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差动驱动并联机器人设计与运动学分析
1
作者
任彪
韩哈斯敖其尔
+2 位作者
黄胡泽
李耀彬
吴清文
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2024年第2期1-7,12,共8页
基于Stewart并联机器人构型和偏置柔性虎克铰链,利用双螺旋副差动传动的方案设计了一款低成本高精度6-RR-RP-RR构型的6-DOF并联机器人。首先,基于双螺旋副差动传动原理,分别提出了串联和并联两种差动驱动方案,并对柔性虎克铰链进行了设...
基于Stewart并联机器人构型和偏置柔性虎克铰链,利用双螺旋副差动传动的方案设计了一款低成本高精度6-RR-RP-RR构型的6-DOF并联机器人。首先,基于双螺旋副差动传动原理,分别提出了串联和并联两种差动驱动方案,并对柔性虎克铰链进行了设计,确定了最终的整机结构设计方案;其次,对柔性铰链的柔度进行了理论建模,并仿真验证了其柔度和强度设计的合理性;此外,对该并联机器人开展了逆运动学分析,建立了其运动学模型,并采用牛顿-拉普拉森数值迭代方法进行了求解;最后,分别利用多体动力学和Ansys仿真软件验证了整机运动学模型和求解的准确性。
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关键词
差动传动
STEWART平台
柔性铰链
运动学
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职称材料
低温红外离轴三反准直系统设计
被引量:
6
2
作者
李文雄
申军立
+4 位作者
张星祥
陆振玉
李志胜
韩哈斯敖其尔
吴清文
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期1285-1294,共10页
为实现真空100 K低温环境中的红外设备测试,设计了一种离轴三反式的准直系统。该系统采用无热化设计,整机结构选用SiC材料,在镜体与支撑结构连接处采用C形开口胀销作为柔性结构,补偿连接结构的低温变形。系统整体除反射镜外,其余部分全...
为实现真空100 K低温环境中的红外设备测试,设计了一种离轴三反式的准直系统。该系统采用无热化设计,整机结构选用SiC材料,在镜体与支撑结构连接处采用C形开口胀销作为柔性结构,补偿连接结构的低温变形。系统整体除反射镜外,其余部分全部包裹在低温辐射冷板内。低热导绝热支撑结构在热传导链中起热屏蔽作用,实现系统的绝热支撑和快速制冷。在100 K低温环境下对单镜进行仿真分析,主、次、三镜的面形误差均小于λ/50;整机分析得到主、次、三镜的面形误差均不大于λ/30。常温下系统各个视场波前差在λ/14~λ/8内,低温下系统视场波前差在λ/8~λ/7内,根据瑞利判据可认为波面无缺陷。当λ=632.8 nm时,常温下系统在50 lp/mm频率的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)大于0.7;低温下的MTF大于0.6,满足系统在50 lp/mm MTF大于0.6的使用要求。仿真结果表明,准直系统可以在100 K真空环境中稳定输出平行光,满足低温红外设备的测试需求。在快速辐射制冷材料级实验中,历经18 h,温度稳定在130 K;历经30 h,SiC镜坯温度稳定在110 K。该实验验证了SiC反射镜快速辐射制冷的可行性。
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关键词
光学系统设计
准直系统
离轴三反系统
红外
光机热分析
低温
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职称材料
高精度高刚度六自由度调整机构的设计及分析
被引量:
4
3
作者
贺磊
韩哈斯敖其尔
+2 位作者
韩
春杨
贺帅
陈立恒
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期666-672,共7页
设计一种基于Stewart构型的具有高精度和高刚度的六自由度精密调整机构。首先,对调整机构进行构型设计并作了运动学分析;接着,建立了误差模型并对构型进行了精度分析,包括精度分配及模特卡洛模拟法验证;之后,根据理论分析结果,对调整机...
设计一种基于Stewart构型的具有高精度和高刚度的六自由度精密调整机构。首先,对调整机构进行构型设计并作了运动学分析;接着,建立了误差模型并对构型进行了精度分析,包括精度分配及模特卡洛模拟法验证;之后,根据理论分析结果,对调整机构进行结构设计,主要包括单足位移促动器的设计和偏置铰链的设计;最后,对调整机构进行了刚度分析。本文的分析结果为此六自由度调整机构的重复定位精度为X、Y向±2μm,Z向±0.54μm,R_x,R_y,R_z方向±6.13μrad,横向振动基频为104.3 Hz,轴向刚度为61.3 N/μm。分析结果显示此六自由度精密调整机构满足设计要求,验证了调整机构结构设计的合理性。
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关键词
STEWART平台
调整机构
蒙特卡洛模拟
刚度分析
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职称材料
热光耦合作用下的光纤传输特性
被引量:
1
4
作者
周吉
韩
冰
+1 位作者
韩哈斯敖其尔
马宇
《发光学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期121-127,共7页
通过求解电磁波束包络方程和能量方程的耦合方程组,考虑温度对材料介电系数的影响及传输损耗产热的耦合作用,求解了复合热边界条件下光纤的基模态传输和损耗问题。研究表明:随着纤芯半径的增大,电场强度、能量耗散密度减小,传播常数增大...
通过求解电磁波束包络方程和能量方程的耦合方程组,考虑温度对材料介电系数的影响及传输损耗产热的耦合作用,求解了复合热边界条件下光纤的基模态传输和损耗问题。研究表明:随着纤芯半径的增大,电场强度、能量耗散密度减小,传播常数增大;环境温度降低、对流换热系数增大和表面发射率升高都会使得传播常数减小,电场强度、能量耗散密度增大;能量耗散密度和电场强度随截面曲率的变化并不是线性的,还受到其他因素的共同作用。
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关键词
光纤基模态
传播常数
能量耗散密度
热光耦合
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职称材料
采用磁流体的液压伺服阀力矩马达三维有限元分析(英文)
被引量:
1
5
作者
张振
曾文
+1 位作者
韩哈斯敖其尔
李松晶
《机床与液压》
北大核心
2013年第12期10-14,32,共6页
力矩马达是电液伺服阀的关键元件之一,其输出力矩特性对伺服阀性能具有较大的影响。利用磁流体(magnetic fluid,MF)具有较大的磁导率和在外加磁场作用下具有较大磁化强度的特点,通过在液压伺服阀力矩马达的工作气隙中添加磁流体来改善...
力矩马达是电液伺服阀的关键元件之一,其输出力矩特性对伺服阀性能具有较大的影响。利用磁流体(magnetic fluid,MF)具有较大的磁导率和在外加磁场作用下具有较大磁化强度的特点,通过在液压伺服阀力矩马达的工作气隙中添加磁流体来改善伺服阀力矩马达磁路效率,提高伺服阀动态性能。给出了添加磁流体的力矩马达磁路三维有限元分析模型。利用电磁场三维有限元分析方法对添加磁流体和不添加磁流体的力矩马达的磁场分布及力矩特性进行了分析。结果表明:添加磁流体后力矩马达的磁场强度及衔铁输出力矩值有明显改进。
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关键词
力矩马达
伺服阀
磁流体
三维有限元分析
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职称材料
采用偏置铰链的并联调整机构工作空间分析
被引量:
3
6
作者
朱嘉琦
韩哈斯敖其尔
+3 位作者
张炀
徐振邦
母德强
吴清文
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2019年第10期45-51,共7页
研究一种基于Gough-Stewart构型的望远镜次镜调整机构的工作空间。首先,对次镜调整机构的支腿及新型铰链进行了结构设计,然后再将支腿和铰链按照Gough-Stewart构型进行摆放并进行了运动学分析;接着,对设计所采用的新型偏置铰链进行了工...
研究一种基于Gough-Stewart构型的望远镜次镜调整机构的工作空间。首先,对次镜调整机构的支腿及新型铰链进行了结构设计,然后再将支腿和铰链按照Gough-Stewart构型进行摆放并进行了运动学分析;接着,对设计所采用的新型偏置铰链进行了工作空间的分析,通过新型偏置铰链与传统虎克铰链的工作空间对比可知,当给予两铰链轴一定的偏置量时,可以达到更大的工作空间;最后,利用数值搜索法结合运动学反解法对整机的位置工作空间以及姿态工作空间进行了分析。
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关键词
斯图尔特平台
偏置铰链
工作空间
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职称材料
题名
差动驱动并联机器人设计与运动学分析
1
作者
任彪
韩哈斯敖其尔
黄胡泽
李耀彬
吴清文
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间机器人工程中心
中国科学院大学材料科学与光电技术学院
出处
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2024年第2期1-7,12,共8页
基金
国家自然科学基金项目(52005478)
中国科学院青年创新促进会项目(2022215)。
文摘
基于Stewart并联机器人构型和偏置柔性虎克铰链,利用双螺旋副差动传动的方案设计了一款低成本高精度6-RR-RP-RR构型的6-DOF并联机器人。首先,基于双螺旋副差动传动原理,分别提出了串联和并联两种差动驱动方案,并对柔性虎克铰链进行了设计,确定了最终的整机结构设计方案;其次,对柔性铰链的柔度进行了理论建模,并仿真验证了其柔度和强度设计的合理性;此外,对该并联机器人开展了逆运动学分析,建立了其运动学模型,并采用牛顿-拉普拉森数值迭代方法进行了求解;最后,分别利用多体动力学和Ansys仿真软件验证了整机运动学模型和求解的准确性。
关键词
差动传动
STEWART平台
柔性铰链
运动学
Keywords
differential transmission
Stewart platform
flexure hinge
kinematics
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
TG659 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
低温红外离轴三反准直系统设计
被引量:
6
2
作者
李文雄
申军立
张星祥
陆振玉
李志胜
韩哈斯敖其尔
吴清文
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
中国科学院空间光学系统在轨制造与集成重点实验室
北京胜泰东方科技有限公司
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期1285-1294,共10页
基金
国家自然科学基金青年基金资助项目(No.52005478)。
文摘
为实现真空100 K低温环境中的红外设备测试,设计了一种离轴三反式的准直系统。该系统采用无热化设计,整机结构选用SiC材料,在镜体与支撑结构连接处采用C形开口胀销作为柔性结构,补偿连接结构的低温变形。系统整体除反射镜外,其余部分全部包裹在低温辐射冷板内。低热导绝热支撑结构在热传导链中起热屏蔽作用,实现系统的绝热支撑和快速制冷。在100 K低温环境下对单镜进行仿真分析,主、次、三镜的面形误差均小于λ/50;整机分析得到主、次、三镜的面形误差均不大于λ/30。常温下系统各个视场波前差在λ/14~λ/8内,低温下系统视场波前差在λ/8~λ/7内,根据瑞利判据可认为波面无缺陷。当λ=632.8 nm时,常温下系统在50 lp/mm频率的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)大于0.7;低温下的MTF大于0.6,满足系统在50 lp/mm MTF大于0.6的使用要求。仿真结果表明,准直系统可以在100 K真空环境中稳定输出平行光,满足低温红外设备的测试需求。在快速辐射制冷材料级实验中,历经18 h,温度稳定在130 K;历经30 h,SiC镜坯温度稳定在110 K。该实验验证了SiC反射镜快速辐射制冷的可行性。
关键词
光学系统设计
准直系统
离轴三反系统
红外
光机热分析
低温
Keywords
optical system design
collimation system
off-axis three-mirror system
infrared
optical mechanical thermal analysis
low temperature
分类号
TH74 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
高精度高刚度六自由度调整机构的设计及分析
被引量:
4
3
作者
贺磊
韩哈斯敖其尔
韩
春杨
贺帅
陈立恒
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学研究生院
出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期666-672,共7页
基金
国家自然科学基金项目(11672290)
吉林省科技发展计划项目(20160520074JH)
中国科学院青年创新促进会(2014195)资助~~
文摘
设计一种基于Stewart构型的具有高精度和高刚度的六自由度精密调整机构。首先,对调整机构进行构型设计并作了运动学分析;接着,建立了误差模型并对构型进行了精度分析,包括精度分配及模特卡洛模拟法验证;之后,根据理论分析结果,对调整机构进行结构设计,主要包括单足位移促动器的设计和偏置铰链的设计;最后,对调整机构进行了刚度分析。本文的分析结果为此六自由度调整机构的重复定位精度为X、Y向±2μm,Z向±0.54μm,R_x,R_y,R_z方向±6.13μrad,横向振动基频为104.3 Hz,轴向刚度为61.3 N/μm。分析结果显示此六自由度精密调整机构满足设计要求,验证了调整机构结构设计的合理性。
关键词
STEWART平台
调整机构
蒙特卡洛模拟
刚度分析
Keywords
Stewart platform
Adjusting mechanism
Monte Carlo simulation
Stiffness analysis
分类号
TH114 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
热光耦合作用下的光纤传输特性
被引量:
1
4
作者
周吉
韩
冰
韩哈斯敖其尔
马宇
机构
哈尔滨工业大学能源学院
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《发光学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期121-127,共7页
基金
国家自然科学基金(51176039)资助项目
文摘
通过求解电磁波束包络方程和能量方程的耦合方程组,考虑温度对材料介电系数的影响及传输损耗产热的耦合作用,求解了复合热边界条件下光纤的基模态传输和损耗问题。研究表明:随着纤芯半径的增大,电场强度、能量耗散密度减小,传播常数增大;环境温度降低、对流换热系数增大和表面发射率升高都会使得传播常数减小,电场强度、能量耗散密度增大;能量耗散密度和电场强度随截面曲率的变化并不是线性的,还受到其他因素的共同作用。
关键词
光纤基模态
传播常数
能量耗散密度
热光耦合
Keywords
base-mode transmission
propagation constant
power dissipation density
coupled thermal-optical effects
分类号
TN253 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
采用磁流体的液压伺服阀力矩马达三维有限元分析(英文)
被引量:
1
5
作者
张振
曾文
韩哈斯敖其尔
李松晶
机构
哈尔滨工业大学机电工程学院
出处
《机床与液压》
北大核心
2013年第12期10-14,32,共6页
基金
National Natural Science Foundation of China(50035004)
文摘
力矩马达是电液伺服阀的关键元件之一,其输出力矩特性对伺服阀性能具有较大的影响。利用磁流体(magnetic fluid,MF)具有较大的磁导率和在外加磁场作用下具有较大磁化强度的特点,通过在液压伺服阀力矩马达的工作气隙中添加磁流体来改善伺服阀力矩马达磁路效率,提高伺服阀动态性能。给出了添加磁流体的力矩马达磁路三维有限元分析模型。利用电磁场三维有限元分析方法对添加磁流体和不添加磁流体的力矩马达的磁场分布及力矩特性进行了分析。结果表明:添加磁流体后力矩马达的磁场强度及衔铁输出力矩值有明显改进。
关键词
力矩马达
伺服阀
磁流体
三维有限元分析
Keywords
torque motor, servo valve, magnetic fluid, three-dimensional finite element method
分类号
TH137.532 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
采用偏置铰链的并联调整机构工作空间分析
被引量:
3
6
作者
朱嘉琦
韩哈斯敖其尔
张炀
徐振邦
母德强
吴清文
机构
长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2019年第10期45-51,共7页
基金
国家自然科学基金项目(11672290)
吉林省科技发展计划项目(20160520074JH)
中国科学院青年创新促进会资助项目(2014195)
文摘
研究一种基于Gough-Stewart构型的望远镜次镜调整机构的工作空间。首先,对次镜调整机构的支腿及新型铰链进行了结构设计,然后再将支腿和铰链按照Gough-Stewart构型进行摆放并进行了运动学分析;接着,对设计所采用的新型偏置铰链进行了工作空间的分析,通过新型偏置铰链与传统虎克铰链的工作空间对比可知,当给予两铰链轴一定的偏置量时,可以达到更大的工作空间;最后,利用数值搜索法结合运动学反解法对整机的位置工作空间以及姿态工作空间进行了分析。
关键词
斯图尔特平台
偏置铰链
工作空间
Keywords
Stewart platform
offset-axis universal joint
workspace
分类号
TH113.22 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
差动驱动并联机器人设计与运动学分析
任彪
韩哈斯敖其尔
黄胡泽
李耀彬
吴清文
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2024
0
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职称材料
2
低温红外离轴三反准直系统设计
李文雄
申军立
张星祥
陆振玉
李志胜
韩哈斯敖其尔
吴清文
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
6
在线阅读
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职称材料
3
高精度高刚度六自由度调整机构的设计及分析
贺磊
韩哈斯敖其尔
韩
春杨
贺帅
陈立恒
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2019
4
在线阅读
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职称材料
4
热光耦合作用下的光纤传输特性
周吉
韩
冰
韩哈斯敖其尔
马宇
《发光学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
1
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职称材料
5
采用磁流体的液压伺服阀力矩马达三维有限元分析(英文)
张振
曾文
韩哈斯敖其尔
李松晶
《机床与液压》
北大核心
2013
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
采用偏置铰链的并联调整机构工作空间分析
朱嘉琦
韩哈斯敖其尔
张炀
徐振邦
母德强
吴清文
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2019
3
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