2F2R宏微机械臂动力学建模与弹性振动尺度效应分析

柔性宏刚性微机械臂是一类典型的刚柔混合机械臂系统。采用有限元法,以2F2R宏微机械臂为研究对象,通过分析,详细推导和建立具有普遍意义的动力学模型。基于给定关节空间运动轨迹,对2F2R宏微机械臂的结构参量、截面参量、材质、集中质量分布等与系统弹性振动尺度效应之间关系与变化规律进行分析。在此基础上,针对操作空间运动轨迹,采用宏微空间分解方法,进一步分析上述设计参量与系统弹性振动尺度效应之间关系。通过上述两方面研究工作,获得许多有参考价值的研究成果,这对于该类宏微机械臂的设计与控制都将具有重要意义。     

刚柔混合宏微机械臂运动补偿与控制

刚柔混合宏微机械臂是一类特殊结构机械臂系统,适用于空间大范围运动与精密操作任务。以2个柔性宏机械臂和2个刚性微机械臂构成的平面机械臂为研究对象,对其动力学建模、宏微空间分解、运动误差补偿与控制问题进行了研究,给出了较为详实的仿真实验结果,验证了采用刚柔混合宏微机械臂实现空间轨迹跟踪的可能性。     

基于凸轮曲线理论的2F2R宏微机械臂振动特性分析

以2F2R宏微机械臂为研究对象,采用有限元法建立其动力学模型。基于凸轮曲线理论,详细推导出等加速、5次多项式、变形梯形、摆线、合成正弦、变形正弦等多种运动曲线方程。在上述两方面工作基础上,研究分析了不同运动曲线对2F2R宏微机械臂末端弹性振动的影响及规律,这对该类宏微机械臂的运动轨迹规划具有很好的参考价值。     

基于微制造的多晶硅薄膜型柔性铰链

将宏机械柔性铰链设计思想应用到硅微机械机构设计中,采用表面硅牺牲层工艺制作了结构层厚度为2 μm 的多晶硅薄膜型微机械柔性铰链及在线测试机构,对微米尺度柔性铰链的微机械性能进行了理论和试验研究。以直圆型多晶硅薄膜柔性铰链为例,对其转动刚度采用现有宏机械柔性铰链理论的计算值为8 N·μm／rad,试验测试结果为120N·μm／rad。宏理论计算和微机械测试结果之间的偏差较大,这表明在微尺度效应的影响下,宏机械柔性铰链理论模型不能直接用于薄膜型硅微机械柔性铰链的计算。根据试验数据对宏机械柔性铰链计算公式进行了修正,得到了描述薄膜型硅微机械柔性铰链静态特性的近似经验公式,可满足薄膜型硅微机械柔性铰链的设计与计算。     

柔性宏刚性微空间机器人末端连续轨迹跟踪控制研究

对一类柔性宏刚性微结构的空间机器人系统进行了运动学和动力学建模,介绍了采用微机械臂快速精确运动来补偿宏机械臂由于弹性形变和振动产生的末端误差的设计方案,并对此进行了简化。在此基础上设计了两种控制方案。一种是对宏机械臂和微机械臂都采用PD(比例微分)反馈控制,另一种是宏机械臂采用PD控制而微机械臂采用滑模变结构控制。最后进行了仿真试验,比较了两种控制方案的不同控制效果,并得出补偿算法是有效的,且滑模变结构控制在该试验中优于PD控制的结论。     

精密定位技术研究

精密定位技术广泛应用于精密仪器、机械和机床、IC工艺制造、计算机外围设备.其特点是精度和分辨率高,台面尺寸从小到大,品种繁多,大多有自动化操作要求,需要集成许多高性能高品质机械零部件,高分辨力检测元器件,因此制作难度大,投资大.过去精密定位的精度和分辨率已从毫米量级过渡到了微米、从亚微米进入到了纳米量级.本文概述了获取高精度定位精度的支撑关键技术.介绍了基于宏微二级叠加方式的控制系统,研制的宏动工作台用精密滚珠丝杠螺母传动,由交流伺服驱动器驱动,配备反射式光栅检测元件,构成伺服反馈系统, 并对其实际误差曲线进行线性补偿之后,可将定位误差从76 μm降低到3 μm;再在宏动工作台面上安装高精度的微动载物台,由计算机进行宏微切换,从宏运动过渡到微运动方式,可实现大行程纳米量级精密定位.     

基于Krylov子空间的微混合器宏模型设计与仿真

获得宏模型是微混合器设计与仿真的关键。将Navier-Stokes方程和对流扩散方程用有限元方法进行离散化处理,应用Krylov子空间的Arnoldi过程对得到的微分-代数方程组降阶处理,提取出宏模型。仿真结果表明,经过降阶处理得到的宏模型保证了微混合器的输出精度,降低了计算复杂度。     

一种被动三自由度变刚度柔性基座设计

在一些大型航天器上,为扩大机械臂的工作空间,往往采用宏微臂组合的方式。当微臂工作时,宏臂相当于微臂的柔性基座。针对这种宏微臂串联组合方式,设计一种被动三自由度来模拟宏臂,用于微臂的地面试验。柔性基座实现了三自由度之间的耦合,且采用不同的原理实现了三自由度方向刚度的可调性。对柔性基座进行了刚度特性分析,得到了其变形角度的刚度阵,并对其刚度阵进行了分析。为柔性基座机械臂的动力学研究提供了实验平台。     

参数化方法在微机械谐振器设计中的应用

从理论上分析了微机械音叉谐振器的机械力学特性,给出了活动梳齿的工作模态频率解析解,提供谐振器结构设计的依据.利用基于MAST语言实现的MEMS宏模块建立微谐振器系统级通用参数化仿真模型,为验证外围电路提供了基础.事例仿真结果与理论模态分析相一致,验证了模型的有效性.通过减少梁固接端弹性系数、合理安排激励电极能抑制一阶模态扰动.工作模态谐振频率对结构参数的敏感性分析为优化谐振器性能提供基础,使工作模态远离其它高阶模态.敏感性仿真表明在横向振动微谐振器中,工作模态谐振频率随梁长的增加而减小;随梁宽的增加而增大;结构层厚度对横向振动频率没有影响;梳齿部分所有参数的变化造成频率的相反变化.     

薄膜型硅微机械的摩擦学问题

根据现阶段表面硅IC工艺微机械的特点，分析了其接触副与动构件的相对运动形式，探讨了基于此加工技术所开发的薄膜型结构微机械的摩擦源及其摩擦产生机理，结合宏机械的发展历史，分析了进行相关摩擦学性能研究的几种方法与问题。     

深孔机床专用数控系统和新型应用软件介绍

本文介绍了深孔机床专用数控系统及新型应用软件的开发背景、软硬件组成,着重介绍了软件设计过程,包括:显示程序、Property链接程序和PLC运动程序。本文所介绍的软硬件联合应用,解决了单轴数控机电产品性价比不高的问题,其推广应用具有良好的经济效益和社会效益。     

一种结构损伤评估的两阶段法研究

结构损伤会引起结构动力特性的改变,这种改变可以用模态参数和结构参数表示。文中将柔度投影法和遗传算法相结合,提出一种基于不完整模态数据的结构损伤定位和定量评估的两阶段法。第一阶段,用柔度投影法进行损伤定位,并进行深入分析。第二阶段,用遗传算法确定损伤程度。文中提出一种用于遗传搜索的新的目标函数形式。最后,用一六跨平面桁架桥模型进行数值模拟,验证文中所提方法的有效性。     

数据电缆企业基于制造过程档案的产品质量追溯研究

为了满足客户和企业自身对生产制造过程信息整合和实现产品质量追溯的要求,以及提高制造过程管理透明度,结合数据电缆企业制造过程特点,提出了数据电缆企业车间制造过程档案建立和信息追溯方案.设计并实现了数据电缆企业车间制造过程建档及追溯系统,最后介绍了系统的应用实例.研究结果表明,制造过程档案的建立为数据电缆企业的产品质量追溯...     

对"承压设备焊接工艺评定标准"的思考(二)

对正在制订的《承压设备焊接工艺评定》标准中各重要观点与主要技术内容进行思考以及所总结的心得体会。主要内容有各类焊接工艺评定标准的目的、两个类型的焊接工艺评定，以及两类评定之间的区别与联系。本文还首次提出一些新思路、新观点，如母材、焊材分类细则以及标准以外材料分类要有分类报告佐证；通用的焊接工艺评定规定及使用方法；换热管与管板的焊接工艺评定是评定角焊缝厚度；气瓶焊接工艺评定是两个类型评定的结合，也可以分别评定。《承压设备焊接工艺评定》标准不仅适用于锅炉、压力容器（含气瓶），也适用于包括长输管道在内的压力管道。     

SA203 Cr．E 的气体容器的焊接工艺评定

为保证用12 mmSA203Cr．E板材焊接制成的气体容器的产品质量,在正式加工前进行焊接工艺评定,及拉伸、弯曲等一系列的焊接试验。从试验结果及投入使用后的情况反馈来看,所制定的焊接工艺是可行的。     

对"承压设备焊接工艺评定标准"的思考(一)

对正在制订的《承压设备焊接工艺评定》标准中各重要观点与主要技术内容进行思考，所总结的心得体会。主要内容有各类焊接工艺评定标准的目的、两个类型的焊接工艺评定，以及两类评定之间的区别与联系。本文还首次提出一些新思路、新观点，如母材、焊材分类细则以及标准以外材料分类要有分类报告佐证；通用的焊接工艺评定规定及使用方法；换热管与管板的焊接工艺评定是评定角焊缝厚度；气瓶焊接工艺评定是两个类型评定的结合，也可以分别评定。《承压设备焊接工艺评定》标准不仅适用于锅炉、压力容器（含气瓶），也适用于包括长输管道在内的压力管道。     

基于成熟度的零件-标准件成熟过程模型

为了解决以往在标准件形成过程中零件信息分散,零件升级为标准件的过程未有效管理的问题,提出了一种基于成熟度的标准件成长过程模型,该过程模型借鉴软件成熟度的思想,定义了零件成长（非标准件-借用件-通用件-标准件）的等级和规则,描述了零件成长过程中各等级的要素信息,给出了零件逐步成熟的升级条件,设计了标准件成熟过程处理系统的架构,针对其关键技术提出了解决方案。该成长过程模型为零件到标准件的演变过程提供了一个有效的表示方法,并可对标准件成长历史信息进行追溯,有效支持零件到标准件的升级变化。      

宏程序在孔系加工中的应用

对孔系加工的编程方法有一般指令、固定循环功能、宏程序三种.用一般指令编程程序很烦琐;用固定循环指令编程,程序虽然得到简化但灵活性不够.若在孔系加工中应用宏程序编程,则程序不但简化而且灵活性好,能够做到真正做到事半功倍,效果好.     

Applying the fuzzy ranking method to the shifting bottleneck procedure to solve scheduling problems of uncertainty

Because the impreciseness of processing time is popular in the real world, this research proposes a procedure to combine the fuzzy ranking method and the shifting bottleneck procedure (SB) to solve scheduling problems. The SB is explained here and the needed formulations to transfer fuzzy numbers into crisp numbers are provided with its proofs. A numeric example is particularly provided to explain the proposed procedure in detail. The results show that the procedure is useful for it can be utilized not only in fuzzy type problems but also in crisp type problems.     

数控加工工序概念的现状及其思考

数控加工工序是数控加工工艺的核心内容,是应用和推广数控加工技术的重要术语。针对当前数控加工工序划分和内容的混乱形势,提出了对数控加工工序概念重新定义和规范化、标准化建议,这也符合数控加工工艺继续发展需要。