基于柔顺机构的两自由度微动精密定位平台的分析与设计

基于柔性铰链变形原理设计了一种压电驱动的两自由度柔顺机构微动精密定位平台.首先建立了平台的刚度、固有频率和强度的分析模型,通过优化设计得出了平台的最优结构尺寸.利用有限元软件仿真分析验证了设计模型和优化结果的正确性.最后制造了原型样机,进行了实验,对平台进行了标定并分析了平台的定位误差.     

铰链加工误差影响柔顺平台耦合的分析

精密定位、精密测量领域中除了要求精密定位平台具有高的定位精度外,还要求平台具有小的运动耦合性.柔顺定位平台中柔性铰链的关键尺寸加工误差将会对平台的运动耦合带来影响,必须进行合理的尺寸精度设计.针对所设计的一种纳米级定位精度两自由度柔顺平台,分析了不同位置铰链加工误差对定位平台耦合的影响,确定了对耦合影响最大的因素,给出了平台铰链关键尺寸精度设计的建议.     

宏微定位平台运动切换减振问题研究态势

高速高精密定位平台是微电子制造装备领域的核心部件,决定着微电子产品的性能与质量.近年来,宏微复合定位平台技术得到了快速发展,高速度与高精密度等性能不断提升,然而,运动切换环节的振动问题也日益凸显,成为制约宏微定位平台进一步发展的瓶颈.基于此,首先对当前国内外宏微定位平台及其运动切换环节振动问题的研究现状进行介绍,继而分别介绍与分析了宏微定位平台系统的机构形式、驱动方式、导轨及其他因素对运动切换环节振动问题的影响,最后对目前运动切换减振方法进行概述,重点提出基于压电陶瓷的新型减振方法,以期对未来宏微定位平台运动切换的减振研究提供一定的参考作用.     

硅基集成式微型平面纳米级定位平台控制

为了解决纳米级定位平台小型化、低能耗、定位精度高的问题,基于结构、驱动和检测一体化的设计理念,研制出了一种硅基片上集成式微型平面纳米级XY定位平台,在建立定位平台数学模型基础上,利用Matlab分析软件对定位平台开环和闭环控制特性进行了比较和仿真分析.在实际控制中,针对硅微机械加工的MEMS器件难以获取精确数学模型的不足,将单神经元算法和传统PID控制算法相结合,设计了具有自动识别被控过程参数并对控制参数进行实时自校正的单神经元自适应PID控制器,依靠平台自身集成的位移传感器实现了定位平台的位置闭环控制,实验结果表明:单神经元自适应PID控制器不仅具有结构简单、鲁棒性好等特点而且能够有效地弥补硅基定位平台由于微机械加工限制造成的机构方面不足,定位平台的动态和稳态性能良好,最大工作行程±10 μm,稳定时间小于2.5 ms,重复定位精度优于24.9 nm.     

三轴定位平台随动机构的有限元分析及优化

三轴定位平台随动机构是测试惯性元件及半实物仿真的重要非标设备.首先对三轴定位平台随动机构进行了三维实体建模,然后用有限元理论分析了它的应力及频率,在此基础上进行了优化.最后得出的结果满足设计给定指标.     

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.     

一种3自由度精密微定位平台的设计与分析

高精度的微定位平台是精密定位技术研究的重要内容之一。采用柔顺机构作为微定位机构及压电陶瓷作为驱动器,设计了一种3自由度精密微定位平台。首先,对设计的微定位平台进行了理论分析,得出了该平台的理论输入与输出关系,同时确定了其行程范围。然后,采用ANSYS有限元方法对该平台在给定输入情况下的变形进行了分析,并对其输出位移进行了仿真。分析结果表明,设计的3自由度微定位平台理论分析结果和仿真分析结果基本吻合。最后,根据分析结果,制作了微定位平台样机。这种高精度的微定位平台在精密定位领域有着广泛的应用前景。     

HIPAP系统在深水浮式平台定位系统中的应用研究

深水半潜式钻井平台是海上油气钻探的主要装备,作业期间需要满足定位精度,避免平台位置移动过大损坏钻井管柱或与防喷器、井口连接器等设备的连接.目前,国内外同类平台主要依靠GNSS系统提供主要位置参考,Hipap系统作为辅助定位,依托推进器实现平台动力定位及位置维持功能.文中提出了单独依托HIPAP系统进行动力定位操作,并实...     

基于Stewart平台的6维力传感器各向同性的进一步分析

基于Stewart平台的并联结构6维力传感器由其上平台半径R1、下平台半径R2、连杆长L、上平台定位角θB及下平台定位角θA等5个结构参数确定,而该传感器的各向同性只与R1、R2、L及上下平台定位角之差θAB等4个结构参数有关,与θA、θB无关,对这一重要结论进行了论证.     

面向芯片封装高加速度高精度气浮定位平台的有限元分析

为满足下一代芯片封装设备对定位平台的要求,综合考虑串并联机构的优缺点及直线电机直接驱动的优势,并消除摩擦力的影响,设计了由直线电机直接驱动的广义并联气浮定位平台.利用有限元分析软件ANSYS对平台进行静力学和动力学分析,使结构满足刚度要求的同时,移动部件的质量最小.实验结果表明,仿真结果可靠,平台刚度达到了设计要求.