托卡马克遥操作多功能重载机械臂旋转关节救援机构研究

以多功能重载机械臂中的关键旋转关节潜在的故障为对象，开展关节救援机构的研究。分析了该关节救援机构的概念设计，针对可能的故障提出了一种切实可行的救援机构设计方案。按照简洁、模块化的设计原则，综合考虑救援机构概念设计、救援工况需求和旋转关节内部的空间布局，设计了以救援减速箱机构和电机抱闸开启机构为主体的关节救援机构，同时明确了该关节的救援操作流程。     

曲柄摇杆式抓片机构的非线性动力分析

本文给出了曲柄摇杆机构抓片爪的运动方程,建立了胶片运动的非线性模型,从理论上分析了具有曲柄摇杆型抓片机构的间隙式高速摄影机的输片力特性.最后讨论了最大输片力与机构参数之间的关系,提出了机构优化的原则与步骤.     

空间相机调焦机构运动同步性误差分析

研究了空间相机调焦机构的运动同步性误差对成像质量的影响。针对某型空间相机的大尺寸焦面调焦机构,分析了运动同步性误差产生的原因。按照其光学系统参数计算得出当系统光学传递函数下降不超过5％时,调焦机构运动同步性误差的最大允许值为0.02 mm。针对其采用的调焦机构,推导出运动同步性误差计算公式,并计算得到该调焦机构的最大运动同步性误差为0.015 mm。最后,对该调焦机构进行了实际测试。测试结果显示,该调焦机构的运动同步性误差在振动实验前后分别为0.012和0.013 mm,表明该机构的运行非常稳定。理论分析以及实验结果证明了该调焦机构完全满足应用要求。     

光刻物镜偏心调节机构抑制耦合误差设计

为了找出耦合误差产生的根源,探讨了柔性偏心机构设计方法.首先,给出了机构组成和工作原理;然后,基于柔度矩阵法对机构建模,分别推导了桥式位移放大机构、导向机构、连接机构的柔度;最后,综合得到机构的整体柔度.分析结果表明柔度矩阵法得到的输出柔度理论值和有限元法得到的结果误差为8.126%,机构的一阶固有频率为73.78Hz.在40N的驱动力范围内,机构可以实现66.466μm的行程,透镜和机构上的最大应力分别为0.0711 MPa和235.22 MPa,Y/Z/RX/RY/RZ耦合误差和X向行程的比分别为0.0543%、0.0082%、1.218×10-8rad/μm、1.870×10-7rad/μm、6.073×10-7rad/μm.调节后镜片面形PV值优于24nm,RMS值优于5nm,并且主要为像散.通过合理的柔度设计,机构接近完全解耦,揭示了不合理的机构刚度是产生调节耦合误差的根源.     

空间遥感器调焦机构组件动特性分析

为了研究某种空间遥感器调焦机构组件的动特性,对其进行了锤击法模态试验。通过采用有限元分析软件MSC/NASTRAN对空间遥感器调焦机构组件进行模态分析,得到了空间遥感器调焦机构组件的低阶固有振动频率和主振型。对空间遥感器调焦机构组件试验模态与计算模态进行了对比,并进行了相关性分析和评估。通过空间遥感器调焦机构组件试验模态与计算模态的对比可知:前四阶的固有频率相对误差均在5%以内;模态置信准则判据(MAC)的值均在0.95左右;模态贡献因子(MPF)的值均在0.9左右。说明空间遥感器调焦机构组件计算模态与试验模态具有比较好的相关性,有限元模型比较准确地反映了实际的空间遥感器调焦机构组件的动特性,并为空间遥感器调焦机构的进一步设计提供了依据。     

空间相机调焦机构的设计与分析

设计了一种用于空间相机的调焦机构,该机构采用步进电机带动的精密步进谐波传动。波发生器由椭圆凸轮与套在其上的柔性轴承组成,输出端连接滚珠丝杠将旋转运动转化为直线运动,带动调焦镜沿直线导轨往复运动,其中输出刚轮与绝对式编码器相连,检测调焦移动位移。该机构具有传动比大、精度高、结构紧凑、效率高、运转平稳等特点。针对该机构在空间相机的实际应用,推导出了调焦机构位移与焦面移动的位置关系,并对该调焦机构进行了误差分析,用闭环控制的方式对其精度进行了检测。试验数据表明,该调焦机构传动比为1：70,重复定位精度为2μm,满足空间相机使用要求。     

柔性铰链微位移机构在可调谐F-P滤波器中的应用研究

分析了由于反射镜倾斜导致的可调谐F-P(Fabry-Perot)滤波器失谐。设计了一种柔性铰链式微位移机构,由压电陶瓷驱动,采用平行四连杆机构进行传动导向。采用该机构驱动F-P腔镜扫描克服了直接使用压电陶瓷带来的腔镜倾斜问题。该机构已应用于可调谐F-P滤波器中,输出信号多周期峰值幅度均匀,重复性好。     

三维角度调节靶架的定位精度分析

针对大功率激光装置中送靶机构特性,设计了一种新型三维角度调节靶架,该靶架由一个正切机构实现回转角度调整,由一套正交分布的正切机构实现二维角度偏摆调整。从靶架机构中的原理误差、结构误差和牵连误差出发,对角度调节靶架机构的结构参数进行了分析。结果显示:靶架机构误差受直线驱动器位移、驱动器球头半径、正切机构作用半径、驱动器安装孔角度误差、驱动器圆柱面对中误差、两个正切机构正交误差、靶杆和回转轴线倾斜角度影响。靶杆和回转轴安装倾斜误差影响较大,球接触误差次之,通过精密装调及控制系统补偿后此三维角度调节靶架精度可达0.1 mrad。     

大面阵数码相机快门驱动机构的设计分析与改进

设计了一套用于大面阵数码相机的全电控快门驱动机构。连杆机构驱动幕帘快门上弦,杠杆机构驱动快门释放。对上弦连杆机构的设计进行了较详细的分析和计算,并对机构在调试中出现的一些问题进行了分析和改进。     

同步辐射聚焦镜压弯机构设计与面形误差分析

基于同步辐射聚焦镜的原理，对压弯机构进行设计，对压弯理论进行介绍, 并推导了压弯镜理论面形的计算过程；根据设计理论建立了基于柔性铰链的压弯机构的模型，并对压弯机构的参数进行计算，有效长度为84.9 mm，最大力矩为259.8×10-3 N·m。设计并校核了压弯机构，满足了压弯机构在材料力学上的要求；最后针对压弯镜存在的理论面型误差，通过对压弯镜进行有限元仿真得到模拟值，与理论值进行对比，分析了不同的因素对面型误差的影响。     

基于电磁耦合机构的非接触电能传输系统

基于非接触电能传输技术的研究,设计了非接触电能传输系统的供电机构、耦合机构和受电机构三大基本模块。对系统的整流滤波和高频逆变电路进行了仿真实验,整流输出电压波动小于6%,谐振逆变电路输出信号频率达1000Hz以上。采用低频信号发生器作为供电机构对系统进行了性能测试,给出了500Hz下的空气间隙与电压传输效率的实验关系曲线,随空气间隙增大,电压传输效率降低。     

激光陀螺腔长控制机构研究与改进

腔长控制机构在激光陀螺中通过控制腔长来保证激光陀螺工作光束的频率稳定,其对激光陀螺性能的提高有着重要意义。针对激光陀螺工作过程中,传统腔长控制机构的控制镜扭偏导致光束在腔中的位置偏移毛细孔的中心位置,引起腔内的散射、损耗发生变化从而影响陀螺性能及精度的问题,对激光陀螺腔长控制机构进行了研究,并设计了一种新的腔长控制机构以减小控制镜的扭偏对陀螺产生的影响。利用有限元分析法对新腔长控制机构进行了优化设计和仿真。试验表明,新的腔长控制机构减小了控制镜的扭偏,使得激光陀螺的零偏稳定性由0.7/h提高至0.3/h。     

一种基于矢量变频技术的超导线圈专用恒张力绕线机

为满足绕制超导线圈的工艺要求,设计了一种基于矢量变频技术的恒张力绕线机构。说明了本机构的设计原理,并且具体介绍了恒张力控制系统的软硬件构成和数学模型的建立。此绕线机构完全满足超导线圈的工艺要求,结构简单,控制精度高。     

关于滚环机构设计计算方法的探讨

滚环机构(Rollinq Loop Mechanism)是一种采用新工作原理的间歇输片机构。本文在分析这一系统基本工作原理的基础上,推导了机构工作角、光效系数、片环曲线方程,并给出了片带运动段上各点的速度与加速度的计算方法。 在给定机构主要设计参数后,利用本文提出的方法,在电子计算机上可以迅速求解     

机构精度分配的价值分析法

本文利用价值分析的理论和观点,论述和提出了机构精度分配的价值分析法,并导出了相应机构精度分配公式和算法的具体步骤。     

超高速相机中的转像机构

转镜式超高速相机中增配了别汉棱镜转像机构后,对光学系统像差计算结果表明：相机的成像质量不受影响,甚至略有改善。鉴于转像机构在相机使用中带来的种种方便,提出了把棱镜转像机构作为相机固定组成部分的建议。特别是当高速分幅相机中配置棱镜转像机构后,可以充分利用相机的最高空间分辨方向,从而成倍地提高相机的时间分辨本领。     

CFETR中心螺线管超导模型线圈预紧机构的优化设计及分析

介绍了中国聚变工程实验反应堆(CFETR)中心螺线管(CS)超导模型线圈，其主要包括Nb₃Sn线圈、NbTi线圈、预紧机构、缓冲区、接头、接头支撑、冷却氦管和氦管支撑等部件。CS模型线圈预紧机构由15个预紧梁、30根预紧杆和支撑板组成。在室温下对预紧机构施加75MN的预紧力，基于ANSYS的电磁分析及优化设计模块进行了预紧机构优化设计和力学分析。力学分析结果表明，预紧机构满足使用要求。     

光刻物镜中光学元件精密轴向调整机构的设计与分析

柔性铰链与高准确度驱动器的结合是实现光学元件轴向精密调节的重要方法.本文介绍了一种采用柔性铰链的轴向精密调节机构,推导并得出了其实现精密调节的原理.通过对应用柔性调节机构的一种典型光机系统的刚度分析,得到在不超过柔性铰链材料屈服应力情况下,光学元件的最大轴向位移可以达到200μm以上;同时,对一种典型参量的柔性结构做了模态分析,得到其一阶固有频率为185.1Hz,证明了调节机构的固有频率满足工作要求.分析了驱动力在此种轴向调整机构中对镜片面形的影响,结果表明:调整机构在接近最大允许驱动力作用下对镜片面形影响为4.41nm,说明其对光学元件的面形影响较小.该研究结果为柔性光学元件轴向调节机构的应用提供了有力依据.     

大型光学望远镜次镜调整机构综述

对于大型光学望远镜来说，主次镜之间的相对位姿有着非常严格的要求，由于主镜质量较大，因此常常将次镜系统设计为有多个自由度的可调整机构，其调整效果对望远镜成像有着重要的影响。随着望远镜的口径不断增大，应用场景的不断发展，次镜调整机构不止要保证高精度，还要有高负载，其设计也越来越具有挑战性。为了寻找大口径望远镜次镜调整机构的可行方案，针对大型光学望远镜的次镜调整机构的发展需求和不同的应用情况，对不同的次镜调整机构进行了整理，分类和对比，最后对各种次镜调整机构的优势与不足进行了总结，对大口径望远镜未来的发展进行了展望。     

菱形HSLDS隔振器负刚度机构质量及摩擦力影响分析

以菱形负刚度机构HSLDS（high static low dynamic stiffness）隔振器（简称菱形HSLDS隔振器）为研究目标,采用虚功法建立负刚度机构等效摩擦力模型,并以拉格朗日方法建立包含负刚度机构质量及摩擦力因素的动力学方程;利用谐波平衡法（HBM）求解动力学方程,分析了负刚度机构质量及摩擦力对隔振的影响及其优化措施,并通过实物样机验证了理论模型的合理性。实验结果表明:负刚度机构质量及摩擦力对隔振均产生不利影响,应尽量减小;将负刚度机构连杆较短侧连接于载荷平台端,可以减小负刚度机构质量对较高频段隔振性能的影响;在限定隔振器刚度参数以及铰接副接触参数且同时满足刚度与摩擦力优化条件下,通过增大连杆机构杆长差的方式可以优化低频段隔振性能,并降低负刚度机构摩擦力对高频段隔振的影响。