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基于大行程柔性铰链的6自由度并联机器人系统的研究
随着机器人技术的逐步完善,适于特殊作业的机器人种类也日益增多,其应用领域不断拓展到微电子制造,MEMS封装与组装,高精密机械加工与装配,生物芯片制备,大范围高速扫描检测装备等行业.随之而来的,各行业对机器人的性能指标提出了越来越高的要求,追求机器人的高定位精度,高重复精度,高分辨力,同时还要求其工作范围大,质量轻,能耗低等,从而对机器人结构的设计提出了更高的要求.在这样的前提之下,为满足人类向微小世界探寻的需要,作为机器人技术发展的一个重要分支,微操作机器人成为机器人学中十分活跃的研究领域. 本文结合国家"863"计划项目"6自由度纳米级宏微操作机器人的研究(项目编号2002AA422260)"和"原型装置靶瞄准定位系统工程预先研究项目(项目编号863-804-5)",共搭建了3套实验系统,其中采用了单一驱动以及双重驱动两条技术方案.在广泛的分析了目前已有的柔性精密定位系统,并联精密定位系统和宏/微双重驱动系统的基础之上,针对目前大范围运动定位与高精度定位的应用实际需要,提出了大行程柔性铰链的概念设计,并以此构建六支链大行程柔性并联结构定位系统,为满足超高精度的定位需要,在并联支链中集成了压电陶瓷驱动,构成了宏/微双重驱动并联结构系统,充分体现了驱动,结构,检测一体化的设计思想. 在结构单元的设计方面,针对当前柔性铰链运动范围小等问题,在通用的球副柔性铰链的基础之上,提出了大行程柔性铰链的概念设计;在柔性并联结构的设计方面,提出了在通用的并联结构系统中,采用大行程柔性铰链代替传统运动副的设想,建立基于大行程柔性铰链的并联结构系统. 在大行程柔性并联结构的运动学建模方面,利用材料力学的基本原理和小变形假设,推导了大行程柔性铰链的数学模型,并给出了在全局坐标系下的显式表达;在此基础之上,通过刚度组集的办法建立了大行程柔性铰链并联结构柔性支链的运动表达式,通过联立运动位移协调方程和力约束协调方程,建立了并联结构的位置解模型. 由于并联结构系统中的各部件,特别是柔性铰链结构在自身变形提供整体结构的运动输出的同时,还经历了大范围的刚体运动,导致大行程柔性并联结构的位置解模型成为典型的几何非线性问题.鉴于此,本文首先推导了空间柔性结构的几何非线性的刚度递推模型,并利用牛顿-莱弗森方法对该模型进行了求解.由于几何非线性模型的迭代求解方式,导致该模型的实时性很差,不易移植至控制系统进行实时控制求解,故在大量的试验尝试的基础之上,选择了BP神经网络方法,建立了3层六输入-六输出的位置解神经网络结构,从而在方便了实时控制编程的同时,还大大提高了系统的位置解的求解速度. 由于柔性并联结构的位置解模型中不仅仅包括结构中的位置信息,还提供了结构中相关的力信息以及刚度信息,本文在上述位置解模型的基础之上,给出了该类系统的刚度模型,并建立了并联结构中的结构参数和尺度参数对系统刚度的影响图谱,对这类系统的结构综合以及优化设计提供了有力的工具. 在大行程柔性并联结构的动力学建模方面,采用了欧拉梁理论和有限元方法,由拉格朗日方程建立了基于实际位移的大行程柔性铰链并联机器人各支链的动力学模型,并通过位移协调方程和动力协调方程,最终得到并联系统的动力学模型.综合采用了纽马克方法和牛顿-莱弗森方法解决了系统动力学求解问题,并通过一个算例进行了基于逆动力学的求解仿真. 在大行程柔性并联结构的样机实验方面,我们提出了采用大行程柔性铰链作为被动关节的6-PSS并联机器人系统,该系统采用压电马达作为驱动器,精密光栅尺作为位置反馈元件,其可在立方厘米级的工作空间内实现微米级精度的运动;在此基础之上,我们在并联机器人的支杆中嵌入压电陶瓷,在压电马达的宏运动结束之后,压电陶瓷可以驱动并联机器人进一步的微调,从而得到一个6-PSS和6-SPS结合宏微双重驱动并联机器人系统,其中,微动系统可在微米级运动空间内实现纳米级的运动精度.基于大行程柔性铰链的宏微双重驱动并联机器人系统,可以同时满足大工作空间和高精度的工程需要.此外,我们将大行程柔性铰链并联机器人系统,成功的应用到激光瞄准靶支撑装置中,其厘米级的运动范围和纳米级的运动分辨力,使其在神光III系统中发挥了十分重要的作用.
哈尔滨工业大学 2021-05-04
含氮有机络合剂的合成及其在硫酸铝中 除铁技术的应用
1.项目简介:目前,我国生产的硫酸铝的产品质量较低,主要表现在氧化铝的含量偏低(Al2O3≤17%):铁离子含量过高(0.3~0.1%)。各生产厂家虽然投入了大量的人力和物力降低铁离子含量从而提高氧化铝的含量,但收效甚微。该项目中的含氮有机螯合剂是一种高效的铁离子螯合沉淀剂,在制备无铁或低铁工业硫酸铝中,与其它除铁试剂和方法相比,具有效率高,沉淀速度快,条件温和,工艺技术简单,成本低,无“三废”排放,经济效益和社会效益显著等特点;氮有机螯合沉淀剂用于硫酸铝母液中除铁,可以使固体硫酸铝产品中的含铁量从0.2%降至20ppm,达到无铁级标准。 高纯度的无铁离子硫酸铝广泛应用与高档纸品的生产。 2.技术特点: ①. 该技术除铁效果非常明显,产品经武汉市产品质量监督管理局检验化工站参照HG/T2225-2001标准方法检验,符合Ⅱ型一等品技术指标要求。 ②. 有机螯合沉淀剂的生产工艺简单,设备投资少;没有废酸、废水、废气等污染物排放。符合环保要求。 ③. 此技术应用到原有的硫酸铝生产工艺上无须较大的设备改造,即可达到理想的除铁效果。且该有机络合沉淀剂可回收重复使用。
武汉工程大学 2021-04-11
一种升降的高拉速下抑制结晶器液面波动的系统
(专利号:ZL 201510240031.9) 简介:本发明公开了一种升降的高拉速下抑制结晶器液面波动的系统,属于结晶器工艺优化技术领域。本发明包括主体单元和升降单元,聚流器侧面设有与其相连通的聚流口,聚流器内部设有挡流板;分流器为一长方体,分流器上部设有从分流器的中心向分流器两侧,大小依次增大的若干通孔;出流口通过吊柱与分流器相连,分流器通过大吊柱与升降单元相连;升降车两端设有车轮,车轮与竖直设置的铁轨相配合;铁轨顶部设有滑轮,钢缆一端绕过滑轮与升降车相连,钢缆另一端与升降电机的转轴相连。本发明能够抑制高拉速下结晶器液面波动,且能够使聚流口最大限度聚集由浸入式水口侧孔喷射出来的射流、有效抑制分流器水口上释放钢液量不均匀的现象。
安徽工业大学 2021-04-11
基于FPGA的TFT-LCD液晶屏的差分数据格式转换系统
低压差分LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)传输技术因具有低功耗、低误码率、低串扰辐射等特点,被广泛地应用在高带宽和高速I/O接口通信系统中。目前,在各种类型的TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display)薄膜晶体管液晶显示屏的图像数据接口通信中都采用LVDS传输技术。但是不同厂家、不同尺寸、不同分辨率的TFT-LCD屏对应传输信号的差分格式及协议不同,影响了屏的兼容性,为生产视频处理电路主板的厂家测试带来了极大的不方便,实际生产中急需要把种类繁多的差分数据协议转换成具有多媒体标准协议的TMDS数据格式。本项目将对应不同尺寸、不同分辨率、不同传码率的TFT-LCD液晶显示屏的差分数据格式及传输协议的图像信号转换为多媒体标准协议的TMDS格式信号,采用片上系统FPGA器件实现, 提高显示屏的兼容性,方便生产显示器的厂家测试电路主板,提高了生产效率。
青岛大学 2021-05-10
基于AI大数据深度学习的胃肠道肿瘤辅助病理诊断系统的研发
针对植物油炼制过程产生的脱臭馏出物化合物因其组分结构相似和物化性质相近导致现有主要生产技 病理是肿瘤诊断的金标准。病理诊断的准确严重依赖病理科医生的经验。智能化数字病理是数字化病 术中分离选择性差等关键问题,提出了以离子液体类溶剂强化的维生素E提取技术,重点发展植物脱臭馏 理与人工智能(AI)的结合,其推广不但能减轻病理医生的工作负担,还能提高医疗欠发达地区的诊断水 出物中维生素E提取的连续萃取分离工艺。基于相平衡实验数据拟合热力学模型参数,构建离子液体类溶 平,是病理学发展的未来趋势。
中山大学 2021-04-10
关于召开“四新”背景下的一流创新创业学院建设论坛的通知
为贯彻落实《关于进一步支持大学生创新创业的指导意见》,助力提高人才培养质量,提升大学生就业能力,更好地服务经济社会发展,经研究,中国高等教育学会决定举办“四新”背景下的一流创新创业学院建设论坛。
中国高等教育学会 2022-07-19
关于钙钛矿太阳能电池中光增强的离子迁移现象的研究
利用实验室自行搭建的温度,光强,电场三场共同调制的集成测试系统,对CH3NH3PbI3薄膜进行了变温(17-295K)和不同光强(0-20mW/cm2)下的恒电流测试,发展了一整套将钙钛矿材料中的电子电导与离子电导分离开来的方法。通过系统和定量分析,得到了CH3NH3PbI3在不同光强下离子迁移的活化能数据。发现随着光强的增强(从0增大到20mW/cm2),活化能降低了五倍左右(0.82 to 0.15eV)。这强有力的证明了离子迁移在光照下得到了显著增强,而离子迁移的增强会导致更多的缺陷态产生,从而导致电池效率的下降。
北京大学 2021-04-11
基于大行程柔性铰链的6自由度并联机器人系统的研究
项目成果/简介:随着机器人技术的逐步完善,适于特殊作业的机器人种类也日益增多,其应用领域不断拓展到微电子制造,MEMS封装与组装,高精密机械加工与装配,生物芯片制备,大范围高速扫描检测装备等行业.随之而来的,各行业对机器人的性能指标提出了越来越高的要求,追求机器人的高定位精度,高重复精度,高分辨力,同时还要求其工作范围大,质量轻,能耗低等,从而对机器人结构的设计提出了更高的要求.在这样的前提之下,为满足
哈尔滨工业大学 2021-01-12
一种具有内置营养通道的三维生物结构的打印装置
本发明公开了一种具有内置营养通道的三维生物结构的打印装置,包括喷头、喷头移动方向控制单元以及供液装置,所述喷头包括:带有内腔的安装管;同轴密封固定在内腔两端的外喷头和内喷头,所述内喷头的出料端伸入外喷头的喷腔内且继续延伸至与外喷头的出料端平齐;所述外喷头和内喷头分别通过管路与所述的供液装置连通。本发明操作简单,成本低,具有可更换的喷头和夹具,适用于不同尺寸和不同材料的生物结构打印。
浙江大学 2021-04-13
基于流化床热解过程的煤炭分级转化分质利用技术的研究开发
煤现在是、将来仍是我国能源的主力。煤炭是中国最重要的能源,生产和消费的数量大、比重高,短期内难以替代。80%的煤炭通过直接燃烧利用,5 0%以上的煤炭为含水高、含灰高的低阶煤和劣质煤。煤炭粗放燃烧利用导致的污染严重。我国油气资源严重短缺,石油进口份额超过50%。基于我国能源资源结构,煤炭的热解或气化利用是弥补油气资源的不足的一条有效途径,包括国家战略安全。煤炭燃烧利用为主的结构短期内不会变,煤炭分级分质利用是煤炭重要发展方向。《能源发展战略行动计划(2014-2020)》,该行动计划明确指出:"提高煤炭清洁利用水平。制定和实施煤炭清洁高效利用规划,积极推进煤炭分级分质梯级利用。浙大团队通过多年研究开发实现了基于煤热解的分级转化分质利用技术路线。
浙江大学 2023-05-10
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