导读:本文包含了微夹持器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:铰链,柔性,模型,目标,刚度,立方,倍数。
微夹持器论文文献综述
林超,李坪洋,沈忠磊,余江,郑山[1]（2019）在《压电驱动微夹持器特性分析》一文中研究指出针对微夹持器的大行程、低耦合等要求,采用桥式机构和杠杆机构设计了一种新型叁级放大微夹持器。根据柔性机构学、弹性力学和动力学原理,优化了桥式机构的固定位置提高微夹持器的动态特性,建立了微夹持器的理论位移放大模型、耦合误差模型和动力学模型,获得了微夹持器的输出位移特性与动态特性。应用3D打印和线切割加工技术加工出微夹持器实体,通过理论、仿真和实验数据对比验证了理论模型的正确性,微夹持器的位移放大倍数达到了19. 7倍,固有频率为223 Hz,与实验数据的误差均在10%以内波动,工作行程达到了750μm同时耦合误差仅为工作行程的0. 35%,实现了微夹持器大行程、高精度、低耦合和良好的动态特性。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2019年07期）
尹磊[2]（2019）在《平面四爪微夹持器结构设计及优化》一文中研究指出微夹持器作为一种末端执行器广泛应用于光学检测、生物医疗和微纳操作等精密工程领域,为了实现微夹持器对不规则微小物体的稳定夹持、避免夹取过程中操作对象脱落损伤,设计一款结构合理、响应速度快、夹持精度高、夹持稳定的微夹持器具有重要意义。本文针对2点接触式的平面夹持易失稳、夹持可靠性不高、夹持精度低等问题,提出了利用桥式放大和杠杆放大原理,设计一种新型的4点接触微夹持器,并建立了几何模型;根据输入位移与输出位移之间的放大关系建立了微夹持器放大系数的数学模型,确定了微夹持器的理论放大倍数计算公式,并利用ANSYS对其仿真分析,结果表明该夹持器具有较大的夹持行程和较快的响应速度。为了提高微夹持器的综合性能,本文利用BP神经网络模型的多目标优化方法,建立了不同设计参数的有限元模型;通过拉丁超立方试验设计方法选取试验点,利用BP神经网络进行训练推导出设计参数与性能指标之间的全局映射关系,并通过多目标遗传算法进行全局寻优搜索运算,求出设计最优解并确定了合理的结构参数。经实验验证及仿真对比,结果表明优化后微夹持器固有频率增大了10.85%,放大倍数增大了7.15%,最大应力降低了4.47%,说明四点接触夹持器的综合性能得到了明显提高,表明该优化方法具有一定的可行性。在微夹持器控制操作方面,为了减轻压电陶瓷迟滞性产生的振荡误差的影响,本文建立了操作平台的数学模型,利用Simulink仿真对微夹持器初始PID参数进行微调,实现了PID对微夹持器系统的控制,输出了微夹持器阶跃响应曲线。经对比分析,结果表明在PID控制作用下微夹持器能更为迅速的进入响应稳态,系统振动次数明显减少,整体稳定性得到了较大提升。针对平面夹持的局限性,本文设计了一种结构对称的空间微夹持器,该夹持器能够通过压电陶瓷同步驱动4个夹持臂来完成夹持作业,对形状不规则的操作对象具有良好的夹持效果,采用Ansysworkbench有限元分析软件对该夹持器进行了仿真分析,仿真结果表明,在满足强度要求的情况下该夹持器的实际放大倍数为7.5,固有频率为419.72HZ,具有较快的响应速度和夹持稳定性,说明了该空间微夹持器结构是可靠和合理的。(本文来源于《江西理工大学》期刊2019-05-18）
张卓[3]（2018）在《电热驱动微夹持器的设计、制作及细胞操作实验》一文中研究指出随着科技水平的进步,生物、医学等领域的科学研究和应用逐渐走向微观化和精准化。细胞微操作是推动这一趋势的关键技术,是人工受精、克隆、新药研制及基因工程的前提技术保障。目前,传统微吸管真空吸附的操作方式存在失败率高、灵活性和可重复性差、效率和精度低等问题,远不能满足相关领域科学研究和临床应用的发展需求。电热驱动微夹持器结构紧凑、可靠,控制简单,操作方式灵活多样,用电热驱动微夹持器机械夹持代替传统微吸管真空吸附的操作方式为解决上述问题提供了新思路,但当前研究尚处于静态层次的初级水平,在功能和性能上都无法满足细胞微操作的要求。本文以电热驱动微夹持器为研究对象,围绕静力学、动力学、设计、制作、测试、控制,及实验等方面,从理论到实验、软件到硬件开展了深入、系统的研究,有效提升了电热驱动微夹持器的性能。主要包括以下几个方面内容:(1)针对真空与空气两种环境,分别建立了V型和Z型电热驱动器的电-热和热-机多物理场耦合子模型,进而建立了V型和Z型电热驱动器统一的静力学模型,并对V型和Z型电热驱动器进行了详细分析与性能比较,为电热驱动器设计提供了依据。(2)建立了偏微分方程形式电热驱动器电-热场的动态模型。考虑轴向和横向振动的耦合,分别建立了V型和Z型电热驱动器的自由振动模型,求出了固有频率和模态。通过详细参数分析,发现了电热驱动器的动力学特性主要由电-热场决定,从而求出了电热驱动器的系统动态响应,揭示了电热驱动器的动力学特性。并进一步建立了常微分方程形式的电热驱动器动力学方程,为电热驱动微夹持器的控制奠定了基础。(3)设计并制作了多组电热驱动器,从静态响应、动态响应、氧化失效及失稳等方面开展了一系列测试与比较分析,改进了电热驱动器结构尺寸,提高了输出位移。利用拓扑优化方法,设计了一种柔顺微夹持机构,并制作了电热驱动微夹持器,实验测试表明,其输出位移可完全满足细胞操作需要。(4)根据动力学方程,建立了电热驱动器和电热驱动微夹持器的系统传递函数,并通过实验求得了综合材料参数,进而修正了传递函数模型。从而设计了P和PD控制器,通过数值仿真和实验,显着提高了电热驱动微夹持器的响应速度,并抑制了稳态振动。(5)搭建了一套细胞微操作系统,集成了机械臂、电动平台、电热驱动微夹持器、相机及显微镜等硬件,开发了操作软件,可实现图像实时显示、设备连接、手动操作、自动操作和反馈控制等功能。按照所规划的细胞微操作过程,首次实现了电热驱动机械夹持方式的斑马鱼卵细胞自动穿刺。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-06-01）
尹磊,唐军,陈庭辉[4]（2018）在《新型平面四爪微夹持器的设计与分析》一文中研究指出针对微夹持器在夹持操作过程中的不稳定夹持问题,采用桥式放大及杠杆放大原理设计了一种新型的微夹持器,该夹持器由一个驱动器进行驱动4个夹持臂来实现对夹持目标的四点夹持接触,具有较好的夹持稳定性和较快的夹持响应速度。文中建立了该夹持器的几何和数学模型,并进行了理论分析,同时使用有限元软件Ansysworkbench对其模型进行了仿真计算。结果表明其放大倍数约为7.3倍,固有频率为278.63Hz,最大应力为359.07MPa。经比较,理论值与仿真结果误差为4.2%,达到设计要求。(本文来源于《组合机床与自动化加工技术》期刊2018年05期）
周开欢[5]（2017）在《精密柔性微夹持器的设计与控制》一文中研究指出微夹持器是高精度微纳操作中的重要末端执行机构,其性能直接影响微操作的效率和质量。本文以实现稳定、可靠夹持为目的,设计了一种新型非对称结构微夹持器,从微夹持器的结构设计、特性分析、控制系统设计等方面对其进行了系统地研究,并搭建实验平台,完成了微夹持器的夹持试验与性能测试。本文主要研究工作如下:提出微夹持器的结构设计方案。首先选用压电陶瓷作为驱动器;再设计单侧运动模式和平行夹持方案,保证固定的定位基准,避免模态密集问题,实现平行稳定夹持;最后设计由杠杆机构、桥式放大机构及平行四边形杠杆机构组成的叁级柔性位移放大机构,保证足够的位移放大倍数。采用伪刚体模型法和有限元分析法进行特性分析。利用伪刚体模型方法建立微夹持器的等效模型,并以此为基础对微夹持器进行运动学、静力学及动力学分析,确定了微夹持器的输入刚度、位移放大倍数以及固有频率等参数。使用有限元分析方法验证理论分析的结果。经有限元静力分析,得到了微夹持器的位移放大倍数;通过模态分析,确定了微夹持器的各阶模态振型及相应的固有频率;最后通过夹持力分析,得到了夹持力随着输入位移的变化关系。设计微夹持器控制系统。设计离散滑模控制器,用于控制夹持臂的位移和夹持力,并采用位移/力切换控制策略实现了微夹持器的位移和夹持力的平稳控制。其中,控制器的力信号通过在柔性梁处粘贴应变片测得,控制器的位移信号通过外接激光位移传感器测量获得。搭建实验平台,测试微夹持器性能。进行夹持实验测试夹持臂的夹持性能;进行特性实验测试了微夹持器的位移放大倍数和固有频率。进行控制实验测试微夹持器的位移、力阶跃响应和位移/力切换控制策略。结果表明,微夹持器具有良好的性能,位移/力切换控制策略可以实现高精度的抓取操作。(本文来源于《天津大学》期刊2017-12-01）
宫金良,贾国朋,张彦斐[6]（2018）在《基于约束置换的双驱动微夹持器刚度分析》一文中研究指出刚度是微动机构重要的性能指标之一,准确且简便的刚度求解方法是进一步对微动机构分析与优化的重要前提。为寻找更优的刚度求解方法,根据结构力学中的力法原理探讨了一种新的刚度求解思路:将微动机构视为超静定结构,并用未知力来置换其冗余约束,转化为相应的静定结构。然后通过位移协调求得未知约束力,对外力已知的静定结构进行位移求解,从而得到微动机构的刚度。同时根据平面型微动机构的结构特点对其进行了规范化与简化处理,最终建立了一种适用于平面型微动机构刚度求解的一般性方法,并实现了基于Matlab的规范化求解程序。最后,为验证该程序的求解精度,应用该程序求解了一种结构对称型双驱动微夹持器的整体刚度。通过与有限元方法分析结果的对比试验,表明该方法的刚度误差控制在5%以内,验证了方法的有效性和高精度特性。(本文来源于《机械工程学报》期刊2018年05期）
胡俊峰,蔡建阳,郑昌虎[7]（2016）在《基于Kriging模型的微夹持器优化设计》一文中研究指出为了综合平衡一种新型微夹持器的张合量、夹持力灵敏度与快速响应,提出一种Kriging模型的优化方法。采用拉丁超立方抽样方法确定试验点,采用ANSYS计算各试验点对应的响应值。进行相关性分析以确定对性能影响较大的结构参数,并将其作为优化设计变量。采用Kriging理论建立能反映性能指标与设计变量之间关系的非线性模型,并建立多目标优化模型。比较分析优化前与优化后的各性能指标可知,放大倍数增大了7.4%,固有频率增大了16.46%,输出刚度增大了9.84%,最大应力减小了5.75%,说明所提出的性能优化方法有效。(本文来源于《中国机械工程》期刊2016年14期）
胡俊峰,蔡建阳,郑昌虎[8]（2016）在《一种具有力传感的微夹持器设计与标定》一文中研究指出为了避免微夹持器在夹持微小对象过程中对其造成损伤或脱落,要求对夹持力进行预测和控制。提出了一种将电阻式应变片集成于微夹持器结构实现结构-传感一体化设计。以夹持力产生的应变最大、压电陶瓷驱动力产生的应变最小为目标对传感单元的尺寸参数进行优化设计。采用最小二乘方法分别标定压电驱动器输入电压、夹持力与力传感单元应变之间的关系。结果表明,描述驱动电压与传感单元应变的关系为3阶多项式,力传感单元应变与夹持力之间的关系为线性关系。可得出夹持力与驱动电压之间的关系为3阶多项式,利用该关系式可实现预测和控制夹持力。所提出的设计思路和标定方法为微夹持器设计提供一种新思路。(本文来源于《电子测量与仪器学报》期刊2016年03期）
杨依领,傅雷,田埂,娄军强,魏燕定[9]（2015）在《集成位置/力传感器的桥式压电微夹持器》一文中研究指出针对微操作和微装配任务中起着至关重要作用的微夹持器的设计问题,考虑其对大行程、平动夹持和集成位置/夹持力检测的要求,采用桥式放大机构和平形四边形机构,设计了一种柔顺压电微夹持器.根据机械原理和柔顺机构学,推导了微夹持器的理论放大倍数、固有频率和输出耦合比.然后通过ANSYS软件,对微夹持器的放大倍数、固有频率和输出耦合比进行了仿真,最后建立了实验测控系统来验证该微夹持器的性能.实验结果表明:该微夹持器的夹持范围为0.345μm~328.2μm,放大倍数为16.4,固有频率为157.5 Hz,ANSYS仿真与实验测得的放大倍数和固有频率的相对误差分别为17.7%和12.9%,实验结果验证了理论模型和有限元仿真的正确性,实现了大行程、平动夹持和集成位置/力传感器的设计目标.(本文来源于《机器人》期刊2015年06期）
孙媛,金鑫,叶鑫,张之敬,张晓峰[10]（2014）在《面向中间尺度零件精密装配的微夹持器》一文中研究指出中间尺度零件广泛地被应用于复杂微小型武器系统的研发和生产中。中间尺度零件的尺度范围跨度大,形状种类多样,结构易被损坏,在目前我国武器装备科研生产中主要以手工装配为主,效率低,可靠性差。因此,如何在自动化操作和装配过程中对中间尺度零件进行安全可靠的夹持,一直是微小型武器系统精密装配领域的一个难点。研制了一种针对特征尺寸在亚毫米级至厘米级的轴类和块类零件的跨尺度微夹持器,通过成对的刚性-柔性夹爪以及精密直线运动平台的驱动来实现夹持动作,用粘贴于柔性夹爪上的应变片传感器所构成的电桥来实时测量零件所受夹持力作为控制依据。对柔性夹爪的结构参数进行了优化设计,提出同类夹爪关于所面向零件尺寸的优化设计模型。对柔性夹爪进行仿真分析,确定应变片最佳粘贴位置,推导针对柔性夹爪的特殊结构的应变-夹持力计算模型。夹持-释放实验结果表明,该夹持器能够对中间尺寸零件进行稳定、无损伤的夹持并可获得准确的夹持力信息。(本文来源于《兵工学报》期刊2014年12期）
微夹持器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
微夹持器作为一种末端执行器广泛应用于光学检测、生物医疗和微纳操作等精密工程领域,为了实现微夹持器对不规则微小物体的稳定夹持、避免夹取过程中操作对象脱落损伤,设计一款结构合理、响应速度快、夹持精度高、夹持稳定的微夹持器具有重要意义。本文针对2点接触式的平面夹持易失稳、夹持可靠性不高、夹持精度低等问题,提出了利用桥式放大和杠杆放大原理,设计一种新型的4点接触微夹持器,并建立了几何模型;根据输入位移与输出位移之间的放大关系建立了微夹持器放大系数的数学模型,确定了微夹持器的理论放大倍数计算公式,并利用ANSYS对其仿真分析,结果表明该夹持器具有较大的夹持行程和较快的响应速度。为了提高微夹持器的综合性能,本文利用BP神经网络模型的多目标优化方法,建立了不同设计参数的有限元模型;通过拉丁超立方试验设计方法选取试验点,利用BP神经网络进行训练推导出设计参数与性能指标之间的全局映射关系,并通过多目标遗传算法进行全局寻优搜索运算,求出设计最优解并确定了合理的结构参数。经实验验证及仿真对比,结果表明优化后微夹持器固有频率增大了10.85%,放大倍数增大了7.15%,最大应力降低了4.47%,说明四点接触夹持器的综合性能得到了明显提高,表明该优化方法具有一定的可行性。在微夹持器控制操作方面,为了减轻压电陶瓷迟滞性产生的振荡误差的影响,本文建立了操作平台的数学模型,利用Simulink仿真对微夹持器初始PID参数进行微调,实现了PID对微夹持器系统的控制,输出了微夹持器阶跃响应曲线。经对比分析,结果表明在PID控制作用下微夹持器能更为迅速的进入响应稳态,系统振动次数明显减少,整体稳定性得到了较大提升。针对平面夹持的局限性,本文设计了一种结构对称的空间微夹持器,该夹持器能够通过压电陶瓷同步驱动4个夹持臂来完成夹持作业,对形状不规则的操作对象具有良好的夹持效果,采用Ansysworkbench有限元分析软件对该夹持器进行了仿真分析,仿真结果表明,在满足强度要求的情况下该夹持器的实际放大倍数为7.5,固有频率为419.72HZ,具有较快的响应速度和夹持稳定性,说明了该空间微夹持器结构是可靠和合理的。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微夹持器论文参考文献
[1].林超,李坪洋,沈忠磊,余江,郑山.压电驱动微夹持器特性分析[J].仪器仪表学报.2019
[2].尹磊.平面四爪微夹持器结构设计及优化[D].江西理工大学.2019
[3].张卓.电热驱动微夹持器的设计、制作及细胞操作实验[D].北京工业大学.2018
[4].尹磊,唐军,陈庭辉.新型平面四爪微夹持器的设计与分析[J].组合机床与自动化加工技术.2018
[5].周开欢.精密柔性微夹持器的设计与控制[D].天津大学.2017
[6].宫金良,贾国朋,张彦斐.基于约束置换的双驱动微夹持器刚度分析[J].机械工程学报.2018
[7].胡俊峰,蔡建阳,郑昌虎.基于Kriging模型的微夹持器优化设计[J].中国机械工程.2016
[8].胡俊峰,蔡建阳,郑昌虎.一种具有力传感的微夹持器设计与标定[J].电子测量与仪器学报.2016
[9].杨依领,傅雷,田埂,娄军强,魏燕定.集成位置/力传感器的桥式压电微夹持器[J].机器人.2015
[10].孙媛,金鑫,叶鑫,张之敬,张晓峰.面向中间尺度零件精密装配的微夹持器[J].兵工学报.2014
论文知识图
