基于3-RRR结构的光学元件柔顺微动调整机构的位姿正解

针对光刻投影物镜中光学元件X/Y/θ微动调整的工程需求,研制了一种基于3-RRR结构的光学元件柔顺微动调整机构,并对其位姿正解进行了研究。建立了3-RRR柔顺并联机构的伪刚体模型,并采用矢量代数法理论推导了该机构的位姿正解,得到了它的理论雅克比矩阵。然后,在NASTRAN中建立了3-RRR柔顺并联机构的有限元模型,得到了仿真环境下该机构的位姿正解和雅克比矩阵。最后,对研制的3-RRR柔顺并联机构进行了实验研究,得到了该机构真实的位姿正解和雅克比矩阵。实验结果表明,实验雅克比矩阵的各项系数分别为0.577 7、-0.304 0、-0.283 3、0.002 1、0.524 6、-0.516 5、1.402 6、1.481 9、1.435 3,而理论雅克比矩阵相对应的各项系数分别为0.612 9、-0.3065、-0.306 5、0、0.530 8、-0.530 8、1.444 6、1.444 6、1.444 6,得到的数据表明:采用矢量代数法能够理论推导出该机构正确的位姿正解公式。提出的3-RRR柔顺微动调整机构位姿正解方法为微动调整机构的研制提供了设计依据。     

尺蠖式直线微驱动器的设计

针对普通尺蠖式直线微驱动器运动速度低和输出力小等问题,基于柔顺机构设计了一种新型尺蠖式直线微驱动器。微驱动器由箝位机构、驱动机构和输出轴组成,其运动特点是驱动机构驱动箝位机构进行往复直线运动,箝位机构带动输出轴作直线运动。箝位机构和驱动机构均采用柔性杠杆结构,保证了微驱动器所需的箝位力与驱动力,并提高了其运动速度。采用伪刚体方法建立了驱动电压与箝位力、驱动机构输入位移与输出位移之间的关系,根据功能原理建立了输入力与驱动力之间的关系并制作了样机,搭建了实验测试系统进行性能测试,测试结果表明,驱动器最大箝位力为216.43N,最大驱动力为13.5N,在驱动电压120V,频率95Hz时,达到最大速度48.91mm/s。     

基于多目标规划模型对折叠桌进行优化设计

折叠桌因其艺术性的设计以及节约空间、方便搬运的优点在现代家居生活中倍受青睐。同时,折叠桌因其可折叠的特性也承受着其稳定性与承受力大小的考验。我们采用刚体转动模型求解其稳定性指标,利用各个加工参数之间的数学关系求解其原料消耗,采用超静定次数进行定性分析描述其加工方便度,最终利用多目标规划模型分别赋予不同指标优先因子对折叠桌进行优化设计。     

悬挂设备隔振频率与刚度优化分析

基于隔振原理,首先给出了系统频率避免共振需要满足的条件;其次,以E3C动车组牵引变压器冷却单元风机组为研究对象,建立了详细的有限元模型,通过对其进行模态分析得到变压器组装的刚体振动频率和冷却单元吊梁的弹性振动频率;然后,按照变压器组装的垂向浮沉振动、风机组的自身工作振动、冷却单元吊梁的垂向弹性振动对组合模型振动的影响依次降低的原则,研究了风机组避免与三种激励发生共振所需的悬挂频率与刚度;最后,通过避开三种激励的主共振区得到最优的风机组悬挂频率和风机组安装座减振橡胶刚度。     

一种减少误差刚体转动惯量的测定方法

刚体转动惯量的测定是普通物理的重要内容，然而通常该实验提出的某些条件与限制在实验中较难实现，所得的近似程度较，由此造成的系统出也较大，其实可以去掉这些简化与限制，既能得到准确的关系式，又能消除相应的系统误差，拓宽实验适合的范围，实验操作也较为方便。     

刚体运动加速度传感器

对于火炮结构而言，加速度响应量可分为弹性振动加速度和刚体运动加速度。本文的目的是提出一种强冲击刚体运动加速度传感器，以解决火炮尤其是大口径火炮后坐部分后坐刚体运动加速度测量，消除传统测量方法测量信号中出现的结构应力波或弹性波干扰现象。利用电磁感应原理和机械原理，将微型角加速度敏感元件的角量转化为运动物体的线量。敏感元件不固定在运动物体上，完全隔离由于弹性波引起的信号干扰，确保输出量仅为刚体运动加速度信号。它也是其他物体大行程刚体运动加速度测量的理想传感器。     

圆盘(刚体)纯滚动中静摩擦力的作用

通过对圆盘从斜面上向下纯滚动的物理过程的分析和计算，揭示出静摩擦力是圆盘由平动向转动转化的必要条件。     

平面运动机构的解析分析

本文分析介绍一种求解运动学问题的数学方法。该方法不涉及运动刚体的物理性质，直观方便，尤其适用于求解点和刚体的加速度或角加速度。     

分析力学基本微分原理在刚体系统动力学中的应用

本文试图把分析力学中已经发展成熟的基本方法应用于刚体系统动力学的研究。首先给出三类空间(坐标空间,速度空间和加速度空间)中刚体虚位移的定义,在此基础上,把分析力学的三个基本微分原理(D'Alembert—Lagrange原理,Bertrand—Jourdain原理和Gauss原理推广到适用于刚体系统、对有非线性非完整约束的刚体系统,应用Bertand—Jourdain原理推广了Wittenburg方程。应用Gauss原理,推导出有二阶非线性非完整约束的刚体系统运动方程。     

平面机械系统运动学的分析方法

本文介绍一种机械系统运动学分析的通用方法。文中根据多刚体系统运动学的原理,建立了受约束机械系统的运动约束方程、速度方程及加速度方程,还详细推导了以铰接副及滑动副连接的两邻接刚体的雅可比矩阵和加速度方程右边项,以求进一步说明本方法。文后还给出了实例。