检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2019年第21期55卷 40-50页

作者：余龙焕邱志成张宪民华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室

平面3-RRR柔性并联机器人在精密定位、物料搬运、宏微结合等领域有着广泛应用,其在运行到某些区域时容易产生自激振动,这极大地影响了系统的精度和稳定性。为了有效抑制并联机器人的自激振动,在并联机器人试验平台上搭建了振动加速度测... 详细信息

平面3-RRR柔性并联机器人在精密定位、物料搬运、宏微结合等领域有着广泛应用,其在运行到某些区域时容易产生自激振动,这极大地影响了系统的精度和稳定性。为了有效抑制并联机器人的自激振动,在并联机器人试验平台上搭建了振动加速度测量系统,利用加速度传感器和伺服电动机实现闭环反馈以及自激振动主动控制。对平面3-RRR柔性并联机器人特定奇异位置自激振动的机理进行分析,考虑加速度信号滤波以及信号传输和处理等因素引起的相位滞后,采用移相技术,给出了基于加速度反馈的控制算法,对平面3-RRR柔性并联机器人的自激振动进行了主动控制试验研究。理论和试验结果表明:提出的基于加速度反馈的主动控制方法能够在奇异位置处有效抑制并联机器人的自激振动。

关键词： 3-RRR 并联机器人自激振动主动控制加速度反馈

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高带宽两自由度并联柔顺精密定位平台的优化设计与实验

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光学精密工程 2019年第8期27卷 1774-1782页

作者：林盛隆张宪民朱本亮华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室

针对目前用于原子力显微镜的扫描定位平台带宽低、行程小、耦合性能差等问题,提出了一种基于柔性梁的高带宽两自由度精密定位平台并对该平台进行了优化设计、仿真验证与实验分析。首先,提出了以双端固定梁与平行杂交梁为基础的并联柔顺... 详细信息

针对目前用于原子力显微镜的扫描定位平台带宽低、行程小、耦合性能差等问题,提出了一种基于柔性梁的高带宽两自由度精密定位平台并对该平台进行了优化设计、仿真验证与实验分析。首先,提出了以双端固定梁与平行杂交梁为基础的并联柔顺平台,分别运用卡式第二定理和拉格朗日方程建立了平台刚度和固有频率的数学模型;然后,通过最优化理论获取了平台的最高固有频率及最优设计尺寸,并运用有限元方法验证了优化结果的可靠性;最后,搭建了实验系统,对平台进行了实验研究。实验结果表明:所设计平台的最大行程为12.950μm×13.517μm,耦合误差小于1.77%,X,Y方向的固有频率分别为12.21和13.50 kHz,在开环条件下可良好地追踪频率小于1 kHz的三角波,有效改善了传统扫描定位平台响应慢、行程小、耦合性能差等问题。

关键词：精密定位平台高带宽优化设计固有频率

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3-RRR柔性平面并联机器人自激振动控制

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振动与冲击 2017年第21期36卷 138-143页

作者：杨杰邱志成张宪民华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广州510641

对平面3自由度并联机器人进行了运动学建模和运动控制研究。在平台运动过程中,对柔性杆上压电陶瓷的振动进行实时采样,获取振动信号的情形和主要模态。在高速运动到目标点时,由于柔性杆弹性变形过大导致存储能量过高,使得残余振动可能... 详细信息

对平面3自由度并联机器人进行了运动学建模和运动控制研究。在平台运动过程中,对柔性杆上压电陶瓷的振动进行实时采样,获取振动信号的情形和主要模态。在高速运动到目标点时,由于柔性杆弹性变形过大导致存储能量过高,使得残余振动可能转化为自激振动。由于平台存在建模误差,摩擦,间隙,机电耦合等非线性因素,无末端传感器,采用非线性算法半闭环反馈控制。在特定的区域,通过获取伺服电机编码器位置值并与所需脉冲值进行比较,应用非线性PD算法进行同向补偿实验,控制伺服电机的摆动,从而有效地抑制住了平台自激振动。

关键词：柔性并联机器人运动控制自激振动主动控制

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柔顺精密定位与操作机构研究进展

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机械工程学报 2023年第19期59卷 24-43页

作者：张宪民朱本亮李海陈忠王日鑫臧浩延华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广州510640

柔顺机构是一种利用柔顺元件的弹性变形来传递或转换运动、力或能量的新型机构。与传统的刚性机构相比,柔顺机构具有高精度、无间隙、无摩擦磨损、免装配及易于小型化等特点,是机构学研究领域的一个重要分支。以精密定位和精密操作两类... 详细信息

柔顺机构是一种利用柔顺元件的弹性变形来传递或转换运动、力或能量的新型机构。与传统的刚性机构相比,柔顺机构具有高精度、无间隙、无摩擦磨损、免装配及易于小型化等特点,是机构学研究领域的一个重要分支。以精密定位和精密操作两类代表性的柔顺机构为研究对象,从分析与设计、传感与控制等方面介绍了该领域国内外的研究现状、存在的主要问题和发展趋势。

关键词：柔顺机构精密定位微纳操作传感与控制

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SEM环境下3PRR并联平台奇异区域规避与逃逸控制策略

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机械工程学报 2015年第23期51卷 1-11页

作者：莫嘉嗣张宪民邱志成魏骏杨华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广州510641

微纳操作系统是精密操作、精密加工领域重要组成部分。微纳操作系统的载物平台负责放置样品和大行程搬运样品,需要大行程、高精度的定位。宏微结合的方法能弥补精密定位平台行程不足的缺点,而并联机构能实现高精度定位,因此采用3PRR(3... 详细信息

微纳操作系统是精密操作、精密加工领域重要组成部分。微纳操作系统的载物平台负责放置样品和大行程搬运样品,需要大行程、高精度的定位。宏微结合的方法能弥补精密定位平台行程不足的缺点,而并联机构能实现高精度定位,因此采用3PRR(3自由度,每条支链包括一个移动副(P)驱动和两个转动副(R))并联平台作为扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)环境下的宏微结合精密平台中的宏动部分。为了实现大行程、高精度定位,需要分析机构工作空间与奇异性分布。通过推导3PRR运动学方程,求得机构雅可比矩阵,研究雅可比矩阵特性,求得3PRR并联平台非奇异工作空间分布,把机构雅可比矩阵特性与奇异分布引入控制范畴,提出两种奇异区域规避控制策略与一种奇异位型逃逸控制策略。对机构如何规避奇异区域与进入奇异位型后如何快速逃逸提供了理论指导,仿真分析表明,提出的策略对机构精密定位与可控性提供了保障。

关键词：微纳操作 3PRR SEM并联平台奇异规避逃逸控制策略

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丝网印刷XY-Theta并联平台的定位精度分析及标定

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华南理工大学学报（自然科学版） 2012年第11期40卷 58-64页

作者：梁经伦张宪民莫景会华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广东广州510640

针对一种特殊的用于丝网印刷的平面三自由度并联对位平台,提出了一种改进的误差建模和运动学标定方法.首先,利用平面对位机构的特点,结合矢量法和解析法,构造出动平台位置、姿态误差与几何误差之间的映射关系,得到了误差雅克比矩阵.然后... 详细信息

针对一种特殊的用于丝网印刷的平面三自由度并联对位平台,提出了一种改进的误差建模和运动学标定方法.首先,利用平面对位机构的特点,结合矢量法和解析法,构造出动平台位置、姿态误差与几何误差之间的映射关系,得到了误差雅克比矩阵.然后,通过灵敏度分析,评估了各个几何误差源对终端位姿误差的影响.接着,通过辨识性分析,确定了标定几何误差源,随机选取多个位形建立误差辨识矩阵来对几何参数误差进行辨识.Matlab仿真结果显示,辨识值与设定值间的误差小于5%.最后,利用双频激光干涉仪、千分表等测量工具进行运动学标定实验,结果初步验证了标定方法的有效性和实用性.

关键词： XY-Theta并联平台姿态误差误差建模敏感性分析运动学标定

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考虑减速机背隙的3-RRR并联机构的运动学标定

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华南理工大学学报（自然科学版） 2016年第7期44卷 47-54页

作者：张宪民曾磊华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广东广州510640

为了提高宏动并联平台的定位精度,推导了考虑减速机背隙的3-RRR并联机构误差模型,同时建立不考虑减速机背隙的误差模型用于对比,以验证该模型的有效性;通过实验测量末端平台位姿误差并分别辨识两个误差模型参数,根据距离反比法进行空间... 详细信息

为了提高宏动并联平台的定位精度,推导了考虑减速机背隙的3-RRR并联机构误差模型,同时建立不考虑减速机背隙的误差模型用于对比,以验证该模型的有效性;通过实验测量末端平台位姿误差并分别辨识两个误差模型参数,根据距离反比法进行空间插值实现误差补偿并完成运动学标定.根据标定结果修正逆运动学模型,通过测量末端平台位姿误差分布可知,文中提出的考虑减速机背隙的误差模型优于不考虑减速机背隙的误差模型.文中提出的考虑减速机背隙的运动学标定提高了并联机构的定位精度,为该类并联机构用于高精密宏微结合提供了基础.

关键词：并联平台减速机背隙运动学标定距离反比法位姿误差定位精度

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基于类Ⅴ型柔性铰链的微位移放大机构

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光学精密工程 2017年第4期25卷 999-1008页

作者：刘敏张宪民华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广东广州510641

采用新型高精度类Ⅴ型柔性铰链设计了柔性微位移放大机构,以减小该类机构的寄生运动并提高其动力学性能。对类Ⅴ型柔性铰链与最常见的高精度直圆型柔性铰链的性能进行了比较;在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,基于弹性力学和材料... 详细信息

采用新型高精度类Ⅴ型柔性铰链设计了柔性微位移放大机构,以减小该类机构的寄生运动并提高其动力学性能。对类Ⅴ型柔性铰链与最常见的高精度直圆型柔性铰链的性能进行了比较;在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,基于弹性力学和材料力学理论推导了基于类Ⅴ型柔性铰链和基于直圆型柔性铰链的两类二级杠杆式微位移放大机构的放大比。采用ANSYS软件,建立了放大机构的有限元模型,验证了位移放大比的理论推导,并对上述两类放大机构的位移放大比、寄生运动和固有频率进行了仿真和比较。有限元分析结果显示:基于类Ⅴ型柔性铰链的放大机构有着更小的寄生运动和更高的固有频率,且前2阶固有频率分别是基于直圆型柔性铰链放大机构的1.68倍和1.41倍。最后,采用微视觉测量系统测量了两类放大机构的位移放大比和寄生运动。结果表明:基于类Ⅴ型和直圆型柔性铰链放大机构的放大比和相对寄生运动比分别为4.387、4.529和0.314 7、0.334 2,显示类Ⅴ型柔性铰链用于微位移放大机构可有效减小寄生运动并提高动力学性能。

关键词：位移放大机构类V型柔性铰链直圆型柔性铰链寄生运动固有频率

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基于散斑数字图像相关的柔顺结构力传感单元设计与试验研究

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机械工程学报 2013年第9期49卷 12-16页

作者：陈忠张宪民周晓峰华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广州510640

随着微机电系统(Micro-electro-mechanical systems,MEMS)越来越复杂,对微装配、微操作的微力测量要求越来越高。根据微夹持视觉导航与夹持力传感的要求,研究一种面向微夹持器的柔顺结构视觉力传感单元。该传感器单元与微夹持器采用结... 详细信息

随着微机电系统(Micro-electro-mechanical systems,MEMS)越来越复杂,对微装配、微操作的微力测量要求越来越高。根据微夹持视觉导航与夹持力传感的要求,研究一种面向微夹持器的柔顺结构视觉力传感单元。该传感器单元与微夹持器采用结构一体化设计思想,加工简易,可在同一视场内实现视觉导航与夹持力传感。通过提出集成该视觉力传感单元的微夹持器构想,推导该视觉力传感单元的力-位移理论关系,建立基于散斑数字图像相关(Digital image correlation,DIC)方法的精密位移测量方法,构建该柔顺结构力传感单元。在此基础上,基于柔顺结构力传感单元的放大模型,建立验证力传感单元的力-位移关系的试验系统,进行传感单元的力-位移关系试验研究。研究表明,所提出的柔顺结构视觉力传感单元测量性能达到预期要求。

关键词：力传感柔顺结构数字图像相关

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基于EEMD方法的永磁同步电机电磁噪声诊断

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振动与冲击 2013年第20期32卷 124-128页

作者：陈忠符和超华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广州510640

研究永磁同步电机的电磁噪声的诊断。提出集体经验模式分解(EEMD)结合功率谱分析的方法对永磁同步电机噪声进行故障诊断,该方法通过对电机结构振动信号进行分解,选择对电机噪声故障敏感的本征模态函数(IMF)进行功率谱分析,获得高信噪比... 详细信息

研究永磁同步电机的电磁噪声的诊断。提出集体经验模式分解(EEMD)结合功率谱分析的方法对永磁同步电机噪声进行故障诊断,该方法通过对电机结构振动信号进行分解,选择对电机噪声故障敏感的本征模态函数(IMF)进行功率谱分析,获得高信噪比故障特征。结合永磁同步电机电磁力波理论及Maxwell电磁仿真分析结果,判断该噪声为电磁噪声,通过对电机永磁体检测与装配工艺进行改进,噪声得到显著控制。研究结果表明,该方法能够有效提取电机噪声特征。

关键词：故障诊断电磁噪声 EEMD 功率谱永磁同步电机

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