- 1、本文档共6页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
基于粘滑驱动的球基微操作器动力学建模与分析-机械工程学报
第 43 卷第 4 期 机 械 工 程 学 报 Vol.43 No.4
2007 年 4 月 CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Apr. 2007
基于粘滑驱动的球基微操作器
动力学建模与分析*
郭 伟 汪 盛 李满天 孙立宁
(哈尔滨工业大学机器人研究所 哈尔滨 150001)
摘要:球基微操作器是一种广泛应用于微纳米精密作业的微机器人系统,由基座、微操作球和顶端嵌有红宝石球
的 3 根四分压电陶瓷管组成。基于此,通过驱动压电陶瓷管弯曲或摆动,依靠红宝石球与微操作球间惯性摩擦形
成的相对位移实现微操作球 3 自由度的运动。这种摩擦运动中存在粘滑现象,粘滑驱动带来的非线性导致球基微
操作器动力学性能复杂。在简化球面高副连接的条件下,建立具有粘滑特性的微操作器系统动力学模型。基于动
态摩擦模型,运用数值方法分析多个参数对微操作器运动性能的影响,通过仿真手段完成模型验证。进行微操作
器运动测试试验,进一步验证所建立的动力学模型的正确性和有效性。
关键词:微操作器 动力学建模 粘滑驱动 数值分析
中图分类号:TG156
滑驱动带来很强的非线性,基于粘滑驱动原理的
0 前言* 微操作器动力学特性研究成为人们关注的热点。
文献[1-4]分别研究了粘滑现象对系统动力学性能的
微操作器一般是指在较小的工作空间内进行系 影响;文献[5-6]则分别讨论了粘滑驱动的实现及
统精度达到微米或亚微米操作的机器人。微操作器 应用。
一般具有行程大、分辨率高、体积小、输出力大及 本文从系统的拉格朗日方程入手,建立微操作
速度可控等性能,在微装配、光学调整、微外科手 器的动力学模型。着重分析了微操作球的动力学方
术和生物细胞操作等领域具有广泛的应用背景。 程。运用数值方法研究了多个参数对微操作器运动
微操作器机构、驱动和检测方式各异,但采用 性能的影响,并得到试验印证。研究结果为微操作
压电陶瓷驱动是目前的主流。德国、芬兰、日本等 器的设计优化与控制提供了参考和依据。
已有一些研究机构及公司提供了这方面的产品和研
究成果。其中德国 PI 公司研制了三轴压电陶瓷驱动 1 微操作器动力学方程
的纳米级微操作器,其运动范围 100 µm×100 µm×
100 µm,分辨率 1 nm;Jena 公司研制的五轴微操作 微操作器由压电陶瓷管,微操作球以及红宝石
器,3 直线自由度行程可达 100 µm,2 转动自由度 球三个部分组成,模型如图 1 所示。三根四分压电
行程可达±2.5 mrad ,分辨率达到纳米级。芬兰坦佩 陶瓷管驱动微操作球,通过控制压电陶瓷管的弯曲
雷工业大学研制了 3 自由度并联微操作手,由压电陶 和摆动,依靠惯性摩擦原理实现微操作球 3 自由度
瓷驱动,能实现亚微米级分辨率,运动范围 500 μm 。 (绕 x 、y 、z 轴) 的转动。三根陶瓷管相互成 90º,且
这些微操作手分辨率及重复定位精度较高,但工作 轴线相交于操作球的球心。这样可以避免空间的运
空间较小,通常是采用宏/ 微双重驱动方式加以改 动耦合,减少计算量,降低控制难度。
善,然而这导致了微操作器体积增大,并且宏微运
动之间的切换技术也不够完善。 压电陶瓷管 微操作球
您可能关注的文档
- 基于曲率约束的三维模型凹区域分割线提取算法-计算机工程.PDF
- 基于最优轨迹的两挡无动力中断变速器控制方法-清华大学学报.PDF
- 基于最小成本的高度能力计算方法-交通运输工程学报-长安大学.PDF
- 基于最小二乘法的落叶松木粉粒径数学建模与分析-林业科学.PDF
- 基于有限元的柴油机机体孔系镗削工艺参数优化-江苏科技大学学报.PDF
- 基于有限元法的高速平面凸轮机构动力学分析-西北工业大学学报导航页.PDF
- 基于机器视觉的打磨工件跟踪方法研究-计算机应用研究.PDF
- 基于机器视觉的螺纹零件头部裂纹检测-计算机应用与软件.PDF
- 基于本体的林业领域文档特征权重模型-计算机工程与应用.PDF
- 基于机构最小阻力定律的旋转型变自由度机构运动-河北科技大学学报.PDF
- 2024年中国钽材市场调查研究报告.docx
- 2024年中国不锈钢清洗车市场调查研究报告.docx
- 2024年中国分类垃圾箱市场调查研究报告.docx
- 2024年中国水气电磁阀市场调查研究报告.docx
- 2024年中国绿藻片市场调查研究报告.docx
- 2010-2023历年初中毕业升学考试(青海西宁卷)数学(带解析).docx
- 2010-2023历年福建厦门高一下学期质量检测地理卷.docx
- 2010-2023历年初中数学单元提优测试卷公式法(带解析).docx
- 2010-2023历年初中毕业升学考试(山东德州卷)化学(带解析).docx
- 2010-2023历年初中毕业升学考试(四川省泸州卷)化学(带解析).docx
文档评论(0)