直线运动平台几何误差建模与数字化分析

二维直线运动的坐标精密度会受到它所环绕的x、y、z方向的角位移以及其线位移差的干扰。因此若要研究其中的误差,就要使用一种三维模拟的研究方法。建立一个二维直线运动平台误差运动学模型,然后对该平台的所有误差数据进行分析和研究。根据数据得出求各个平面的误差公式。之后,就可以算出模拟机内的每个时间段的几何误差,并且使得之后的运动数据更加精密、准确。     

具有耦合补偿功能的大行程二维柔性平台

设计了一种基于双级复合平行板簧结构的大行程二维并联微位移平台,以解决二维柔性平台尺寸大、行程小,运动耦合误差大,运动性能受加工误差影响等问题。设计的微位移平台在每个运动方向均采用两个音圈电机同时驱动,通过调节两音圈电机信号比例来补偿加工误差造成的运动耦合误差,完成X和Y方向的运动解耦,从而降低系统对加工精度的依赖程度。根据卡氏第二定理建立了平台力学模型,优化了平台尺寸参数,并利用有限元仿真对设计的平台性能进行验证。最后,搭建了微位移定位系统实验平台。实验结果表明:设计的柔性平台行程与平台尺寸占比大,定位精度高,运动解耦性能得到大幅改善,实现了±2.25mm×±2.27mm工作行程,工作行程与平台尺寸占比约为1.73%,运动耦合误差小于0.27%。     

图像测量显微镜数控二维载物台的设计

针对数字显微镜大幅面图像拼接中图像扫描的问题,设计了用于显微镜图像拼接的数控二维载物台机械结构与控制系统。通过采用二维堆叠式共面结构减少了阿贝误差,提高了系统集成度,同时结合有限元分析方法,对机械结构进行了分析;基于单片机设计了基于高精度光栅尺反馈与PID精密运动控制结合的二维数控平台的闭环位移控制系统,实现了二维移动平台X/Y方向的运动控制;采用双频激光干涉仪对所设计的数控二维载物台进行了标定,建立了运动控制误差补偿模型,提高了系统运动精度。研究结果表明:该结构在10 kg负载下形变为0.229 5μm;经补偿后,在100 mm×100 mm的行程范围内重复定位精度小于±5μm。     

模块化多维直线运动机电平台

在光机产品中,调焦是最基本的功能之一,而调焦运动往往通过直线位移运动去实现。当光学系统涉及到多方向调焦时,就需要多维直线运动平台作为实现机构。论文提出一种模块化多维直线运动机电平台,通过电机、丝杠、直线导轨和滑块等电气组件和机械元件组成一维直线运动平台,并将一维运动平台模块化,通过滑块和底座一体化形成二维,进而形成三维移动机电平台,去实现多维度的直线位移运动,从而实现多维度的光机系统的调焦。     

精密机床直线运动误差在线检测中的数学模型与参数选择

一、引言机床直线运动误差对机加工性能的影响很大。因而寻求一种实时测量机床直线运动误差的方法,以便进行补偿加工,提高工件质量是非常必要和重要的。在此方面,近年来国内外已开展了一些工作,主要是采用三点法的测量原理及误差分离技术,但在数学模型的建立方面尚存在不足,参数选择亦未见有发表。本文仅就这两方面作一探讨。二、测量原理与数学模型当运动部件沿直线导轨运动时直线误差可分为互相垂直且又和运动方向垂直的二个分量,一般其中只有一个分量为误差敏感量。现以分析水平面内垂直于运动方向x轴的y方向误差为例,由于我们总是借助于工件或直尺进行测量,因此用三点法测量时A、B、C三个传感     

Mecanum三轮全向移动平台的设计

为了实现在有限空间内对机器人的位置进行精确控制的目的,设计了Mecanum三轮全向移动平台。通过分析滚子的几何模型,建立了滚子轮廓面参数方程和轴截型曲线方程。根据滚子的参数模型得到了全向移动平台速度和Mecanum轮角速度之间的关系方程,完成了全向移动平台控制系统的设计。在此基础上制作了Mecmmm三轮全向移动平台,并进行了运动性能试验。Mecanum三轮全向移动平台可以实现3个互成120°的直线移动和绕自身中心旋转的正、反方向运动,在轮式移动机构中其全向移动能力具有明硅优势。研究结果表明：该移动平台运动方式灵活,能够在狭窄空间中实现精确定位、原地调整姿态和在二维平面上自由运动。     

直线电机驱动二维精密定位平台的设计研究

对直线电机驱动的两维大范围、高速、精密二维定位平台进行了总体设计,然后对导轨、直线电机和测量反馈系统进行了选型与计算,最后分析了二维定位平台的定位精度.样机测试结果表明,该平台在XY两个方向的定位精度基本满足设计要求,为系统标定与误差补偿提供了参考.     

并联轴直线运动直线度的检测与误差补偿

通过采用Renishaw激光干涉仪检测混联机床并联轴直线运动的直线度误差,对直线度的干涉测量原理和方法进行深入探讨,提出一种并联轴直线运动直线度的干涉测量方法和误差补偿模型的建模方法。分析干涉仪直线度评定方法和算法,做出并联轴直线运动直线度双向平均偏差特性曲线,建立直线度误差数学模型。利用最小二乘法拟合得到直线度均值误差补偿模型。对并联轴直线运动直线度进行补偿,达到了提高混联机床几何精度的目的。     

二维解耦柔性精密定位平台设计

设计了一款基于压电陶瓷和柔性铰链的二维解耦精密定位平台,平台采用对称布置的双平行四杆复合机构实现解耦。基于Awtar模型,对平台载荷-位移关系进行分析,推导出平台在X、Y方向上的位移及耦合位移表达式。ANSYS有限元仿真表明,最大耦合发生在平台最大为一处。在平台位移最大时,理论计算的耦合误差达到最大,为0.39%。这与有限元仿真分析得到的0.33%的结果接近。最后,利用显微视觉测量方法对平台X和Y方向的耦合误差进行了实验测试,实验结果表明,耦合误差随着平台运动位移的增大而增大,最大值为1.8%,与理论仿真趋势吻合。     

并联运动模拟台几何误差的正交特性

分析了一台冗余电机驱动的新型六维正交并联运动模拟台,根据其位置反解的数学模型,导出了末端平台的位姿误差与机构各运动部件几何参数误差之间的函数关系,并基于模拟台的位置正解验证了误差模型的正确性.最后,以误差模型为基础,分析了运动模拟台六条支链几何误差的正交特性,为运动学标定和误差补偿提供了理论依据.     

电冰箱用线性压缩机技术方案分析

在电冰箱用线性压缩机特定的使用要求基础上,比较了线性压缩机的直线电机驱动器的不同类型,以及活塞布局、气路、密封、润滑和谐振元件的不同方案,提出了一种适用的线性压缩机设计方案。     

An experimental study on oil-film dynamic coefficients

The oil-film force of hydrodynamic bearing is often characterized by a set of linear stiffness and damping coefficients. This paper presents an experimental method to recognize these coefficients and establishes their characteristics under varieties of operating conditions. The fundamental test model is obtained from a Taylor series expansion of bearing reaction force. A delicate test rig is constructed and experimental data are acquired under various testing conditions. The coefficients are evaluated by means of least mean square in time domain. The experiments indicate that the linear oil-film dynamic coefficients are sensitive to the excitation force. The sensitivity is varied for the different coefficients. From the investigation, it can be seen that the linear model is invalid under condition of high excitation force. That is to say, the nonlinear components, which are ignored in traditional linear model, should be considered in those conditions.     

精密高速滚珠丝杠副的发展及其应用

论述了什么是精密高速滚珠丝杠副，近年国内外精密高速滚珠丝杠副的发展动向，精密高速滚珠丝杠副与直线电动机的比较与选择，最后提出设计选用中需要考虑的一些问题。     

大排量线性调节液压泵的开发与应用

本文论述了BPV泵功能特性以及泵在液压系统中的应用。     

压缩式压电传感器轴向灵敏度的幅值线性度问题

本文阐述了压缩式压电传感器的结构原理和幅值灵敏度的线性度问题。分析了反正向灵敏度的差异和“饱和现象”,以便在生产、鉴定与使用时加以注意     

Interactions at the head–tape interface of a linear tape system

In this study, tape cycling experiments were performed using two different experimental metal particle media in combination with a Travan™ linear tape system. The aim was to investigate the effect of head/tape contact on the tribological properties and signal performance of the system. A combination of cycling at extreme environmental conditions, use of experimental media, and cycling beyond the normal limit of operation ensured a worst-case scenario for the head–tape interactions. Auger electron spectroscopy (AES) and atomic force microscopy (AFM) were used to characterize the chemical and physical surface changes that occurred on and in the head surfaces. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was used to identify the chemical changes that occurred at the media surface and these changes were correlated to variation in signal dropout rate. Measurements were made as functions of number of cycles.The cycling experiments for the two different tapes were performed at conditions of 32°C, 80% RH and 5°C, 10% RH and transfer of material from the media to the head was observed at each condition for both tape types. The degree of material transfer was influenced by the environmental operating conditions, but was governed by localized heating effects, such as those originating from active magnetoresistive (MR) elements and frictional interactions between the head and media. XPS analyses of the surface of the media revealed a reduction of nitrogen with increasing number of cycles indicating binder depletion. Significant differences in elemental concentrations were also detected between areas corresponding to regions directly under the cartridge belt compared to those off belt.     

用滚动直线导轨支承的工作台加工点的位移计算

根据位移叠加原理,提出了在任意力及力矩作用下工作台上加工点的位移公式。     

基于直线电动机驱动的2X-Y联动进给轴圆轮廓误差测试研究

分析高速机床上直线电动机驱动进给轴的优越性,构建了基于直线电动机驱动的2X-Y联动进给轴实验平台,给出了联动进给轴在XOY平面内的圆轮廓误差的评定方法和误差值的两个表现形式:圆度的偏差和均方根差。探讨了应用双频激光干涉仪测量实验平台圆轮廓误差的测试原理和方法,并对2X-Y联动进给轴圆度的偏差和均方根偏差进行测试实验研究,测试结果表明圆度的偏差和均方根偏差都随进给速度增大而增大,随进给加速度增大而减小,圆轮廓插补过程应当避免1m/s2以下的过小进给加速度。     

基于LMI的磁悬浮永磁直线电动机H∞鲁棒控制器的设计

针对磁悬浮永磁直线电动机中的不确定性扰动,提出基于线性矩阵不等式( LMI)方法设计进给系统的H∞鲁棒控制器.首先,采用矢量控制方法中的id=0控制策略,把非线性系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.其次,根据H∞性能指标与线性矩阵不等式的等价性,将设计问题转化为对LMI的求解,进而得到磁悬浮永磁直线电动机系统的状态反馈H∞控制器.最后,为了验证设计的有效性,在MATLAB环境下应用Simulink建立系统的仿真模型,对控制系统进行仿真研究,结果表明所设计的H∞控制器满足对不确定性扰动抑制的要求.     

动圈式线性压缩机空载启动特性研究

线性压缩机由直线电机驱动,由于无曲轴连杆机构,系统的运动规律及控制和传统压缩机有很大不同.根据动圈式线性压缩机的机械系统模型,得到空载系统的传递函数.运用Matlab软件对控制系统的稳定性、时域、频域等特性进行分析.系统的仿真结果表明,空载的线性压缩机总体上是稳定的,但是它的超调量过大,需要进行调节.