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[发明专利]一种基于优化变分模态分解的微细磨削非稳态特征识别方法-CN202310380758.1在审
发明人： 任莹晖;李伟;张学学;黄向明;廖明辉;万家伟 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-04-11 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06F18/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于优化变分模态分解的微细磨削非稳态特征识别方法，步骤如下：首先沿微结构微细磨削预路径中均匀设置声发射信号采样区间，顺序采集声发射信号后，以峰值为中心截取信号流；随后以排列熵、最大中心频率、模态数为约束条件迭代求解变分模态分解算法的最优模态数K，并分解信号流；根据非稳态特征模拟试验提取并叠加微磨具磨损、材料崩边、亚表面损伤深度、截形误差等非稳态特征相关分量；最后以重构信号能量占比与非稳态特征的相关系数判据及重构信号分量的分布概率判据选择信号识别方式，实现非稳态特征的快速识别。本发明有效地实现微细磨削非稳态特征的准确识别，为微细磨削过程控制提供精确的识别数据。
一种基于优化变分模态分解微细磨削稳态特征识别方法

[发明专利]一种工业机器人用末端柔性补偿装置-CN201910639037.1有效
发明人：李伟;孙艺;周德成;任莹晖 -专利权人：湖南大学;惠州市南方智能制造产业研究院
申请日： 2019-07-16 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： B25J19/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种机器人用末端柔性补偿装置，上锥体14和下锥体12通过定位销13过盈配合组成双圆锥连接体，并放置在上连接板6和下连接板7之间。活塞杆3穿过压板4，与上锥体14以弹簧19相连，活塞20固定在活塞杆3上，密封圈21安装在活塞20上。滑动杆18和上垫片11连接，并安装在上连接板6上，下垫片10安装在下框架8中，钢珠15安装在上垫片11和下垫片10之间。该柔性补偿装置通过安装板1与机器人末端相连，通过底板9与具体执行元件连接。本发明设计合理、结构简单、体积小、制造方便，且对中性高、误差柔性补偿范围大，可作为机器人末端的辅助装置用于高精度装配工作，也可用于机器人的抓取，上下料，堆垛等。
一种工业机器人末端柔性补偿装置

[发明专利]一种硬脆材料微小零件电化学放电辅助微细磨削装置-CN202210255917.0有效
发明人：陈子阳;毛聪;唐伟东;罗源嫱;任莹晖;李伟;张明军;唐昆;石峰;宋辞 -专利权人：长沙理工大学
申请日： 2022-03-16 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： B24B1/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种硬脆材料微小零件电化学放电辅助微细磨削装置，其特征在于包含微磨具、磨削液、工件、辅助电极、加工槽、脉冲直流电源；加工槽内充满磨削液，微磨具、工件和辅助电极浸泡在磨削液中；微磨具是由导电的磨具基体、电镀层和绝缘的超硬磨料组成，微磨具连接脉冲直流电源的负极；磨削液是由H2O2、Na2CO3、EDTA‑Fe‑Na和去离子水组成；工件为硬脆材料，需要在其表面加工出大量微小结构，工件放置于微磨具附近；辅助电极由大块惰性导电材料构成，连接脉冲直流电源的正极。本发明能够实现硬脆材料的微小零件的高精高效低损伤加工，且微磨具形状保持性好、寿命长、能够自锐。
一种材料微小零件电化学放电辅助微细磨削装置

[发明专利]一种磁场辅助剪切增稠的刀具抛光装置及其抛光方法-CN202211389895.3在审
发明人：黄向明;李希扬;周东栋;任莹晖 -专利权人：湖南大学
申请日： 2022-11-08 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： B24B1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种磁场辅助剪切增稠的刀具抛光装置，包括装有磁性增稠流体的抛光槽，抛光槽连接有励磁机构，抛光槽内设有抛光筒，励磁机构套设于抛光筒的外侧，抛光槽与抛光筒连通并用于磁性增稠流体的流入和流出，抛光筒内设有浸泡于磁性增稠流体中的刀具并通过刀具的高速旋转以使磁性增稠流体在励磁机构的磁场作用下沿抛光筒和刀具之间的间隙循环流经刀具的表面。本发明还公开了其抛光方法。本发明通过刀具在抛光筒内的高速旋转，磁性增稠流体在刀具和抛光筒之间的间隙处产生一定的剪切速率，使磁性增稠流体能循环流，并在磁场作用下粘度增大，以高剪切力滑擦刀具的表面，进而达到刀具在磁性增稠流体中高速旋转进行柔性抛光及刃口钝化的效果。
一种磁场辅助剪切刀具抛光装置及其方法

[发明专利]一种用于应急工程装备属具自动快换的柔性对接机构-CN202211176189.0在审
发明人：李伟;张伟源;姜潮;黄向明;任莹晖 -专利权人：湖南大学
申请日： 2022-09-26 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： E02F3/36 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于应急工程装备属具自动快换的柔性对接机构；圆柱弹簧分别与安装主体和安装板连接；碟簧安装筒通过安装筒孔固定在安装主体；碟簧安装筒内设有内活塞和碟形弹簧片组，底塞设置在碟簧安装筒内腔尾部段限制碟形弹簧片组的位移；内活塞为圆柱凸台结构，其凸台外表面与圆头活塞杆圆球头部相配合形成运动高副，可配合圆柱弹簧实现空间内6个自由度的全自由度全方位运动而不受限制；碟簧安装筒头部与帽盖相连接，圆头活塞杆头部为突出圆球形状，穿过帽盖，圆球突出部分与帽盖头部圆孔进行限位，尾部段与安装板上的安装孔相连接；安装板上还设有泄露油口及快插母接头，快插母接头通过自身阶梯轴状和弹性卡簧与安装板相连。
一种用于应急工程装备自动柔性对接机构

[发明专利]一种延性域加工尺度可控的超精密磨削方法-CN202210224188.2在审
发明人：李伟;胡小龙;任莹晖;姜潮;段辉高;黄向明 -专利权人：湖南大学
申请日： 2022-03-07 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： B24B7/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种延性域加工尺度可控的超精密磨削方法，所述延性域加工尺度可控是通过等离子体改性碳化硅、氟化钙等工件，在其表面生成改性层，改性层硬度、脆性大幅降低，并通过磁控均化作用使等离子流均匀作用于改性区域，使改性面积、厚度可控，随后采用多孔质金刚石砂轮超精密磨削工件表面，磨削深度不大于改性层厚度加上材料本身延性域去除深度之和，同时多孔质磨粒的多刃微切削可显著减小磨削加工损伤。本发明通过多孔质金刚石砂轮高效协同磁控均化等离子体改性，不仅能够实现碳化硅、氟化钙工件延性域加工尺度可控的低损伤加工，而且改性与磨削可同步进行，加工效率高，满足工业化生产要求。
一种延性加工尺度可控精密磨削方法

[发明专利]航空发动机用复杂曲面形叶尖的磨削加工装置-CN202011259281.4有效
发明人：李伟;杨晓军;吴建;张甲甲;任莹晖;焦轶;郭坤;李文;廖旺;孙要兵 -专利权人：中国航发南方工业有限公司
申请日： 2020-11-12 - 公布日： 2022-05-03 - 主分类号： B24B19/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种航空发动机用复杂曲面型叶尖的磨削加工装置，包括机床台架，机床台架上设有固定于机床台架上的用于装夹固定待加工机匣工件的工件安装台以及可移动地连接于机床台架上的移动工作台，工件安装台与移动工作台相对的布设，移动工作台上设有磨削加工组件，通过控制移动工作台在机床台架上的移动以使磨削加工组件伸入至待加工机匣工件内并对待加工机匣工件的叶片叶尖进行磨削加工；机床台架的侧向上设有用于在线预检磨削加工组件和对磨削加工组件进行在线修形加工并测量的在线校检修形装置。能够将在线检测、在线修形、在线监测等功能集成到数控外圆磨床上，加工方法简单、加工表面质量好，而且加工效率高、成本低。
航空发动机复杂曲面叶尖磨削加工装置

[发明专利]一种硅基材料微小零件电化学放电赋能微细磨削方法-CN202210255855.3在审
发明人：毛聪;陈子阳;唐伟东;罗源嫱;任莹晖;李伟;文卓;张明军;唐昆;石峰 -专利权人：长沙理工大学
申请日： 2022-03-16 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： B23H5/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种硅基材料微小零件电化学放电赋能微细磨削方法，具体加工方法为：微磨具和辅助电极分别连接脉冲直流电源的负极和正极，电流经过回路时，微磨具在磨削液中发生电化学析氢反应产生氢气泡，多个氢气泡融合形成绝缘气膜并将微磨具与磨削液隔开；当电压大于临界放电电压时，气膜被击穿形成电化学放电并产生放电火花；放电区域内的工件表层材料在放电火花的作用下，一方面被直接烧蚀产生热影响层即物理改性，同时放电温升促使工件材料与磨削液发生化学反应生成硅酸盐即化学改性，改性层力学性能显著降低，能够快速高效地被微磨具磨除。本发明能够实现硬脆难导电硅基材料微小零件的高精高效低损伤加工，微磨具形状保持性好。
一种基材微小零件电化学放电微细磨削方法

[发明专利]航空发动机用复杂曲面型叶尖的磨削加工方法-CN202011259256.6有效
发明人：李伟;杨晓军;吴建;张甲甲;阎振华;任莹晖;郭坤;李文;廖旺;孙要兵 -专利权人：中国航发南方工业有限公司
申请日： 2020-11-12 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： B24B1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种航空发动机用复杂曲面型叶尖的磨削加工方法，包括以下步骤：a、确定叶尖特征点及其位置；b、在线预检仿形砂轮的尺寸误差；c、修形加工仿形砂轮，并确定加工仿形砂轮的位置；d、在线检测仿形砂轮的尺寸精度；e、磨削加工叶尖。可确保仿形砂轮的尺寸精度及其与叶尖的精准对位，实现复杂曲面型叶片叶尖的高几何精度、高表面质量及高效率加工，且加工方法简单，成本低廉，完全满足工业化生产要求。
航空发动机复杂曲面叶尖磨削加工方法

[发明专利]气固两相循环冷却医用磨钻装置-CN202111186543.3在审
发明人：罗源嫱;李承绍;毛聪;舒阳;任莹晖 -专利权人：长沙理工大学
申请日： 2021-10-12 - 公布日： 2022-01-25 - 主分类号： A61B17/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种气固两相循环冷却医用磨钻装置，该磨钻装置包括磨钻组件，用于实现磨钻头的稳定高速旋转；气固搅拌器，搅拌输入气体和纳米颗粒混合均匀；压力控制器，调节并控制输送压力，实现气固介质的稳定混合输送；气固冷却管，用于气固介质的稳定输送；负压吸收管，用于固体颗粒吸收后的传输；负压吸收器，提供吸收压力并吸收骨屑及冷却用纳米颗粒，实现内窥镜中清晰的手术环境。该磨钻装置应用生物相容性气体和高导热率纳米颗粒协同冷却方式，抑制由于骨屑蛋白质的团聚性和黏附性导致磨钻头堵塞现象；采用正负压在磨钻区形成循环冷却，提升冷却效能；采用负压吸收磨钻操作区的骨屑及固体冷却介质等颗粒，实现手术环境的清晰可见。
两相循环冷却医用装置

[发明专利]正前角微刃螺旋织构的医用微型磨钻器械-CN202111187846.7在审
发明人：罗源嫱;李承绍;毛聪;舒阳;任莹晖 -专利权人：长沙理工大学
申请日： 2021-10-12 - 公布日： 2022-01-25 - 主分类号： A61B17/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种正前角微刃螺旋织构的医用磨钻器械，该器械包含不锈钢刀杆和焊接在刀杆上的PCD聚晶金刚石磨钻头；金刚石磨钻头表面特征包含正前角微刃、微刃螺旋有序排布形成的螺旋排屑槽、磨钻头底部的六条微型切削刃及弧形排屑槽。相比于传统负前角磨削，正前角微刃参与磨削，正压力显著降低，有效解决了黏附性骨屑在磨钻头表面镶嵌不易脱落问题；磨钻头底部的六条微型切削刃在孔加工时降低了切削力并提高加工效率；螺旋排屑槽及弧形排屑槽协同作用形成了有效的排屑路径，显著提高了磨钻的排屑效率；其排屑系统有助于冷却介质在排屑槽中的循环流动，强化冷却换热效能，有效提高了磨钻的散热、排屑能力，从而降低了磨削温度。
正前角微刃螺旋医用微型器械

[发明专利]一种光催化高能场辅助化学机械复合微细磨削方法-CN201911132515.6有效
发明人： 任莹晖;李伟;李可欣;刘晓曼;周志雄 -专利权人：湖南大学
申请日： 2019-11-19 - 公布日： 2021-07-09 - 主分类号： B24B37/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种光催化高能场辅助化学机械复合微细磨削方法，其加工方法为：在硅基材料零件表面供给碱性化学改性液，先采用紫外激光按预设路径扫描，扫描区材料被光催化高级氧化改性成氧化层；再切换为红外激光沿原路径再次扫描，高能场辅助下氧化层继续化学改性为硅酸盐层；关闭激光器启动微磨具，沿激光扫描路径微细磨削去除硅酸盐层；再循环上述紫外‑红外‑化学‑机械复合微细磨削过程，直至达到加工尺寸要求；最后切换供给弱酸性清洁剂冲洗、中和并回收残液完成加工。本发明通过分步组合的复合微细磨削工艺链，增强了化学改性液效能，实现了化学改性区域和生成物的可控性，降低了硅基材料微细磨削去除难度，绿色高效地提高了加工质量。
一种光催化高能辅助化学机械复合微细磨削方法

[发明专利]一种基于电磁流变效应的球形微磨具在线柔性修整装置-CN202110295614.7在审
发明人：姜潮;陈启迪;李伟;任莹晖 -专利权人：湖南大学
申请日： 2021-03-19 - 公布日： 2021-06-08 - 主分类号： B24B31/112 文献下载
摘要：本发明提供了基于电磁流变效应的球形微磨具在线柔性修整装置，所述装置由水平磁场辅助装置、垂直电场发生装置、垂直磁场发生装置等组成，在所产生的水平磁场与垂直电磁场的叠加作用下，可实现对纳米流体电磁流变磨削液中的纳米流体磁性复合颗粒的分布和运动状态进行控制，在电/磁场辅助发生装置以及微小曲面零件表面压力的共同作用下，能够对材料进行微量去除，从而对球形微磨具进行在线柔性修整。本发明通过对球形微磨具的在线修整/修锐，不仅能够解决在微小曲面零件加工前，由于球形微磨具与微小曲面零件接触面积小而导致的微磨具损耗严重和加工表面质量差的问题，而且能够避免微磨具由于钝化需要离线修整而导致的重复安装误差。
一种基于电磁流变效应球形磨具在线柔性修整装置

[发明专利]一种纳米流体磁性磨削液及磁场辅助微量润滑系统-CN202010148381.3有效
发明人：李伟;艾哈迈德·穆罕默德·穆罕默德·易卜拉欣;姜潮;周志雄;任莹晖;黄向明 -专利权人：湖南大学
申请日： 2020-03-05 - 公布日： 2021-04-27 - 主分类号： C10M173/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种纳米流体磁性磨削液及磁场辅助微量润滑系统，所述纳米流体磁性磨削液中具有磁性的四氧化三铁纳米颗粒会吸附在石墨烯表面形成磁性润滑混合颗粒，所述纳米流体磁性磨削液在微量润滑装置作用下形成喷雾，在磁场辅助装置作用下喷雾中的磁性润滑混合颗粒均匀铺展在工件的加工区域，进行润滑冷却，该磁性润滑混合颗粒通过回收容器收集，可重新利用。本发明采用石墨烯作为润滑剂，并结合磁效应与微量润滑技术，进行润滑冷却，不仅能够实现润滑剂的高效利用，大幅提升润滑冷却效果，而且节能环保，满足工业化生产要求。
一种纳米流体磁性磨削磁场辅助微量润滑系统

[发明专利]一种精密柔性气动补偿器件-CN202010522782.0在审
发明人：李伟;任祎博;肖航;任莹晖 -专利权人：湖南大学
申请日： 2020-06-10 - 公布日： 2020-12-18 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种精密柔性气动补偿器件，该器件通过安装板1与工业机器人末端相连，通过底板9与具体执行件相连，活塞18及活塞杆3安装在上盖2中，活塞杆3穿过中框5与下方的调整板4相连，压缩弹簧13安装在活塞杆3上，连接杆17安装在调整板4上周向分布的孔中，上垫片10安装于连接杆17上，钢球15被限制在上垫片10和下垫片11凹腔内，下框架8通过外连接环7搭扣在内连接环16上，上框架6和下框架8之间还通过上球体14和下球体12组成的连接件连接。本发明设计合理、结构简单、体积小、制造方便，可柔性补偿由于工件尺寸误差、位置误差或机器人重复定位精度差而造成的工业机器人执行件与工件之间的偏移误差，也可用于辅助高精度装配作业。
一种精密柔性气动补偿器件

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