平面3-■RR并联机构过约束分析及自调结构设计

分析了平面3-RRR三自由度并联机构中存在的过约束及其有害影响,详细讨论了在保证3-RRR并联机构平面运动特性的情况下无过约束自调结构的设计问题,得出了几种新的平面三自由度并联机构运动副配置方案,深入分析了2-RCS-RRR结构的自调特性。

化学机械平坦化中晶圆姿态瞬态调整的数值模拟研究

化学机械平坦化(Chemical mechanical planarization,CMP)是集成电路制造的关键技术之一。晶圆夹持器是CMP系统的核心零部件。为研究万向球头位置对平坦化过程中晶圆姿态瞬态调整能力的影响,采用混合软弹流润滑模型分析抛光垫表面的流动与接触行为,并结合夹持器的瞬态运动方程分析晶圆姿态的动态变化过程。分析结果表明,夹持器姿态的调整能力随万向球头的中心高度增加而提高,摩擦力矩的增加有利于晶圆姿态稳定在平衡位置,但同时接触应力不均匀性增加。因此,合理设计夹持器结构对CMP加工质量非常重要,提出的瞬态混合润滑模型对夹持器的动态特性进行分析可以为设计提供非常有意义的理论指导。

理论平面过约束分析及无过约束自调结构设计

给出空间平面过约束和理论平面过约束的定义,分析了这两种过约束对机构误差的敏感特性,提出存在理论平面过约束机构的过约束分析方法,得到该类机构存在的过约束的数量和类型,从而为消除或减小该类机构过约束影响指明了方向。在此基础上,提出了该类机构的无过约束自调结构的的设计方法。

基于并行计算的平面可调五杆机构动力学解析模型与仿真

基于凯恩动力学方程、数字-符号方法和并行计算建立了杆长和惯性参数可变平面可调五杆机构的动力学解析模型,并对驱动构件质量和杆长对驱动力/力矩的影响进行了仿真分析。将动力学模型的推导问题转化为特定条件下运用运动学和动力学计算公式求解机构驱动力矩的问题,并将广义坐标以及驱动构件杆长和惯性参数作为符号量,导出了模型矩阵元素数字-符号表达式。

具有可调整杆的主动平衡器

主动平衡器是一种能够实现柔性动力平衡的装置,由平面两自由度执行机构和控制电机组成,通过对其控制电机运动参数的设计来补偿机构动力性能的变化。鉴于该装置对机构输入扭矩变化的补偿作用不足,基于可调整机构的概念,提出一种具有可调整杆的主动平衡器的设计方法,即将主动平衡器执行机构的一个构件设计为杆长可变的可调整杆,通过对可调整杆杆长和控制电机转速函数的集成设计,对由负载变化引起的机构动力性能的改变进行补偿。提出基于灵敏度分析和优化设计的设计流程,以5R型主动平衡器为例给出了算例,结果表明:可调整杆的引入拓展了主动平衡器性能改善的设计空间,增强了其对机构动力性能,特别是对机构输入扭矩变化的补偿作用,具有更强的适应性。

多任务可调四杆机构刚体导引综合的符号解

提出了一种实现多任务刚体导引综合的可调平面四杆机构综合方法,导出了可调机构的刚体导引综合方程。通过调节连架杆的长度,可以实现不同任务的刚体导引综合。针对实现多个任务的可调平面四杆机构,采用数学机械法并结合计算机符号处理技术得到二杆组的全部实数解,从中任意选取两组解即可组成满足给定要求的平面铰链四杆机构。

基于BP网络的平面四杆可调机构轨迹综合

提出了一种基于BP网络的多轨迹平面四杆可调机构综合的方法。轨迹综合机构是指能使连杆上某点沿着某一给定轨迹运动的平面连杆机构综合。文中讨论了任务数目,未知变量和方程组数目之间的关系。该方法避免了繁琐的符号推导,减少了工作量。将理想结果和实际结果比较,表明利用该方法进行可调机构的轨迹综合具有较高的精度。

基于神经网络的平面五杆可调机构的动力学解析模型

应用Kane动力学方法对平面可调五杆机构进行了动力学分析,建立了平面五杆机构的动力学解析模型。并研究了构件几何参数和物理特性对广义驱动力矩的影响规律。在此基础上,应用BP神经网络对可调五杆机构逆动力学模型进行了辨识,将整个动力学模型系统分为3个子系统,分别采用BP神经网络系统对广义质量矩阵、向心力哥氏力矩阵和重力矩阵进行学习,求解得到可调平面五杆机构的逆动力学模型问题。

基于并行计算的平面可调七杆机构动力学解析模型研究

基于运动学分析、凯恩动力学方程及数字-符号法,提出采用并行计算建立平面可调七杆机构动力学解析模型的方法,并研究了构件杆长及惯性参数变化对驱动力/力矩的影响。利用封闭矢量法对平面可调七杆机构进行运动学分析,得到各构件的速度和加速度表达式;将独立广义坐标、杆长及惯性参数作为符号量,其余参数处理为数值量,导出动力学解析模型的数字-符号表达式,并构造了解析模型的并行算法。由于动力学模型及实时代码优化是离线建立的,并且采用并行计算结构,减少了在线计算时间,从而为实时控制打下了基础。给出的仿真实例证明了此方法的有效性。