半球谐振陀螺振子耦合振动的有限元分析

半球壳谐所在振子是半球谐振陀螺的敏感部件。如何固定，封装该谐振子有重要的实际意义。本文在详细分析谐振子振动的基础上，采用有限元法深入研究了支承结构，得到了支承杆对其振动特性影响的有关规律。基于减小支承杆弯曲振动对谐振子动力特性的影响，得到Ψ型结构最佳的重要结论，给出了谐振子有关参数的实用设计准则。     

微装配系统结构设计及位移台误差分析

针对平板类微小零件装配特点,设计了一套基于真空吸附的微装配系统平台。采用真空吸附式微夹持器实现零件的夹持、释放,采用双CCD摄像头实现对零件的位姿识别,采用定位精度在(4~6)μm的位移台实现零件的定位。分析了位移台误差的来源,重点计算了位移台中步进电机和丝杠的累积误差,计算结果为(±1.405)μm,可以达到位移台的精度要求。重复定位精度对位移台精度起着重要的作用,以位移台中光栅尺为基准进行闭环控制,通过大量实验验证位移台的重复定位精度小于3μm。     

超精密无偏转弹性变形微位移机构设计

在普通横向弹性变形微位移机构基础上，通过另一弹性杆改变了为产生微位移所加力的方式，改变了位移输入和输出点的位置，保证了微位移输出点无偏转，提高了刚度，减小了相间干扰。采用的施力方式有固定铰支座型和固定端型两种，其中固定端型效果较好。这两种机构与其他驱动系统配合，可以达到超精密的分辨率和精度。     

半球谐振陀螺全角模式检测算法误差分析及优化研究

针对全角模式下半球谐振陀螺闭环检测回路中控制系统固有延迟与信号检测端增益失配导致的角度估计误差,提出了控制量运算与角度解算的优化方法。传统检测算法基于lynch平均法建立控制量与谐振子进动参数的关系,通过检测算法输出的控制量进行振型控制与方位角的解算,在此基础上,直接提取检测信号中的余弦分量进行方位角解算并忽略振幅控制量中的正交分量,缩减了控制量计算过程并抑制了检测端增益失配导致的角度输出误差。仿真结果表明：与传统算法相比,优化后的检测算法在振幅控制上有更优良的控制精度,角度输出误差显著降低。     

硅微半球陀螺频率裂解修调工艺规律仿真分析

频率裂解是影响半球谐振陀螺性能的主要因素之一.硅微半球陀螺谐振子球壳的厚度为μm量级,半径为mm量级,小而脆弱的谐振子导致修调难度大,针对此问题,文中通过有限元仿真的方法分析了在硅半球壳谐振子唇边进行打孔对频率裂解的影响规律.得到了"应该在低频模态上打孔以减小频率裂解"、"修调的加工精度需要在微米级甚至是亚微米级"、"...     

连铸机结晶器四连杆振动机构及其振动误差分析

在连铸机结晶器振动机构中，四连杆机构被广泛应用。本文针对这种情况，讨论了其作为一种仿弧振动机构的振动误差分析理论和应用。     

微机械振动陀螺的耦合误差和隔离耦合的结构设计

微机械振动陀螺是近几年发展起来的新型惯性元件,其误差源主要有微机械结构的Brownian噪声,电路噪声,机械耦合误差及电子机械耦合误差等,这些误差严重影响陀螺仪的精度。本文提出了单级隔离耦合和双级隔离耦合的结构方案,有效减小机械耦合误差,提高精度。     

基于机器视觉与被动柔顺机构的孔轴精密装配研究

人工装配微小型孔轴类零件,生产效率低,精度和一致性难以保证。为了实现微小型孔轴类零件的自动精密装配,研制了基于机器视觉与被动柔顺机构的装配系统。在装配的非接触阶段,该系统的机器视觉通过精密运动平台的引导进行位置检测与控制;在装配的接触阶段,被动柔顺机构补偿零件位姿偏差来实现精密装配。该系统组成简单、操作容易、效率高、成本低。     

面向精密微装配的视觉复合定位

基于机器视觉的微小特征定位是精密自动化装配的关键环节,外界干扰和零件本身差异等容易引起视觉引导错误,影响装配成功率,因此提出一种由粗定位与精定位两步组成的复合定位方法。首先通过基于卷积神经网络的目标框检测算法提取感兴趣区域实现粗定位,在此基础上通过轮廓几何特征配准的方式实现零件精定位,算法中还采用自动标注辅助的动态学习机制解决不同批次零件间差异导致定位失败率较高的问题。在自研的装配设备上对该方法进行测试,分析了亮度、离焦和位姿变化对视觉定位算法鲁棒性的影响,并进行了定位精度及小批量装配实验测试。结果表明：本文方法在多种干扰下的装配成功率达到97%,视觉定位的绝对精度与重复精度均优于2μm,装配精度优于10μm,能够满足精密微装配对定位算法精度与稳定性的要求。     

短焦距镜片的超精密切削研究--微进给机构和倾角微调夹盘的设计

采用金刚石工具切削硬脆材料要求机床具有高刚度和超微量进给功能。为满足小型特殊镜头加工的需要,提出一种由压电陶瓷驱动的倾角微调主轴夹盘和实际闭环控制的微进给机构。夹盘采用中心球面轴承支承的高刚度结构,实验表明所设计的机构能满足短焦距镜头切削加工的需要。     

基于压电陶瓷的超精密进给系统的设计与分析

超精密进给系统是保证零件尺寸加工精度的重要因素.文中以压电陶瓷作为驱动器构建了微位移机构,讨论了系统的总体结构,研究和分析了系统模型和控制方法,通过实验计算得到前馈控制模型数据,并在此基础上对超精密进给闭环控制系统进行方案设计.最后进行了超精密进给系统在磨床上的应用及其性能测试,并对实验结果进行了分析.     

静电悬浮转子微陀螺微位移信号检测系统的设计

为实现对悬浮转子微陀螺转子五自由度的测量,提出了一种频分复用的微位移检测原理,主要介绍了多频率信号发生器,前置放大器,锁相放大器组成的测试系统,设计了一种基于DDS技术的多频率信号发生器和基于锁相放大原理的解调电路。实验和分析结果表明,该电路能实现多自由度微位移检测,设计的多频率信号发生器的频率分辨率能达到0．005821Hz,相位分辨率可以达到0．006rad,检测轴向灵敏度为1．34V／μm,检测径向灵敏度为0．092V／μm,测量电路的轴向位移分辨率为0．45nm,径向位移分辨率为6．6nm,转角的分辨率为0．25μrad,位移检测电路的分辨率,灵敏度和测量范围能够满足静电悬浮转子微陀螺的控制需要。     

压电陶瓷微位移机构系统精密驱动电源的研究

本文介绍了压电陶瓷的微位移机构系统。并对机构系统的精密驱动电源进行了深入的研究、提出了一种新型的微机控制的开关式精密驱动电源。该电源克服了传统的串联型晶体管稳压电源功耗大、效率低和散热性差等缺点、实现了输入电压为０～５Ｖ时、输出电压在０～３００Ｖ范围内连续可调．具有５０ｍＶ的高分辨率和较为理想的静特性、其线性相关系数为０．９９９８，纹波电压小于±１０ｍＶ，电源在３．８ＫＨｚ范围内频响特性很好。     

凸轮传动机构的振动分析

凸轮机构是常用的传动控制机构，这里建立了凸轮传动机构的振动模型，分析了从动件的运动规律。分析表明由于从动件具有弹性元件的特性，因而运行过程中会产生振动，从而导致其实际运动位置与给定位置发生偏差，在凸轮机构的设计和应用中必须重视这一问题。     

基于高速摄影动态测试微陀螺振动

针对微机电系统(MEMS)特征尺寸小,常用的动态测试方法和系统还有一定的缺点等问题,本文在介绍MEMS常见的三种动态测试方法的基础上,给出了一种基于高速摄影的微陀螺振动动态测试系统。介绍了系统的硬件架构和软件功能。在动态测试的关键算法上,应用Otsu算法对图像进行分割,使用感兴趣区域(ROI)和不变矩方法得到振动曲线,通过幅频分析得到微机械陀螺的振动特性。实验结果表明:使用这种方法测量振幅的精度达到了0.1 μm;频域测量的重复性和一致性也较好。这种动态测试方法稳定可靠、精度高、抗干扰能力强,可以极大地减少计算量,提高系统运行速度。     

灯头座自动装配机瓷套装配机构设计与分析

为适应灯饰行业对灯头座高效率和高品质的生产需要,结合E26型灯头座的装配要求,设计了其零部件瓷套的自动化装配工位。分析了瓷套的外形特性以及装配重点,提出了整体装配方案,详尽地描述了送料机构、隔料机构、位置调整机构、夹料机构和导料机构。     

微半球谐振陀螺角速度解算优化与噪声抑制方法研究北大核心CSCD

由于微半球谐振陀螺在常规角度解算方法下角度信号会发生突变,导致角速度信号存在周跳现象,针对这一现象,采用一种基于偏导法的角速度解算方法消除跳点,并通过仿真和实验进行了验证。由于硬件噪声以及差分输出等因素,陀螺输出角速度信号噪声较大,针对这一问题,利用自抗扰控制算法抑制噪声,从理论上分析了降噪算法的可行性,并通过仿真和实验进行了验证。设计相应的测控电路进行性能测试,实验结果显示,使用偏导法进行角速度解算消除了原始信号中的跳点现象,使用自抗扰控制算法明显降低了角速度信号的噪声,改进后的零偏稳定性提高了25.63%,角度随机游走降低了83.89%。     

精密测试中的振动相位零点漂移误差及其减小方法

精密转子的功能需要通过严苛的动态运行精度来实现,这给振动测试的精度提出更高的要求。现有方法通过对快速傅里叶变换的改进,已经实现对振动幅值、相位等参数的精确提取,但对于振动相位零点漂移误差及其减小方法的研究还较少。通过对精密测试中振动相位零点漂移误差来源及其变化规律的深入分析,提出一种减小精密振动测试中相位零点漂移误差的方法。该方法依据相位序列变化步长搜索键相序列信号变化的周期数、以变化周期内信号的平均值估计相位零点漂移的中间值;在此基础上,结合信号的角度分辨率对初始相位序列的极值进行估计进而确定振动信号初始相位补偿量。该方法的有效性和可行性通过仿真试验和实际测试分析结果得到验证,为提高信号相位的测试精度提供一种可靠的解决方案。     

浅析微机械石英陀螺的设计

本文根据振动陀螺的工作原理,利用公理化设计理论进行了分析,建立振动陀螺设计模型,使用该模型石英振动陀螺仪传感元件—石英音叉片进行分析。利用有限元法是应用于音叉电子晶片灵敏度数据分析,评估其优缺点,设计石英音叉片解耦,为其他的设计提供有利的参考。