的压力流量曲线,与仿真对比结果,论证了仿真的模型的准确度。结合二维流固耦合以及三维固体模型,分析了微型蠕动泵弯曲度与滚轮数目的效率最佳的匹配,以及对不同旋转半径、材料及进给量的仿真对比,分析了效率最优的蠕动泵结构。通过ABAQUS的蠕动泵径向挤压仿真,改变泵管、滚轮、外壳的截面形状组合,比较了蠕动泵不同形状组合的优劣性,提出了蠕动泵形状的能耗最低组合。最后,建立步进电机、蠕动泵、执行器的控制模型,针对控制模型提出压力反馈的控制手段,比较了本文所述的典型结构的动态特性。
李承红[10]（2019）在《微量磁流体的动态驱动研究》文中提出近年来随着科技的快速发展,微流体技术（Microfluidics）在生物学、医学、化学等领域中应用日益广泛。微量流体驱动作为微流体技术的重要组成部分,是一种通过各种驱动方式实现微升甚至纳升级别流体的精确泵送技术,包括流体力学、材料学、生物学、机械学和电磁学等多项学科内容。其中微泵是实现微量流体驱动的常用装置,近年来取得了较大的研究进展,在生命科学、生物医学、航天航空等领域上展现了重要而广泛的应用前景。本文主要基于微量磁流体的动态驱动方式,研制了一种磁流体微泵,并实现了微量流体的有效泵送。首先,为能更好的选择泵送腔室的结构和磁流体驱动的方式,本文借助ANSYS仿真软件的有限元法对腔室的具体结构和磁流体的运动方式进行仿真模拟。择优选择环型腔室作为泵腔通道结构,同时泵腔出入口通道相隔一定距离呈60°的夹角状;磁流体在泵腔内分为两个部分布置,其中一部分固定于出入口之间的环形通道内,另一部分在外界作用力驱动下沿环形通道做圆周运动。其次,对驱动腔室的具体制作展开研究。实验中选择聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为泵腔材料,为解决磁流体污染被泵送液体的问题,在实验中使用硅橡胶作为泵腔隔膜,将磁流体与被泵送液体分隔。为能有效完成泵腔的键合,本文对现有PMMA的键合条件进行了改进。本文通过正交试验设计对影响PMMA键合结果的键合温度、时间、预压力等参数进行分析、设计和测试,获得的最优键合条件为:键合温度115℃,时间70min,预压力60N。通过激光雕刻的方式完成泵腔基片的制作,并根据改进的键合条件完成泵腔的有效键合与封装。然后,设计驱动磁流体运动的外部磁场控制单元。该单元通过单片机芯片设置程序,发送驱动信号在L298N驱动器中放大后驱动步进电机运动,使其按照指定的转速和方向旋转,带动转子上的永磁体运动,从而驱动磁流体位移引起泵腔隔膜形变,再带动被泵送液体移动,完成磁流体微泵的泵送功能。本控制单元可通过电路中的按键控制电机的转速和方向,并通过显示器显示转速和转动角度。最后,将泵腔与外部磁场控制单元集成封装后,开始微泵泵送的测试实验。本文通过对微泵泵送流速、泵送背压等参数指标的测量,对微泵的性能进行验证与测试,得到微泵的最大流速为156.8μL/min,最大背压为666.4Pa,实验数据达到预期指标,符合应用要求。
二、压电致动式微泵的驱动装置结构分析与设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、压电致动式微泵的驱动装置结构分析与设计（论文提纲范文）
（1）基于压电驱动的气体隔膜泵设计与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 压电隔膜泵的发展现状与局限性 |
| 1.2.1 隔膜泵的分类 |
| 1.2.2 压电隔膜泵的研究现状 |
| 1.2.3 压电隔膜泵的局限性 |
| 1.3 共振型压电泵的研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 选题意义 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 压电气体隔膜泵的结构设计和理论分析 |
| 2.1 压电气体隔膜泵总体结构设计 |
| 2.1.1 压电气体隔膜泵驱动部分 |
| 2.1.2 压电气体隔膜泵腔体部分 |
| 2.1.3 压电振子安装方式 |
| 2.2 压电振子的设计 |
| 2.2.1 压电振子选用 |
| 2.2.2 压电振子的材料选择 |
| 2.2.3 压电振子的振动模式 |
| 2.2.4 金属基板的选用 |
| 2.2.5 压电振子的支撑方式 |
| 2.3 压电振子的理论分析 |
| 2.3.1 压电振子的受力分析 |
| 2.3.2 压电振子的位移分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 压电气体隔膜泵的腔体设计与理论分析 |
| 3.1 压电气体隔膜泵腔体的结构设计与工作原理 |
| 3.1.1 压电气体隔膜泵腔体的结构设计 |
| 3.1.2 压电气体隔膜泵腔体的工作原理 |
| 3.2 金属膜片的理论分析 |
| 3.3 压电气体隔膜泵的泵腔理论分析 |
| 3.3.1 腔高对压电气体隔膜泵性能的影响 |
| 3.3.2 伞形阀厚度对压电气体隔膜泵性能的影响 |
| 3.3.3 金属薄膜片的振幅对压电气体隔膜泵性能的影响 |
| 3.3.4 腔口半径对压电气体隔膜泵性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 系统动力学分析 |
| 4.1 压电气体隔膜泵的系统分析 |
| 4.1.1 压电气体隔膜泵无阻尼条件下的共振频率 |
| 4.1.2 无阻尼条件下共振与非共振情况下的流量比 |
| 4.1.3 压电气体隔膜泵有阻尼条件下的工作状态 |
| 4.1.4 系统理论与实验对比 |
| 4.2 共振频率和流量的影响因素 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 压电气体隔膜泵实验研究 |
| 5.1 压电振子与薄膜的振幅测试 |
| 5.1.1 实验装置 |
| 5.1.2 压电振子与金属薄膜片的幅值 |
| 5.2 腔体高度对流量的影响 |
| 5.2.1 实验装置 |
| 5.2.2 腔高对流量的影响 |
| 5.2.3 质量块与弹簧板对流量的影响 |
| 5.3 共振频率实验 |
| 5.3.1 实验装置 |
| 5.3.2 共振频率实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（2）混合C2C12的GelMA纤维制备的光固化生物打印系统研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物混合致动器 |
| 1.1.1 生物混合致动器的介绍 |
| 1.1.2 生物混合致动器的分类 |
| 1.2 用于微纤维制备的水凝胶 |
| 1.2.1 水凝胶的概述 |
| 1.2.2 水凝胶交联的机制 |
| 1.2.3 可用于纤维制备的水凝胶 |
| 1.3 用于GelMA微纤维制备的生物打印 |
| 1.3.1 生物打印方式选择 |
| 1.3.2 基于挤压的GelMA水凝胶光固化方式概述 |
| 1.4 本文研究目标和内容 |
| 第2章 用于纤维制备的光固化生物打印系统的设计 |
| 2.1 生物打印系统的硬件组成 |
| 2.1.1 打印系统主体的机架 |
| 2.1.2 系统的限位和定位 |
| 2.1.3 水凝胶驱动装置和光固化光源 |
| 2.2 打印系统的控制设计 |
| 2.2.1 驱动模块设计 |
| 2.2.2 温控模块设计 |
| 2.2.3 系统打印控制设计 |
| 2.3 打印系统的喷头设计 |
| 2.3.1 基于喷头管道模型的仿真 |
| 2.3.2 仿真结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 应用光固化生物打印系统制备GelMA纤维 |
| 3.1 混合C2C12细胞的GelMA微纤维的制备 |
| 3.1.1 GelMA水凝胶的合成及UV光固化 |
| 3.1.2 C2C12小鼠成肌细胞的培养 |
| 3.1.3 混合C2C12细胞的GelMA纤维的制备 |
| 3.2 GelMA水凝胶的可打印性范围表征 |
| 3.2.1 可打印性范围定义 |
| 3.2.2 水凝胶的可打印性范围表征 |
| 3.3 GelMA水凝胶纤维的线宽和均匀性表征结果和分析 |
| 3.4 纤维中细胞存活率的表征 |
| 3.4.1 纤维中细胞存活率的确定 |
| 3.4.2 纤维中细胞存活率的表征和分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 用于GelMA纤维制备的光固化生物打印系统的优化 |
| 4.1 GelMA水凝胶纤维最优参数表征 |
| 4.1.1 基于固定光强下最优参数表征 |
| 4.1.2 基于最优参数下UV光强的选型 |
| 4.2 GelMA溶液流动速度和喷头移动速度对纤维打印结果的影响 |
| 4.3 水凝胶纤维坍塌性性能表征 |
| 4.3.1 坍塌性测试模型构建 |
| 4.3.2 水凝胶纤维坍塌性测试结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）基于GMA高压共轨喷油器的结构设计与特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.2 高压共轨电控喷油器国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题研究意义与研究内容 |
| 1.3.1 课题研究意义 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 2 基于GMA高压共轨喷油器结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 喷油器结构设计和工作原理 |
| 2.2.1 喷油器结构设计 |
| 2.2.2 喷油器工作原理 |
| 2.3 超磁致伸缩驱动器的结构设计 |
| 2.3.1 超磁致伸缩棒的设计与选材 |
| 2.3.2 磁场设计 |
| 2.3.3 预压应力装置设计 |
| 2.3.4 温控系统设计 |
| 2.4 柔性换向放大机构的结构设计 |
| 2.4.1 柔性铰链的特点及类型 |
| 2.4.2 基于柔性铰链放大机构的类型及特点 |
| 2.4.3 二级杠杆式柔性换向放大机构的结构设计 |
| 2.5 针阀体的结构设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 柔性换向放大机构的传动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 杠杆式柔性铰链换向放大机构 |
| 3.2.1 柔性铰链单元的力学模型 |
| 3.2.2 柔性换向放大机构模型 |
| 3.3 柔性换向放大机构传动模型建模 |
| 3.3.1 静力学模型 |
| 3.3.2 动力学模型 |
| 3.4 参数优化设计 |
| 3.4.1 静动态分析 |
| 3.4.2 优化设计 |
| 3.5 柔性换向放大机构的有限元分析 |
| 3.5.1 三维建模 |
| 3.5.2 静力学分析 |
| 3.5.3 模态分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 超磁致伸缩喷油器动力学建模与仿真分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超磁致伸缩驱动器非线性动力学模型的建立 |
| 4.2.1 磁滞非线性模型建模 |
| 4.2.2 驱动器的动力学模型 |
| 4.2.3 仿真结果与分析 |
| 4.3 针阀运动机构动力学模型的建立 |
| 4.3.1 针阀运动机构结构及工作原理 |
| 4.3.2 针阀运动机构的动力学模型 |
| 4.3.3 仿真结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 超磁致伸缩喷油器的多场耦合特性仿真分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电-磁-热耦合模型 |
| 5.2.1 电磁场模型分析 |
| 5.2.2 超磁致伸缩驱动器内部温度场分析 |
| 5.3 电-磁-机耦合模型 |
| 5.4 喷油嘴内部流场模型 |
| 5.4.1 喷嘴内部气液两相流动数学模型 |
| 5.4.2 喷嘴内部气液两相流动数值模拟分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（4）弯月结构压电泵的开发及其音频分析检测方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题来源 |
| 1.2 压电泵的研究背景及意义 |
| 1.3 压电泵的分类及性能分析 |
| 1.3.1 压电泵的分类 |
| 1.3.2 压电泵的性能分析 |
| 1.4 压电泵的研究现状及应用 |
| 1.4.1 有阀压电泵的研究现状及应用 |
| 1.4.2 无阀压电泵的研究现状及应用 |
| 1.4.3 压电泵声音特性的研究现状 |
| 1.5 本文研究工作 |
| 第2章 压电泵的振动特性研究与理论分析 |
| 2.1 压电效应与压电材料 |
| 2.1.1 压电效应 |
| 2.1.2 压电材料 |
| 2.2 压电振子的振动特性 |
| 2.2.1 压电振子的振动模式 |
| 2.2.2 压电振子的固定方式 |
| 2.3 弯月结构压电泵的提出 |
| 2.4 压电泵理论分析 |
| 2.4.1 弯月结构压电泵输出性能的理论分析 |
| 2.4.2 弯月结构压电泵的振动声音的基础理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 弯月结构压电泵的结构设计 |
| 3.1 弯月结构压电泵的结构设计 |
| 3.2 弯月结构压电泵的工作机理分析 |
| 3.3 弯月结构压电泵的流场特性分析 |
| 3.4 弯月结构压电泵的重要结构参数 |
| 3.5 弯月结构压电泵输出性能的参数仿真 |
| 3.5.1 月牙结构的间距仿真 |
| 3.5.2 月牙结构直径仿真 |
| 3.5.3 弯月结构阶数仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 弯月结构压电泵的试验研究 |
| 4.1 压电泵的原理样机的制作 |
| 4.2 输出性能测试的试验系统 |
| 4.3 泵结构对于输出性能的实验测试分析 |
| 4.3.1 月牙结构间距的试验分析 |
| 4.3.2 月牙结构直径的试验分析 |
| 4.3.3 弯月结构阶数的试验分析 |
| 4.4 压电泵输出性能的评估 |
| 4.4.1 压电泵输出性能的分析 |
| 4.4.2 压电泵输出性能的对比评估 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 弯月结构压电泵音频规律的试验分析 |
| 5.1 压电泵声音强度测试试验系统的搭建 |
| 5.2 音频测试对于压电泵的性能评价 |
| 5.2.1 间距对压电泵音频影响的试验分析 |
| 5.2.2 直径对压电泵音频影响的试验分析 |
| 5.2.3 阶数对压电泵音频影响的试验分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文的研究不足之处与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（5）基于磁流体技术制备均一颗粒的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 均一颗粒在国内外的应用现状 |
| 1.2.1 电子封装领域 |
| 1.2.2 喷墨印刷技术领域 |
| 1.2.3 微型件3D打印领域 |
| 1.3 切丝重熔法制备颗粒的国内外研究现状 |
| 1.4 气雾化法制备颗粒的国内外研究现状 |
| 1.5 均一颗粒制备技术的国内外研究现状 |
| 1.5.1 按需可控技术制备均一颗粒的理论背景 |
| 1.5.2 射流扰动技术制备均一颗粒的理论背景 |
| 1.5.3 射流扰动和按需可控技术制备均一颗粒的模式 |
| 1.6 目前磁流体技术制备均一颗粒存在的问题 |
| 1.7 基于磁流体技术制备均一液态颗粒的构思 |
| 1.8 研究内容 |
| 第2章 基于磁流体技术制备均一颗粒的系统设计与制造 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料的选取 |
| 2.3 微滴形成模式 |
| 2.4 微流道内的阻力损失 |
| 2.5 喷嘴构型的选取 |
| 2.6 熔化腔结构和电磁力发生装置的设计 |
| 2.6.1 熔化腔体结构的设计 |
| 2.6.2 永磁铁的选取 |
| 2.6.3 电极的设计 |
| 2.6.4 陶瓷载体的设计 |
| 2.6.5 驱动电源的选取 |
| 2.7 气控系统的设计 |
| 2.7.1 射流速度和液面气压的关系 |
| 2.7.2 电磁射流扰动制备均一颗粒所需的压差调控参数 |
| 2.7.3 电磁按需可控制备均一颗粒所需的压差调控参数 |
| 2.7.4 压差调控实现按需可控和射流扰动制备均一颗粒的气路设计 |
| 2.8 熔化系统的设计 |
| 2.9 高速摄影图形采集系统的设计 |
| 2.10 成球装置的结构设计 |
| 2.11 磁流体驱动制备均一颗粒的系统集成 |
| 2.11.1 按需可控和射流扰动微滴发生器的集成 |
| 2.11.2 电磁膜片射流扰动微滴发生器的集成 |
| 2.11.3 均一颗粒制备的总系统集成 |
| 2.12 磁流体模式制备均一颗粒的试验步骤 |
| 2.12.1 电磁射流扰动和电磁膜片射流扰动制备均一颗粒的试验步骤 |
| 2.12.2 电磁按需可控断裂制备均一颗粒的试验步骤 |
| 2.13 小结 |
| 第3章 基于磁流体模式制备Ga0.75In0.25合金微滴的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微滴形成过程中特殊参考点的表征方法 |
| 3.3 输入电流频率对按需可控制备Ga0.75In0.25合金微滴的影响 |
| 3.4 电磁射流扰动技术制备Ga0.75In0.25合金微滴 |
| 3.4.1 电磁射流扰动技术实现Ga0.75In0.25合金微滴的高频制备 |
| 3.4.2 电流频率对Ga0.75In0.25合金微滴形成过程的影响 |
| 3.4.3 气压对Ga0.75In0.25合金微滴形成过程的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 基于压差调控+电磁按需驱动技术制备金属颗粒 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 压差调控+按需驱动技术制备液态金属颗粒的形成过程研究 |
| 4.2.1 不同喷嘴孔径下液态金属颗粒的形成模式 |
| 4.2.2 电流波形对液态金属颗粒形成过程的影响 |
| 4.2.3 电流频率对液态金属颗粒形成过程的影响 |
| 4.2.4 压差对液态金属颗粒形成过程的影响 |
| 4.2.5 电流幅值对液态金属颗粒形成过程的影响 |
| 4.3 压差调控+按需驱动技术制备金属颗粒的收集与检测 |
| 4.3.1 球形度检测软件的设计 |
| 4.3.2 球形度检测软件的操作界面及测试步骤 |
| 4.3.3 不同喷嘴孔径条件下金属颗粒的收集 |
| 4.3.4 不同喷嘴孔径条件下金属颗粒的球形度检测 |
| 4.3.5 不同喷嘴孔径条件下金属颗粒的均一性检测 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于压差调控+电磁射流扰动技术制备金属颗粒 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电磁射流扰动技术制备液态金属颗粒的形成过程研究 |
| 5.2.1 电流波形对射流液柱端头断裂形成液态颗粒的影响 |
| 5.2.2 气压和电流频率对射流液柱端头断裂形成液态颗粒的影响 |
| 5.2.3 电流幅值对射流液柱端头断裂形成液态颗粒的影响 |
| 5.2.4 不同喷嘴孔径下射流液柱端头断裂形成液态颗粒的研究 |
| 5.3 电磁射流扰动技术制备金属颗粒的收集与检测 |
| 5.3.1 电磁射流扰动制备金属颗粒的收集与异常金属颗粒的筛除 |
| 5.3.2 不同电流输入频率条件下制备的金属颗粒 |
| 5.3.3 电磁射流扰动制备金属颗粒的球形度检测 |
| 5.3.4 电磁射流扰动制备金属颗粒的均一性检测 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 基于压差调控+电磁膜片技术射流扰动制备水滴 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 不同喷嘴孔径下水滴形成模式的研究 |
| 6.2.1 小喷嘴孔径下水滴的形成模式 |
| 6.2.2 大喷嘴孔径下水滴的形成模式 |
| 6.3 表面波波长与水滴形成频率之间的关系 |
| 6.4 频率和气压对水滴形成过程的影响 |
| 6.5 射流液柱端头扰动对水滴形成过程的影响 |
| 6.6 扰动频率对水滴大小的影响 |
| 6.7 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（6）面向水电站监控中心计算机CPU冷却装置的压电泵研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 水电站监控中心发展历程 |
| 1.1.2 监控中心计算机CPU温度过高原因 |
| 1.2 CPU冷却方式 |
| 1.2.1 风冷散热 |
| 1.2.2 半导体散热方式 |
| 1.2.3 液体喷射冷却 |
| 1.2.4 水循环冷却 |
| 1.3 压电泵的研究现状 |
| 1.3.1 压电泵的分类 |
| 1.3.2 压电泵国外研究现状 |
| 1.3.3 压电泵国内研究现状 |
| 1.4 本文研究的意义及主要内容 |
| 第二章 压电振子理论分析 |
| 2.1 压电材料简介 |
| 2.1.1 压电效应 |
| 2.1.2 压电材料及选择 |
| 2.2 压电振子建模与振动分析 |
| 2.2.1 压电振子的构成 |
| 2.2.2 压电振子的振动模态 |
| 2.2.3 压电振子的支撑方式 |
| 2.2.4 压电振子变形挠曲线方程 |
| 2.2.5 压电振子模态分析 |
| 2.2.6 压电振子中心位移仿真 |
| 2.3 压电泵的极限输出流量 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 压电泵结构设计与性能分析 |
| 3.1 压电泵结构及工作原理 |
| 3.2 泵腔高度与输出性能关系 |
| 3.3 截止阀结构的设计与研究 |
| 3.3.1 截止阀种类 |
| 3.3.2 改进后的截止阀 |
| 3.4 轮式悬臂梁阀对性能的影响 |
| 3.4.1 截止阀的运动分析 |
| 3.4.2 轮式悬臂梁阀的仿真分析 |
| 3.4.3 截止阀滞后性对压电泵性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 压电泵样机的制作 |
| 4.1 压电振子的MEMS工艺研究 |
| 4.1.1 键合工艺 |
| 4.1.2 PZT减薄工艺 |
| 4.1.3 光刻工艺 |
| 4.1.4 溅射工艺 |
| 4.2 3D打印压电泵 |
| 4.3 截止阀的制作 |
| 4.4 压电泵的装配 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 压电泵的性能测试 |
| 5.1 压电振子中心位移测试 |
| 5.2 压电泵性能测试 |
| 5.2.1 压电泵流量测试平台 |
| 5.2.2 压电泵压力测试平台 |
| 5.3 压电泵腔高对性能影响实验 |
| 5.4 不同截止阀的性能测试 |
| 5.4.1 不同厚度截止阀对性能影响 |
| 5.4.2 有无环形截止阀垫圈压电泵性能对比 |
| 5.5 CPU冷却装置的实验测试 |
| 5.5.1 CPU水冷装置结构 |
| 5.5.2 CPU水冷装置实验测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间获得成果 |
（7）集成于PCB上的基于PCB工艺的压电致动微流体泵的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 本论文的研究背景 |
| 1.2 微流体阀的研究现状 |
| 1.2.1 被动式微流体阀 |
| 1.2.2 主动式微流体阀 |
| 1.3 微流体泵的研究现状 |
| 1.3.1 微流体泵的驱动方式 |
| 1.3.2 微流体泵的加工工艺 |
| 1.3.3 微流体泵的结构设计 |
| 1.4 本文研究的目的和内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 集成于PCB上的基于PCB工艺的压电致动微流体泵的结构与原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结构与工作原理 |
| 2.2.1 结构设计 |
| 2.2.2 工作原理 |
| 2.3 有限元分析 |
| 2.3.1 压电单晶执行器有限元分析 |
| 2.3.2 泵作用单元有限元分析 |
| 2.3.3 微流体阀有限元分析 |
| 2.4 特性模拟 |
| 2.4.1 挠度特性模拟 |
| 2.4.2 输出压强特性模拟 |
| 2.4.3 流量特性模拟 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 集成于PCB上的压电致动微流体泵的PCB工艺设计与加工 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PCB工艺设计 |
| 3.2.1 圆环面边界 |
| 3.2.2 腔室壁 |
| 3.2.3 PCB基板 |
| 3.3 PCB工艺加工 |
| 3.3.1 圆环面边界 |
| 3.3.2 腔室壁 |
| 3.3.3 PCB基板 |
| 3.4 电装工艺 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 集成于PCB上的基于PCB工艺的压电致动微流体泵的实验测试与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 压电单晶执行器挠度特性实验测试及分析 |
| 4.2.1 挠度测试实验系统与方案 |
| 4.2.2 压电单晶执行器中心挠度与驱动电压峰峰值的关系实验测试 |
| 4.2.3 压电单晶执行器中心挠度与驱动电压频率的关系实验测试 |
| 4.3 压电致动微流体泵流量特性实验测试及分析 |
| 4.3.1 流量测试实验系统与方案 |
| 4.3.2 瞬时流量实验测试 |
| 4.3.3 不同结构的微泵的流量特性 |
| 4.3.4 流量与驱动电压的关系实验测试 |
| 4.3.5 流量极限实验测试 |
| 4.3.6 背压实验测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 研究工作的贡献与创新点 |
| 5.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
| B作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
| C作者在攻读硕士学位期间其他相关工作 |
| D学位论文数据集 |
| 致谢 |
（8）基于柔顺机构的微喷射点胶系统设计、建模与实验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 点胶系统的分类及特点 |
| 1.2.1 接触式点胶系统 |
| 1.2.2 非接触式点胶系统 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 基于柔顺机构的微喷射点胶系统设计与实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微喷射点胶系统设计 |
| 2.3 驱动机构理论建模与性能分析 |
| 2.3.1 静态模型的建立 |
| 2.3.2 动态模型的建立 |
| 2.3.3 性能分析 |
| 2.4 胶滴喷射实验分析 |
| 2.4.1 实验系统 |
| 2.4.2 占空比与胶滴直径的关系 |
| 2.4.3 频率与胶滴直径的关系 |
| 2.4.4 电压幅值与胶滴直径的关系 |
| 2.4.5 胶液粘度与胶滴直径的关系 |
| 2.4.6 最小胶滴直径正交实验分析 |
| 2.4.7 胶滴一致性检验 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 胶滴体积的估计模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 胶滴成型分析 |
| 3.3 点胶过程建模 |
| 3.3.1 胶液填充喷射模型 |
| 3.3.2 胶液回流模型 |
| 3.3.3 体积估计模型 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.4.1 实验系统组成以及实验方法 |
| 3.4.2 喷射腔半径与胶滴体积的关系 |
| 3.4.3 供胶压力与胶滴体积的关系 |
| 3.4.4 胶液粘度与胶滴体积的关系 |
| 3.4.5 撞针停滞时间与胶滴体积的关系 |
| 3.4.6 一致性检验与误差分析 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 体积误差补偿方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 胶滴体积误差补偿原理 |
| 4.3 误差补偿模型的建立与求解 |
| 4.4 实验与分析 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 双向驱动式微喷射点胶系统的设计与实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微喷射点胶系统工作原理与结构设计 |
| 5.3 驱动机构理论建模与性能分析 |
| 5.3.1 理论模型 |
| 5.3.2 性能分析 |
| 5.4 胶滴喷射实验分析 |
| 5.4.1 实验系统 |
| 5.4.2 频率与胶滴直径的关系 |
| 5.4.3 电压与胶滴直径的关系 |
| 5.4.4 胶滴一致性检验 |
| 5.5 结论 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要工作及结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（9）基于步进电机的微型蠕动泵特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.2.1 软体爬行机器人研究现状 |
| 1.2.2 微型阀与泵制动器研究现状 |
| 1.2.3 蠕动泵研究现状 |
| 1.2.4 步进电机研究现状 |
| 1.2.5 国内外文献综述的简析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 蠕动泵固体模型的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 蠕动泵固体模型建立 |
| 2.2.1 软管模型材料建立 |
| 2.2.2 模型设置 |
| 2.3 泵管材料参数提取 |
| 2.3.1 拉伸实验及初步提取材料参数 |
| 2.3.2 压紧实验及仿真拟合 |
| 2.3.3 扭矩实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 蠕动泵流体模型建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 简化流量计算 |
| 3.2.1 简化模型构建 |
| 3.2.2 结果分析 |
| 3.3 二维简化流固耦合模型 |
| 3.3.1 二维流固耦合构建 |
| 3.3.2 二维流固耦合流量压力特性 |
| 3.4 三维流固耦合 |
| 3.5 蠕动泵流量压力特性实验与仿真对比 |
| 3.5.1 实验测量 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 蠕动泵流量特性及效率分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 泵管角度与滚轮数的影响 |
| 4.2.1 弯曲角与滚轮数对摩擦耗散的影响 |
| 4.2.2 弯曲角度与滚轮数对流量泄漏的影响 |
| 4.2.3 弯曲角度与滚轮数对效率的影响 |
| 4.3 泵管内外径与滚轮旋转半径的影响 |
| 4.4 泵管材料与滚轮旋转半径的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 泵管应力特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 滚轮与外壳形状组合的影响 |
| 5.2.1 矩形截面对应力的影响 |
| 5.2.2 圆形截面辊子与外壳对应力的影响 |
| 5.2.3 椭圆截面辊子与外壳对应力的影响 |
| 5.2.4 圆形截面辊子对应力的影响 |
| 5.2.5 椭圆截面辊子对应力的影响 |
| 5.2.6 椭圆截面外壳对应力的影响 |
| 5.3 泵管形状的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 蠕动泵控制系统 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 步进电机模型建立 |
| 6.2.1 步进电机有限元求解 |
| 6.2.2 步进电机参数化模型 |
| 6.3 系统模型建立 |
| 6.3.1 步进电机扭矩充裕时的系统模型 |
| 6.3.2 考虑步进电机矩角特性的系统模型 |
| 6.4 不同结构动态特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）微量磁流体的动态驱动研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微型泵分类 |
| 1.2.1 压电驱动 |
| 1.2.2 热致驱动 |
| 1.2.3 静电力驱动 |
| 1.3 磁流体驱动国内外现状 |
| 1.4 主要研究内容与创新点 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 本论文创新点 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 驱动原理及仿真分析 |
| 2.1 磁流体 |
| 2.2 磁流体驱动原理 |
| 2.3 驱动腔室的现有结构设计 |
| 2.4 通道内流体流场仿真分析 |
| 2.4.1 fluent仿真 |
| 2.4.2 流体仿真步骤 |
| 2.4.3 用有限元法求解通道内的流场 |
| 2.4.4 仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 驱动腔室设计加工及制作 |
| 3.1 磁流体微泵流路结构设计 |
| 3.2 泵体材料选择与加工 |
| 3.3 PMMA键合条件改进 |
| 3.3.1 PMMA基片的制备 |
| 3.3.2 PMMA材料的键合 |
| 3.3.3 键合强度的测量 |
| 3.3.4 正交试验设计 |
| 3.3.5 PMMA键合工艺参数的优化分析 |
| 3.4 泵腔键合封装 |
| 3.4.1 隔膜材料选择与制作 |
| 3.4.2 单侧腔室键合 |
| 3.4.3 腔室封装 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 外部磁场设计与制作 |
| 4.1 磁场选择 |
| 4.1.1 电磁铁 |
| 4.1.2 永磁铁 |
| 4.2 外部磁场控制系统的研制 |
| 4.2.1 电路主要模块选择 |
| 4.2.2 软件程序设计 |
| 4.2.3 硬件电路设计与制作 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 微泵性能验证与测试 |
| 5.1 驱动装置搭建与运行 |
| 5.2 微泵流速测试 |
| 5.3 微泵背压测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
四、压电致动式微泵的驱动装置结构分析与设计（论文参考文献）
- [1]基于压电驱动的气体隔膜泵设计与实验研究[D]. 闻人锴琦. 长春大学, 2021
- [2]混合C2C12的GelMA纤维制备的光固化生物打印系统研制[D]. 胥国勇. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [3]基于GMA高压共轨喷油器的结构设计与特性分析[D]. 徐彬. 安徽理工大学, 2020
- [4]弯月结构压电泵的开发及其音频分析检测方法的研究[D]. 赵达. 长春工业大学, 2020
- [5]基于磁流体技术制备均一颗粒的研究[D]. 王同举. 北京工业大学, 2019
- [6]面向水电站监控中心计算机CPU冷却装置的压电泵研究[D]. 黄亮. 南昌工程学院, 2019(07)
- [7]集成于PCB上的基于PCB工艺的压电致动微流体泵的研究[D]. 唐炼凯. 重庆大学, 2019(01)
- [8]基于柔顺机构的微喷射点胶系统设计、建模与实验[D]. 赵永祥. 江西理工大学, 2019(12)
- [9]基于步进电机的微型蠕动泵特性研究[D]. 吴鸿猛. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [10]微量磁流体的动态驱动研究[D]. 李承红. 重庆理工大学, 2019(08)