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[发明专利]一种非接触式双向直线位移作动装置及其作动方法-CN202111605652.4有效
发明人：顾浩宇;徐明龙;翟崇朴;邵恕宝;刘开园;宋思扬;邵妍 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-12-25 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H02N2/02 文献下载
摘要：一种非接触式双向高步进精度直线位移作动器装置及其作动方法，该作动装置包括固定在底座上的多对弹簧片和与之固结的永磁铁，永磁铁与底座凸台间安装有驱动器，能够双向直线运动的导电直板安装在底座支架上，并在其下方装有锁紧装置，上述结构共同构成实现导电直板的双向直线位移作动的结构；本发明还提供了作动方法，按照一定的规律驱动压电陶瓷，能够实现导电直板的双向直线位移作动，并且具有锁止能力；本发明采用非接触式作动方式，该作动器具有无摩擦，使用寿命长，精度高，控制波形简单，可满足多种使用场景的特点。
一种接触双向直线位移装置及其方法

[发明专利]含力与位移双传感的直线式压电作动器及其作动方法-CN202111605666.6有效
发明人：李成;邵妍;徐明龙;翟崇朴;冯勃;刘开园 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-12-25 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H02N2/04 文献下载
摘要：本发明公开了含力与位移双传感的直线式压电作动器及其作动方法，该作动器自上而下由质心位于同一直线的力传感部件，位移传感部件，作动部件组成，力传感部件由限位层、力传感柔性帽、力霍尔元件、永磁体及磁铁支撑架构成，位移传感部件由位移霍尔元件，与力传感部件共用的永磁体与磁铁支撑架构成，作动部件由圆柱外壳、调节螺钉、弹性钳位单元、椭圆环、压电堆、作动块构成；力传感部件螺纹固接于圆柱外壳，位移霍尔元件粘接于作动部件上方；本发明结构紧凑，断电锁止，钳位力可调节，采用比例式线性霍尔传感器感知输出力与位移，基于惯性式作动原理，利用非对称锯齿波驱动电压，可在三种负载工况下产生直线位移输出。
位移传感直线压电作动器及其方法

[发明专利]一种基于压致增稠效应可双向作动的大位移贯入式驱动器-CN202111605649.2有效
发明人：翟崇朴;黄少琪;徐明龙;宋思扬;刘开园;魏德亨;韩文文 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-12-25 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H02N2/02 文献下载
摘要：一种基于压致增稠效应可双向作动的大位移贯入式驱动器，贯入式驱动器包括贯入端，驱动器外壳，位移放大机构、进给装置，传动装置。本发明贯入式驱动器在完全浸没入介质后，依靠压致增稠效应、摩擦作用、放大机构位移放大作用完成贯入式驱动器的双方向运动。本发明的驱动器工作环境为非牛顿流体或类非牛顿流体，具有贯入深度大、效率高，结构简单，质量轻巧，便于携带的特点，特别适合于地理环境勘察、海底探测、深空星体着陆探查等极端环境下的使用。
一种基于压致增稠效应双向位移贯入式驱动器

[发明专利]具有抗冲击过载功能的直线作动装置及作动方法-CN202110599553.3有效
发明人：韩文文;徐明龙;邵恕宝;宋思扬;刘开园 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-05-31 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H02N2/04 文献下载
摘要：具有抗冲击过载功能的直线作动装置及作动方法，该装置包括外壳，嵌套在外壳直线轴承安装槽内的直线轴承套筒，嵌套在直线轴承套筒内的光轴，安装在碟簧安装槽内的碟簧，穿过碟簧内孔和作动导向孔与光轴连接的碟簧预紧杆，依次布置在碟簧预紧杆下部的推力球轴承、钢珠安装槽和钢珠，上端与钢珠接触且布置在外壳内腔的三个依次串联且具有抗冲击过载功能和自传感功能的驱动元件，布置在三个驱动元件下端且安装在外壳下端的底座，安装在底座内的预紧顶丝；对驱动元件施加电压可实现作动装置直线作动，同时，驱动元件的传感单元产生传感信号用以闭环控制，本发明作动装置驱动传感一体化设计，具有抗冲击过载功能，可实现高精度直线作动。
具有冲击过载功能直线装置方法

[发明专利]含自传感功能的电磁式二维偏转调节装置及方法-CN202110599561.8有效
发明人：韩文文;徐明龙;冯勃;田征;刘开园 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-05-31 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： B64G1/22 文献下载
摘要：含自传感功能的电磁式二维偏转调节装置及方法，该装置包括外壳，分别安装在外壳底部正交布置的四个音圈电机，布置在四个音圈电机上端的镜托，外圈安装在外壳上端且内圈安装在镜托内侧底部的柔性导向簧片，穿过外壳底部导向孔和柔性导向簧片内孔安装在镜托底部的偏转导向杆；对该调节装置Y轴或X轴上布置的一对音圈电机施加差分电流，产生一对差分力对镜托进行“推拉”作动，实现调节装置绕X轴或Y轴的偏转调节，与此同时柔性导向簧片的“十”字形梁Y轴或X轴上对应的应变计组惠斯通全桥输出应变反馈信号；本发明调节装置作动传感一体化设计，结构紧凑，具有重量轻、散热快的特点，可实现负载高精度二维偏转作动。
传感功能电磁式二维偏转调节装置方法

[发明专利]基于压电材料保持特性的大钳位力作动器及其作动方法-CN202111668494.7有效
发明人：顾浩宇;徐明龙;刘开园;田征;邵妍 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-12-30 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： H02N2/02 文献下载
摘要：基于压电材料保持特性的大钳位力作动器及其作动方法，该作动器通过两对钳位压电堆和一个作动压电堆间的相互配合，并结合其他辅助部件，可实现作动器的在钳位状态和位移输出状态间的转换；本发明还提供了作动方法，按照一定的控制方式对各压电堆施加相应的电压，可使作动器通过位移输出杆产生双向大行程的高精度直线位移输出，并且该作动器利用了压电陶瓷材料的形状记忆保持特性，使其在工作和断电状态下均具有较大的钳位力，断电锁止能力和负载能力获得很大提升，同时也在一定程度上降低了作动器在断电保持阶段输出位移的漂移现象，提高了作动器的位移保持能力；且仅通过调整作动电压就可以解决作动器因界面磨损导致的断电锁止能力下降的问题。
基于压电材料保持特性大钳力作及其方法

[发明专利]内嵌应变传感的正应力电磁式二维偏转调节装置及方法-CN202110600794.5有效
发明人：韩文文;徐明龙;田征;张丰;刘开园 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-05-31 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： B64G1/22 文献下载
摘要：内嵌应变传感的正应力电磁式二维偏转调节装置及方法，该装置包括底座，正交布置在底座上的四个驱动模块，嵌套在四个驱动模块内的“十”字形镜托，布置在底座中心和“十”字形镜托中心之间的柔性铰链，布置在“十”字形镜托下方且呈现“卍”字形安装在底座上的四个传感单元；调节装置初始状态时，镜托处于平衡状态，当对Y轴或X轴上的一对驱动模块上的励磁线圈施加电流时，该对驱动模块对“十”字形镜托产生一对差分力，使得“十”字形镜托发生绕X轴或Y轴的偏转，与此同时，布置在Y轴或X轴上的一对传感单元产生应变传感信号用以闭环反馈控制；本发明调节装置驱动传感一体化设计，结构紧凑，具有偏转范围大、工作带宽高的特点，可实现负载高精度二维偏转作动。
应变传感应力电磁式二维偏转调节装置方法

[发明专利]一种通过力学手段调控挠曲电效应的装置及方法-CN202110626817.X有效
发明人：嵇辉;徐明龙;张舒文;刘开园;武彤晖;申胜平 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-06-04 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： G01B7/16 文献下载
摘要：一种通过力学手段调控挠曲电效应的装置及方法，该装置包括挠曲电材料制成的薄膜固定在底座的固定端和移动端，移动端和底座之间调控薄膜长度的长螺杆，底座上约束移动端滑动的导轨，位于薄膜上表面的加载点和下表面的支撑点，位于薄膜上下表面的电极，与电极相连接的信号采集器，对薄膜施加载荷的加载机；薄膜在载荷作用下产生弯曲变形，沿厚度方向产生应变梯度而诱导产生挠曲电效应；通过长螺杆调整移动端在底座导轨上滑动的距离调控挠曲电薄膜的拉伸率，并通过实验得到不同拉伸率下材料的挠曲电系数，可知拉伸率和挠曲电系数呈正相关关系，证明预拉伸可有效提升材料的挠曲电效应，从而具备对挠曲电效应的调控性。
一种通过力学手段调控挠曲效应装置方法

[发明专利]一种利用弹性模量梯度和复合驻极弹性体的摆动式作动器-CN202110626813.1有效
发明人：张舒文;徐明龙;刘开园;嵇辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-06-04 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： H02N2/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用弹性模量梯度和复合驻极弹性体的摆动式作动器，包含可拉伸底电极，与可拉伸底电极上端接触的低模量弹性体基底，与低模量弹性体基底通过化学键连接的高模量弹性体基底，位于高模量弹性体基底内的纳米驻极体颗粒，位于低模量弹性体基底上端的可拉伸顶电极，低模量弹性体基底、纳米驻极体颗粒、高模量弹性体基底和可拉伸底电极及可拉伸顶电极共同构成了具有低电压条件下超大变形能力的摆动式作动单元，与作动单元侧截面相连接的作动端进行摆动。控制器输出控制信号，由电压功放对控制信号进行放大后输出至作动单元的可拉伸底电极和可拉伸顶电极，利用电极间电势差导致的电致伸缩力进行摆动式作动。
一种利用弹性模量梯度复合弹性体摆动式作动器

[发明专利]基于充放电原理的断电位移可保持压电作动器及驱动方法-CN202210841837.3在审
发明人：邵恕宝;徐明龙;刘开园 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-07-18 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： H02N2/00 文献下载
摘要：基于充放电原理的断电位移可保持压电作动器及驱动方法，该压电作动器包括上套筒、下套筒、波纹预紧环、压电堆、垫片和预紧顶丝；上套筒和下套筒通过法兰盘用螺钉连为一体，波纹预紧环设置在上、下套筒连接形成的空腔内并通过螺钉固定在下套筒上底端，波纹预紧环和下套筒的底部中心分别设置有螺纹孔和通孔，波纹预紧环顶端伸出有输出杆，输出杆从上套筒中心通孔穿出；压电堆底端粘接有垫片，并设置在波纹预紧环中；顶丝旋入波纹预紧环底部中心的螺纹孔，旋紧或旋松顶丝可对压电堆进行不同程度地预紧。本发明还提供压电作动器输出位移可断电保持的驱动方法；本发明能够在驱动电压为零时，压电作动器仍能保持输出位移。
基于放电原理断电位移保持压电作动器驱动方法

[发明专利]一种基于可拉伸驻极体的高精度大量程非接触式位移传感器-CN202111590732.7有效
发明人：嵇辉;徐明龙;张舒文;刘开园 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-12-23 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G01B7/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于可拉伸驻极体的高精度大量程非接触式位移传感器，包括包括下电极，与下电极接触的介电弹性体基底，位于于介电弹性体基底内部的介电弹性体高分子交联网络和纳米驻极体颗粒，固定在下电极上的支撑杆和滑动导轨，以及固定在滑动导轨内可双向滑动的上电极；还包括与非接触式的位移传感单元一端相连接的待测件，分别与上下电极相连接的信号采集器。待测件输出位移，带动上电极沿滑动导轨滑动，间隔式分布的上电极在移动过程中与间隔式分布的带电驻极体重合面积交替性周期变化，从而导致产生上电极上的感应电荷发生改变，根据信号采集器中的电荷变化，可测得待测物的位移和方向。
一种基于拉伸驻极体高精度量程接触位移传感器

[发明专利]基于压电充放电原理的结构形状调节机构与断电保形方法-CN202210841847.7在审
发明人：徐明龙;邵恕宝;刘开园 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-07-18 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： H02N2/00 文献下载
摘要：一种基于压电充放电原理的结构形状调节机构与断电保形方法，该结构形状调节机构包括被调节结构，支座和n个相同的压电作动器；n个压电作动器的法兰盘固定安装在支座的n个作动器安装孔上，n个压电作动器各自的输出杆与被调结构的底部固连；压电作动器的上套筒和下套筒通过法兰盘连为一体，波纹预紧环设置在上、下套筒连接形成的空腔内并固定在下套筒上底端，波纹预紧环顶端伸出的输出杆从上套筒中心通孔穿出；压电堆底端粘接有垫片并设置在波纹预紧环中，旋紧或旋松波纹预紧环底部中心的预紧顶丝可对压电堆进行不同程度地预紧。本发明还提供结构形状调节后可断电保形的驱动方法；本发明能实现在驱动电源电压为零时被调结构的目标形状仍能保持。
基于压电放电原理结构形状调节机构断电方法

[发明专利]一种基于挠曲电效应的位移自传感压电作动器-CN202210417462.8在审
发明人：顾浩宇;翟崇朴;徐明龙;张舒文;刘开园 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-04-20 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： H02N2/04 文献下载
摘要：一种基于挠曲电效应的位移自传感压电作动器，通过在传统的压电陶瓷作动器的菱形环中安装一个由特殊材料制成的具有强挠曲电效应的梯形截面弹簧状传感元件，在低幅的振动环境下，该元件的两端会产生电荷积累，其电荷量取决于弹簧状传感元件的应变梯度，因此，通过测量产生的电荷量，即可得到弹簧状传感元件的变形量，也就表征出作动器的输出位移量；该装置将作动器的输出和传感功能一体化，避免了作动器在实际使用中需要额外增加配套位移传感装置的问题，扩大了作动器的使用范围；该装置的结构紧凑，体积小，并且采用挠曲电效应为原理的位移传感装置，具有作动精度和位移传感精度高的特点。
一种基于挠曲效应位移传感压电作动器

[发明专利]一种纵向尺寸变化的等应变梯度悬臂梁-CN202111591254.1在审
发明人： 刘开园;徐明龙;张舒文;嵇辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-12-23 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种纵向尺寸变化的等应变梯度悬臂梁，该等应变梯度悬臂梁包括长、宽、高三个尺寸；长度方向为x方向，宽度方向为y方向，高度方向为z方向；高为等应变梯度悬臂梁的纵向尺寸，为x方向坐标的函数；梁的自由端在沿z方向的载荷作用下，会产生沿x方向的正应变，正应变沿z方向变化，产生应变梯度；通过改变等应变梯度悬臂梁的高在x方向的值，使梁沿x方向在不同位置处的应变梯度相同。本发明为悬臂梁加载方法下等应变梯度设计提供了有效的解决方法。
一种纵向尺寸变化应变梯度悬臂梁

[发明专利]一种基于高速气流改造颗粒形状和表面形貌的装置-CN202111605659.6在审
发明人：黄少琪;翟崇朴;徐明龙;邵妍;宋思扬;魏德亨;刘开园 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-12-25 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： G01N1/28 文献下载
摘要：一种基于高速气流改造颗粒形状和表面形貌的装置，该装置包括密封盖板、金属网、腔壁、底座、进气通道、柱形阵列以及颗粒材料。本发明的改造颗粒装置启动后依赖于高速空气气流提供能量带动与周围腔体壁、柱形阵列和其它颗粒间的相互摩擦达到改造目的。本发明具有装置整体结构简单、拆卸方便，工作环境稳定，可改造多种类的颗粒物质等优点。
一种基于高速气流改造颗粒形状表面形貌装置

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