4点支撑伺服平台自动调平机理研究

神光Ⅲ主机装置LRU装校设备工作时需调平。且调平过程需保证LRU的几何中心位置基本不变。为此专门设计了一种4点支撑伺服平台的自动调平系统,介绍了系统的硬件组成和调平策略。重点分析了平台的调平机理,引入“预置点”调平的概念,运用运动学解析理论计算支撑腿调整量,构建实时调平算法,可确保调平过程任意“预置点”位置不变。实际应用中,系统很好地实现了LRU装校设备的自动调平。     

一种光机洁净精密装校设备设计与研究

分析了大型激光器下装模块的光机洁净精密装校流程和功能要求,提出了适合我国大型激光器装置特点的下装模块光机洁净精密装校设备的设计方案,解决了光机洁净精密装校过程中下装模块的装校精度、洁净闭环、安全保护等关键技术问题,并进行了样机设计、生产制造、装校调试和验证考核。结果表明:该设计方案可行,满足了大型激光器的下装模块光机洁净精密装校要求。     

洁净精密装校机器人的运动学分析及轨迹规划

针对某大型激光器装置的装校过程模块化、阵列化及超洁净工作环境等特点,分析了洁净精密装校机器人的轨迹规划和智能化无人装校的实际需求,提出了“轨迹取点→单关节变化PTP口规划→初步轨迹拟合→基于时间和防料动轨迹优化”的轨迹规划思路和方法.根据该机器人结构特征,应用D-H法建立坐标系,完成了运动学正逆解分析.基于运动学位姿方程,按照机器人作业规划流程,完成了洁净精密装校机器人安装一个模块的轨迹规划和优化,并运用MATLAB 2008绘制了具体轨迹曲线.最后运用Pro/E 4.0进行了机构运动学仿真验证,验证表明洁净精密装校机器人在无人工干预及超洁净环境下可实现高洁净、高精密装校.     

基于螺旋理论的转动解耦调平机构型综合

芯片与基板之间的平行度调节机构对倒装键合设备的成品率起着决定性作用。为研制该调平机构,基于螺旋理论分析了二自由度转动解耦机构的实现条件,综合出了一类含有3支链的转动解耦的并联机构。该类机构的支链1不含驱动副,由2个转动副组成;支链2和支链3各有1个驱动副,分别驱动动平台绕支链1中的一根转动副轴线旋转。针对其中一种只含转动副和移动副的构型进行了自由度验算,选择了合适的输入运动副,并利用ADAMS完成了该机构的运动学仿真。研究结果表明,该转动解耦的调平机构可应用于倒装键合设备、精密运动平台等多种场合。     

伸缩杆式二自由度并联机构及应用

介绍一种伸缩杆式二自由度并联机构的结构特点,该并联机构的动平台可实现空间内二自由度的转动。利用螺旋理论分析该并联机构的自由度,并对其进行位置正反解分析,得出相对应的数学模型,并确定伸缩杆长的变化与空间翻转角度的关系,以及翻转角度与结构尺寸的关系。将该并联机构应用于自动化数控夹具,通过调节杆长,可实现将空间任意平面翻转至水平面,便于空间任意平面和孔的加工,扩大了机床的加工功能。     

楔铁式调平机构的设计

为满足仪器在大的垂直负载和方位扭矩下的精密调平和精度保持,设计了楔铁式调平机构.利用静摩擦平衡方位扭矩,通过增大楔铁工作面来满足大的垂直负载,应用斜面机构和螺旋机构的速比大和自锁的特点实现精密调平和精度的保持.根据该机构的使用要求,提出了设计的4项准则.以此,设计计算了在垂直负载15 t,方位扭矩10 000 N·m,调平角度不小于1°,调平精度1"条件的楔铁式调平机构.     

一种2T2R并联机构的位置逆解和工作空间分析

针对物流行业需要对大量商品快速分拣、包装的需求,提出了一种(2-RRR&RPR+R)&URS型4自由度并联机构,该机构由静平台、动平台、URS支链、以及与带有R副的连接平台相连接的两条RRR支链和RPR支链组成.首先,运用螺旋理论对机构自由度进行分析,求得该机构可实现两转两移的4自由度运动;随后,采用解析矢量法对其进行位置逆解分析,运用数值搜索法并结合位置逆解方程求得工作空间,分析了机构的工作性能;最后,通过Matlab对位置逆解方程进行仿真,并利用Adams对求解结果进行验证,验证了机构逆解模型的正确性以及机构运动的可实现性.结果表明,该机构能沿X轴方向大范围移动,在Y轴方向可实现大角度转动,可以代替物流行业的人工操作,提高工作效率.研究结果可为机构的进一步动力学分析与应用提供理论基础.     

自动调平试验台的机构结构设计分析

文中对自动调平试验台进行了机构分析,利用空间自由度分析方法,得出试验台的空间自由度,从而确定试验台的运动功能,进而确定原动件以及具有可以实现空间调平功能的结构.     

新型圆柱面3自由度并联机构的动力学逆解

针对一种新型圆柱面 3自由度并联机构应用牛顿 欧拉法进行了动力学逆解分析。该机构具有 2个移动自由度和一个转动自由度 ,首先推导出该机构的运动学逆解 ,建立了支链和动平台的力和力矩平衡方程 ,根据不同类型支链的运动学约束条件消除了部分铰链约束力和力矩 ,从而推导出驱动力矩模型 ,最后给出了该机构动力学逆解的数值仿真实例。该模型可用于改进该机构的结构组件设计和控制算法。     

2-PRS-PRRU并联机构运动学与奇异分析

[PP]S类并联机构可实现1移动自由度和2转动自由度,具有广泛的应用前景。2-PRS-PRRU并联机构属于[PP]S类并联机构。运用螺旋理论分析2-PRS-PRRU并联机构的自由度特性,确定动平台的两条连续转轴。研究2-PRS-PRRU并联机构的伴随运动,证明该机构无伴随运动。建立该机构位置正/逆解模型,推导出位置正/逆解的解析表达式,进而求得该机构的雅可比矩阵。通过对雅可比矩阵的分析,确定机构的逆解奇异、正解奇异和混合奇异。2-PRS-PRRU并联机构具有确定的连续转轴和无伴随运动的特性,使其在实际应用中具有很大潜力。     

一种精密播种机调水平机构分析

首先分析了田间育秧气吸振动盘式精密播种机的运动特点,论述了播种机调水平的必要性。其次,在构造的调水平并联机构的基础上,运用螺旋理论分析了该并联机构自由度以及动平台的运动特性,证明了该机构能够满足调水平的要求。采用矢量封闭形方法和齐次坐标变换法对并联机构进行了位置正反解分析,得出了机构输入与输出的位置关系表达式,为播种机水平调节提供了理论依据。最后,设计了先进实用的调水平机构驱动副。     

曲柄滑块机构的运动误差补偿

在实际的机械系统中,由于构件的加工、装配误差和磨损,机构系统中一定会存在误差。误差的存在会影响机械系统的稳定可靠性和运动精度,使得实际机构和理想机构之间存在运动误差。现代机械工业正向着高精度、高速度、高效率的方向发展,如何减小机械系统中的误差是一个关键问题。本文应用曲柄滑块机构为例,提出一种增加一个自由度的方法,把曲柄滑块机构改装成五杆机构,通过控制新增的自由度来减小系统误差的方法。运用开环运动补偿控制和PID闭环控制方法对五杆机构进行控制,从而提高系统的可靠性和运动精度。实验结果表明:所提出的方法能够有效的减小机构系统中的误差,提高了曲柄滑块机构的运动精度。     

A novel alignment mechanism employing orthogonal connected multi-layered flexible hinges for both leveling and centering

To eliminate the effects of motion coupling for measuring cylindrical work pieces, a novel alignment mechanism integrating functions of both leveling and centering is designed and fabricated by introducing multi-layered orthogonal connected flexible hinges as the key supporting and joining elements. Different from traditional leveling mechanisms with many separate parts fabricated together, all of the flexible hinges were integrated in one three-dimensioned machining part without assembling process, and thus synchronously simplifying the structure and reducing assembly errors. Based on the screw theory, the mathematic model of the proposed alignment mechanism is established for any resolution requirements depending on screw characteristics. A millimeter-sized device is fabricated with the alignment precision of 1.0 μm for centering within the range of ±1 mm and 1 in. for leveling within ±1°. The experiment results are in very close agreement to those obtained by simulation, which validate the feasibility of introducing multi-layered orthogonal flexible hinges in the centering and leveling mechanisms.     

混合驱动机构的创新设计及其应用

混合驱动机构是一类多自由度机构。其创新设计以型综合为研究重点 ,通过型综合得到多种独立的结构异构体 ,然后根据机构组成原理 ,对各种异构体进行变换 ,最后可以获得大量实用的、具有代表性的混合驱动机构。这些混合驱动机构具有 :精确实现运动规律、分度 ,提高工作效率以及再现成组运动规律等功能     

一种新型并联运动振动筛及其运动学研究与研制

提出了并联运动振动筛的新概念,设计了一种新型空间二自由度并联机构,固结于该机构运动平台的筛箱能产生一个独立的铅垂运动和两个转动(其中一个为独立转动,一个为衍生转动),筛面轨迹为空间复杂曲线,适合于高效物料筛分运动;建立了该机构运动学正逆解数学模型,根据振动筛分工艺要求,设计了杆件长度,并进行了相应的三维实体运动仿真;还导出了上平台各点运动轨迹方程,用MATLAB绘出了相应的轨迹曲线,为该机构工艺参数的进一步优化设计奠定了基础;最后研制了样机.     

ZY-250型工作平台的液压平行机构

ZY—250型工作平台用于完成各项地下及地面工程旅工任务，它采用了液压自动平行机构，具有升降、摆动、伸缩等功能。本文对ZY-250型工作平台液压自动平行机构的工作原理进行了分析与介绍。     

热喷涂技术的研究现状与发展趋势

热喷涂技术由于具有极大优势而被广泛的应用在工程领域中。主要讲述热喷涂技术的研究现状、发展趋势,包括主火焰喷涂技术、等离子喷涂技术、超音速火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、超音速电弧喷涂技术以及冷喷涂技术等,并介绍这些热喷涂技术的研究发展与应用。     

双驱动六点支承平台设计及调平算法

针对传统三点支承平台的欠约束和欠驱动问题,基于运动学原理提出了一种双驱动六点支承平台。该平台在自然状态下具有确定位姿,在输入状态下具有确定运动,由此解决了三点支承平台的欠约束和欠驱动问题。以加速度计作为测量传感元件,提出了一种基于重力加速度方向矢量的两输入调平算法,并利用平台法线矢量运动变换获得了平台的转动角度。该平台调平范围±5°,水平重复精度优于0.001 7°,具有运动确定以及稳定性高的特点,可用于精密仪器及机械的自动调平。最后,指出了调平的二转动自由度姿态控制的运动学本质。     

一种新型混联机床的机构设计与运动学分析

提出了以四自由度1PS+4TPS型混联机构为主进给机构,辅以双向移动工作台实现多坐标数控加工的一种新型混联机床的布局设计方案。该混联机床方案中定平台通过4个结构完全相同的TPS驱动分支以及一个PS约束分支与动平台相联,动平台可以实现一维平动和三维转动,该方案具有可实现姿态角大、工作空间大等优点。对主进给机构进行了机构设计,推导出了主进给机构一、二阶运动影响系数矩阵,建立了主进给机构封闭形式的运动学方程。文中给出了运动学分析的数值实例。     

微装配正交精确对准系统的设计

针对平板类零件微装配系统设计过程中面临的问题,提出采用正交光学对准机构来实现用人机协同的微装配系统对微小型平板类结构件的高精度装配,并分析计算高精度对准机构模块产生的误差.建立了基于显微机器视觉及正交光学对准的微装配系统平台,用本文提出的方法进行了微装配实验,结果显示本装配系统在装配的一致性与装配效率方面有较大的改善与提高.提出的光学对准方法可有效地用于平板结构的硅微MEMS器件和非硅MEMS器件等集成的复杂微小型异构机电系统的装配,设计的平台具有很好的开放性和可移植性.棱镜正交对准机构产生0.001°的角度误差时,对准理论偏差小于0.98 μm,实际实验中微装配平台系统装配精度小于5μm,满足平板类微小型结构件装配一般精度需求.