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新型对称并联平台的位力耦合动力学建模与实验
1
作者 周志伟 高健 张揽宇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第7期20-24,32,共6页
随着集成电路IC产业的快速发展,高端封装装备已成为半导体器件制造的关键。精密运动平台作为电子封装设备的核心部件之一,对其运动性能提出了更高的要求。如何实现高精度、高稳定性的大行程运动是精密运动平台的关键问题。针对这一问题... 随着集成电路IC产业的快速发展,高端封装装备已成为半导体器件制造的关键。精密运动平台作为电子封装设备的核心部件之一,对其运动性能提出了更高的要求。如何实现高精度、高稳定性的大行程运动是精密运动平台的关键问题。针对这一问题,提出一种直线电机共定子驱动的新型对称并联平台,可实现大行程、跨尺度的三自由度运动。根据平台的结构构型,采用闭环矢量法建立运动学模型。同时考虑到共定子电机在运动控制时受到的位置和力耦合因素,揭示其耦合机理,通过深入分析位置耦合和力耦合的动力学特性,构建平台的位力耦合动力学模型。为验证所建动力学模型的有效性,结合并联平台的应用特点进行了轨迹跟踪实验。结果表明,该动力学模型计算效率高、跟踪误差小,为进一步实现平台的结构优化和联动控制奠定了基础。 展开更多
关键词 共定子直线电机 对称并联平台 动力学 耦合机理
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含U支链稳定调姿平台构型及其多目标优化设计 被引量：1
2
作者 刘毅 马小腾 +2 位作者 刘晓飞 姚建涛 赵永生 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第12期31-45,共15页
雷达本身即为精密仪器,其测量精度需由稳定平台运行的平稳程度及姿态精度来保障。针对高性能雷达对其辅助稳定平台的大承载、高精度和小体积的要求,以大型舰载雷达稳定平台为研究对象,分别从含特定支链型综合方法、平台机构运动学分析... 雷达本身即为精密仪器,其测量精度需由稳定平台运行的平稳程度及姿态精度来保障。针对高性能雷达对其辅助稳定平台的大承载、高精度和小体积的要求,以大型舰载雷达稳定平台为研究对象,分别从含特定支链型综合方法、平台机构运动学分析和平台多目标参数优化设计方面进行研究。根据舰载雷达运行环境需求,确定稳定平台以含U支链的并联机构作为基础构型。基于约束螺旋理论,综合出少自由驱动分支的并联机构构型,并优选2RRPU/2RPU/U机构。此外,求解2RRPU/2RPU/U机构解析位置正反解、速度雅可比矩阵。基于NSGA-Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ)算法,对体积、灵巧度和力性能指标进行多目标参数优化,通过训练获得最优解集。搭建Simulink-MCD参数化动力学模型,对最优解集进行动力学参数优化,最终获得平台的最优结构参数,该研究为船舰稳定平台构型设计与基于动力学指标的优化提供方法思路。 展开更多
关键词 稳定平台 并联机构 构型综合 运动学分析 多目标参数优化 NSGA-Ⅱ
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3-(PRRPR)RC调姿隔振平台机构学建模与振动特性研究
3
作者 耿明超 崔铁征 +3 位作者 周敬钧 李二伟 李润涛 赵铁石 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期492-503,共12页
针对载体仪器设备调姿隔振的双重需求,提出了一种3-(PRRPR) RC调姿隔振平台新构型。机构主要由3个分支组成,分支中大行程作动器和被动隔振单元以闭环子链的形式存在。被动隔振时,假定作动器瞬时锁定,采用等效运动旋量描述闭环子链,将调... 针对载体仪器设备调姿隔振的双重需求,提出了一种3-(PRRPR) RC调姿隔振平台新构型。机构主要由3个分支组成,分支中大行程作动器和被动隔振单元以闭环子链的形式存在。被动隔振时,假定作动器瞬时锁定,采用等效运动旋量描述闭环子链,将调姿隔振平台瞬时等效为3-RRC并联机构。基于旋量代数及QR分解,推导了调姿隔振平台被动隔振模式下动平台及分支杆件的一、二阶影响系数。基于动力学模型推导了基础受到简谐运动激励时调姿隔振平台运动微分方程,采用振型叠加法对其振动响应进行求解,并给出了相应的数值算例。设计了调姿隔振平台原理样机,搭建了实验系统,并进行了x、y、z轴方向的隔振实验。数值算例与实验结果表明,3个方向原理样机振动传递率均低于55%,即隔离45%以上的振动,验证了所设计的并联平台被动隔振的有效性。 展开更多
关键词 调姿隔振平台 并联机构 运动学 动力学 振动特性
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基于4-PSE并联机构的地质沉积模拟平台运动学分析
4
作者 王林虎 华剑 +2 位作者 谭欢 尹艳树 邓国强 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第16期6710-6717,共8页
地质沉积模拟平台是定量研究地质沉积理论的重要装置。为满足沉积模拟大型化、精细化和定量化的研究需求,基于4-PSE并联机构设计一种可进行全方位调姿运动的地质沉积模拟平台,对其运动学特性进行研究。结合模拟平台的工作原理,对4-PSE... 地质沉积模拟平台是定量研究地质沉积理论的重要装置。为满足沉积模拟大型化、精细化和定量化的研究需求,基于4-PSE并联机构设计一种可进行全方位调姿运动的地质沉积模拟平台,对其运动学特性进行研究。结合模拟平台的工作原理,对4-PSE并联机构的自由度进行计算,推导模拟平台的运动学方程。在ADAMS软件中建立模拟平台的虚拟样机模型,利用运动学仿真结果对其运动学参数进行理论验证。分析模拟平台的工作空间约束条件,求得其工作空间,绘制相关结构参数对工作空间的影响曲线。研究成果为后续地质沉积模拟平台的多块平台组合系统实验提供了理论基础。 展开更多
关键词 地质沉积模拟平台 4-PSE并联机构 运动学 工作空间
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并联机器人机构位置正解 被引量：41
5
作者 文福安 梁崇高 廖启征 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第9期1011-1013,共3页
从简单、特殊的并联机构开始， 首次获得３－ ＴＰＳ、３－ ６ ＳＰＳ台体机构位置正解。沿２ 条途径， 分别获得５－ ４ （ｄ） 型、６－ ４ 型机构、６－ ４ 台体机构、６－ ５ 型机构和３－ ３ 型的５－ ５、６－ ５ 式机构位置正解... 从简单、特殊的并联机构开始， 首次获得３－ ＴＰＳ、３－ ６ ＳＰＳ台体机构位置正解。沿２ 条途径， 分别获得５－ ４ （ｄ） 型、６－ ４ 型机构、６－ ４ 台体机构、６－ ５ 型机构和３－ ３ 型的５－ ５、６－ ５ 式机构位置正解，并验证了机构解的数目。这些分析结果在国内具有领先地位。对一般６－ ６ 型平台等机构的分析具有国际先进水平。 展开更多
关键词 并联机器人机构 Stewart平台机构 位移分析 位置正解
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6腿支撑液压式平台自动调平算法 被引量：40
6
作者 盛英 仇原鹰 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期593-597,共5页
为了实现 6腿支撑液压式大吨位平台的计算机控制自动调平 ,参照Stewart并联机构 ,将高次静不定平台结构转化为静定结构 .通过对平台机构运动学和动力学分析 ,得到关于平台腿长、液压缸速度、加速度、驱动力的计算机参数化调平算法 .基... 为了实现 6腿支撑液压式大吨位平台的计算机控制自动调平 ,参照Stewart并联机构 ,将高次静不定平台结构转化为静定结构 .通过对平台机构运动学和动力学分析 ,得到关于平台腿长、液压缸速度、加速度、驱动力的计算机参数化调平算法 .基于测量结果 ,给出平台自动调平的运动规划 .算例表明 ,算法正确 ,调整过程合理 .参数化自动调平算法既可作为调平闭环控制的依据 ,也为平台液压缸的结构设计、功率选择提供了定量参考 . 展开更多
关键词 6腿支撑 并联机构 液压平台 自动调平 计算机控制
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基于正交补的6-3 Stewart并联机构运动学正解 被引量：14
7
作者 程世利 吴洪涛 +2 位作者 王超群 姚裕 朱剑英 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期505-509,共5页
提出了一种研究6-3 Stewart并联机构运动学正解问题的新方法。通过分析动平台位姿变量之间的耦合关系,增加了一些有用的信息,得到了用于解决这一问题的11个相容方程。使用正交补方法进行消元,最终可以将6-3 Stewart并联机构运动学正解... 提出了一种研究6-3 Stewart并联机构运动学正解问题的新方法。通过分析动平台位姿变量之间的耦合关系,增加了一些有用的信息,得到了用于解决这一问题的11个相容方程。使用正交补方法进行消元,最终可以将6-3 Stewart并联机构运动学正解问题表达成一个一元八次方程。最后通过一个实例验证了该方法的正确性。 展开更多
关键词 STEWART平台 并联机构 运动正解 正交补 解析法
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3-PUU并联机构激振台设计与仿真 被引量：6
8
作者 仲栋华 马履中 +1 位作者 许子红 刘剑敏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期150-154,共5页
为解决传统激振台不能实现多维同时振动的问题,基于并联机构组成原理,设计了用于中小型试验件振动测试的并联机构激振台,分析了3-PUU型三维纯平移并联机构的运动特性,通过计算得出了正、逆解析解。在ADAMS中建立该并联机构的虚拟样机模... 为解决传统激振台不能实现多维同时振动的问题,基于并联机构组成原理,设计了用于中小型试验件振动测试的并联机构激振台,分析了3-PUU型三维纯平移并联机构的运动特性,通过计算得出了正、逆解析解。在ADAMS中建立该并联机构的虚拟样机模型,并通过仿真验证了并联机构激振台的可行性。 展开更多
关键词 并联机构 激振台 位置分析 仿真 虚拟样机
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混合型三维减振平台主体机构的运动及受力分析 被引量：7
9
作者 马履中 尹小琴 +2 位作者 杨启志 吴伟光 沈惠平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期471-474,共4页
采用三平移并联机构3-RRRP(4R)作为三维减振平台主体机构。论述了采用柔性关节与普通关节混合型的主体机构的结构,对原机构主动副采用常用转动副加扭簧装置外,其余转动副采用簧片结构,消除了运动副间隙,提高了减振灵敏度。对该机构进行... 采用三平移并联机构3-RRRP(4R)作为三维减振平台主体机构。论述了采用柔性关节与普通关节混合型的主体机构的结构,对原机构主动副采用常用转动副加扭簧装置外,其余转动副采用簧片结构,消除了运动副间隙,提高了减振灵敏度。对该机构进行了位置正解、反解分析和力学分析,并讨论了运动学工作空间。运用当量摩擦圆概念来近似替代柔性关节,分析带柔性关节机构的力学工作空间。对该机构的整体力平衡进行了讨论,提出了解决整机力平衡的方法。 展开更多
关键词 三维减振平台 并联机构 运动学分析 力学分析 工作空间
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飞机装配中基于3-RPS的并联机构法向调整算法 被引量：11
10
作者 邹冀华 周万勇 韩先国 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期557-560,共4页
在飞机壁板柔性装配和钻铆时,采用典型的3-RPS并联机构进行自动调姿,该机构的末端执行器要求钻铆头沿孔位处的蒙皮法向进给。为了解决该法向调整问题,先对3-RPS并联机构动平台位姿进行建模描述,再在此基础上提出法向调整的求解算法。结... 在飞机壁板柔性装配和钻铆时,采用典型的3-RPS并联机构进行自动调姿,该机构的末端执行器要求钻铆头沿孔位处的蒙皮法向进给。为了解决该法向调整问题,先对3-RPS并联机构动平台位姿进行建模描述,再在此基础上提出法向调整的求解算法。结合实例说明了该算法完全具有实际工程应用能力,且该法向调整算法还可以推广应用于定位、调姿等飞机数字化制造及装配工作中。 展开更多
关键词 装配 3-RPS并联机构 法向调整 动平台
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三自由度并联驱动平台机构的位置逆解及其分析 被引量：13
11
作者 王旭永 王显正 +1 位作者 张颖 朱军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期102-104,共3页
介绍了三自由度并联驱动平台机构的特征与特点，对其中一种典型结构的位置逆解作了具体的探讨，推导了相应的算式，并对该机构所产生的附加约束运动进行了分析．三自由度并联平台机构有三个独立的运动参量，在一定条件下也会产生三个附... 介绍了三自由度并联驱动平台机构的特征与特点，对其中一种典型结构的位置逆解作了具体的探讨，推导了相应的算式，并对该机构所产生的附加约束运动进行了分析．三自由度并联平台机构有三个独立的运动参量，在一定条件下也会产生三个附加的约束运动参量．这是这种空间机构进行位置姿态运动时的一个重要特点．但实例计算表明，产生的附加约束运动量与独立运动量比较而言，其值相对较小．探讨的三自由度并联平台位置逆解，其算法具体、简洁、实用，对三自由度并联平台机构的运动控制具有直接的应用价值． 展开更多
关键词 三自由度 并联驱动平台 位置算法 空间机构
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并联机床的历史、现状及展望 被引量：12
12
作者 李金泉 丁洪生 +1 位作者 付铁 庞思勤 《机床与液压》 北大核心 2003年第3期3-8,共6页
本文介绍了并联机床的基本概念、分类方法及其基本特性 ,详细地阐述了并联机床在国内外的发展历史、研究状况以及关键基础零部件的发展状况 ,在此基础上 ,分析了并联机床结构上的优缺点 ,表明了并联机床走向实用化所面临的一些问题 。
关键词 并联机床 虚拟轴机床 STEWART平台 并联机构 实用化 PKM
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并联机器人机构概述 被引量：20
13
作者 文福安 杨光 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2000年第1期69-72,共4页
并联机器人机构是一种新型的机构 ,具有串联机构无法比拟的优点 ,文中介绍了并联机器人机构的由来、特点、应用和基本概念 。
关键词 并联机器人机构 并联机械手 STEWART平台
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一种三自由度串并联结构旋转台的动力学分析 被引量：7
14
作者 高征 肖金壮 +1 位作者 王洪瑞 金振林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期18-21,38,共5页
对三自由度旋转台进行了动力学分析。该旋转台只有3个方向的转动自由度,由二自由度球面并联机构和串联在其上的旋转电机构成。根据旋转台的几何和运动特性建立了系统的输入输出速度方程,得出了速度Jacobian矩阵和动能方程。利用拉格朗... 对三自由度旋转台进行了动力学分析。该旋转台只有3个方向的转动自由度,由二自由度球面并联机构和串联在其上的旋转电机构成。根据旋转台的几何和运动特性建立了系统的输入输出速度方程,得出了速度Jacobian矩阵和动能方程。利用拉格朗日法和虚功原理,建立了系统的动力学模型,解决了特定外载荷和速度、加速度条件下如何求解驱动力矩的问题。给出了动力学的仿真运算实例,讨论了在匀速和匀加速情况下,二自由度球面并联机构驱动力矩的变化。最后根据动力学方程,得出了串联在二自由度球面并联机构上的第三个自由度的力矩与输出转角的运动学方程。 展开更多
关键词 串并联机构 旋转台 动力学 拉格朗日法 虚功原理
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菱形压电电机在并联精密定位平台中的应用 被引量：4
15
作者 卢倩 陈西府 +3 位作者 黄卫清 郑雷 许宁 曾勇 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期680-688,821,822,共11页
为了解决传统压电陶瓷驱动器固有的高精度与大行程的矛盾,提出了利用非共振式压电电机的两种不同运动模式来实现精密定位平台的定位高精度与工作大行程的方案。设计了一种新型菱形压电电机,分析其工作原理,给出了定子结构及夹持预紧结... 为了解决传统压电陶瓷驱动器固有的高精度与大行程的矛盾,提出了利用非共振式压电电机的两种不同运动模式来实现精密定位平台的定位高精度与工作大行程的方案。设计了一种新型菱形压电电机,分析其工作原理,给出了定子结构及夹持预紧结构的设计方案。菱形压电电机的实验结果表明,其步进作动模式下定位分辨率为1.0μm,连续运动模式下最大空载速度为0.932mm/s。在此基础上,利用3台菱形压电电机同步驱动并联精密定位平台,实验结果表明,并联平台平动定位分辨率为1.0μm,转动定位分辨率分别为8.6,11和10μrad。实验重复进行10次,动平台定位分辨率的波动率均低于5%,表明了该并联平台具有良好的同步性与重复性。另一方面,利用菱形压电电机的连续运动模式可实现大行程空间定位,其平动工作行程为3.54mm,转动工作行程分别为3.92°,4.16°和4.05°。借助于菱形压电电机的不同工作模式实现了并联平台的精密定位和大行程工作空间两个关键指标,为进一步研究精密定位平台的动态性能、控制规律提供了理论价值和实践基础。 展开更多
关键词 压电电机 菱形机构 并联平台 精密定位
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并联自解耦二自由度微位移平台的研制与测量 被引量：4
16
作者 齐克奇 向阳 +2 位作者 丁亚林 方超 周振平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1874-1881,共8页
针对传统串联式微位移机构具有的结构不紧凑和刚度较低等问题,本文设计了一种结构紧凑、具有高分辨率和高刚度的并联式自解耦二自由度微位移平台。该平台采用了4个对称布置的嵌套式平行导向机构,使得平台具有刚度对称和自解耦等特点。... 针对传统串联式微位移机构具有的结构不紧凑和刚度较低等问题,本文设计了一种结构紧凑、具有高分辨率和高刚度的并联式自解耦二自由度微位移平台。该平台采用了4个对称布置的嵌套式平行导向机构,使得平台具有刚度对称和自解耦等特点。本文还对嵌套式平行导向机构的工作原理进行了分析。通过有限元方法仿真分析了微位移平台在不同受力状态下的变形情况,并对其进行了模态分析。经实验测量,证实了该平台具有自解耦功能,并得出了微位移平台的实际行程,且其输出位移也被证实具有较为良好的线性度。 展开更多
关键词 并联式 自解耦 微位移平台 嵌套式平行导向机构 有限元方法
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考虑铰链间隙的水面并联稳定平台动力学分析 被引量：3
17
作者 李豪杰 张合 +1 位作者 李珂翔 谢克峰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期129-134,共6页
针对某小型浮式稳定平台结构紧凑、负载惯量大的特点,设计了一种以少自由度并联机构为基础的改进型串联与并联机构。根据该平台的结构特点,进行了运动学分析,推导了系统雅可比矩阵,并利用Lagrange方法建立了平台的动力学模型,分析了平... 针对某小型浮式稳定平台结构紧凑、负载惯量大的特点,设计了一种以少自由度并联机构为基础的改进型串联与并联机构。根据该平台的结构特点,进行了运动学分析,推导了系统雅可比矩阵,并利用Lagrange方法建立了平台的动力学模型,分析了平台的动力学特性。为分析含间隙的支链受力,将其简化为刚体—弹簧模型,通过改进的Hertz接触理论,采用非线性弹簧阻尼模型计算接触力,最终建立了含铰链间隙的平台动力学模型。数值计算与实验结果表明了数据建模的有效性,同时铰链间隙对动平台的位置精度和动力学特性产生了显著影响,对平台结构产生了较强的冲击。 展开更多
关键词 机械学 并联机构 稳定平台 铰链间隙 动力学分析
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并联6-UPS稳定平台瞬态分析与谱分析 被引量：3
18
作者 付铁 江放 +1 位作者 丁洪生 贾斌 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1023-1026,共4页
并联稳定平台在工作过程中受到各种动态力的激励作用,会直接影响稳定平台的动态特性和使用效能.作者借助Pro/E和ANSYS软件工具,对并联6-UPS稳定平台进行了瞬态分析,用以研究在多次冲击工况下稳定平台的响应情况.在此基础上,通过施加单... 并联稳定平台在工作过程中受到各种动态力的激励作用,会直接影响稳定平台的动态特性和使用效能.作者借助Pro/E和ANSYS软件工具,对并联6-UPS稳定平台进行了瞬态分析,用以研究在多次冲击工况下稳定平台的响应情况.在此基础上,通过施加单点响应谱激励,对该稳定平台进行了响应谱分析,得到了平台在随机载荷下的响应情况.分析结果表明,该并联6-UPS稳定平台的动态特性满足车载使用要求,且球铰和低阶固有频率是影响其动态特性的主要因素,可为稳定平台的结构和性能优化提供参考. 展开更多
关键词 并联机构 稳定平台 瞬态分析 谱分析
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新型基于6-PSS三维平台机构的并联微动机器人 被引量：9
19
作者 金振林 高峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期566-569,共4页
提出一种新颖的基于 6 - PSS并联三维平台机构的微动机器人并介绍其结构布局特点 ,应用 Jacobian矩阵和力 Jacobian矩阵的子阵 ,分别对其线速度与角速度和力与力矩的各项同性进行了分析计算 ,并建立显式的微位移正解和反解方程 ,为其设... 提出一种新颖的基于 6 - PSS并联三维平台机构的微动机器人并介绍其结构布局特点 ,应用 Jacobian矩阵和力 Jacobian矩阵的子阵 ,分别对其线速度与角速度和力与力矩的各项同性进行了分析计算 ,并建立显式的微位移正解和反解方程 ,为其设计和使用提供理论依据。分析计算结果表明 ,该微动机器人算法与控制简单 ,微位移解耦和速度与力各向同性 ,具有最佳的运动和力传递性能。 展开更多
关键词 微动机器人 并联三维平台结构 并联机构 各项同性
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Stewart平台的运动可控制条件 被引量：3
20
作者 刘文涛 王知行 +1 位作者 詹涵菁 王宏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期502-504,共3页
Stewart平台机构的正解具有多解性 ,这使得该机构在空间某些位姿下会出现运动不确定的情况 ,运动变得不可控制。对
关键词 STEWART平台 并联机构 运行可控制性 假奇异
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