“以微带宏”刚柔耦合超精密运动平台

发布时间: 2023-08-17

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术许可

成果类型：发明专利

行业领域：

高端装备制造产业

成果介绍

本项目融合长行程机械导轨与高精度柔性铰链纳米平台，开发了宏微一体化刚柔耦合运动平台，解决了运动平台长行程与高精度的矛盾。在结构上，采用柔性铰链弹性变形来补偿摩擦死区，实现更高精度。在控制上，将非线性摩擦扰动转换为弹性变形扰动，并采用基于指南车的自抗扰控制算法，提前对扰动进行估计补偿，使之等效为无摩擦运动平台，并具有机械导轨的高加速性能。

成果亮点

本发明创新性地将长行程直线平台与高精度柔性铰链纳米平台有机融合在一起，采用柔性铰链弹性变形来补偿摩擦死区，并将难于测量补偿的非线性摩擦等效转变为柔性铰链弹性变形扰动，采用自抗扰控制算法进行弹性扰动的估计和补偿，形成系统的发明专利池，解决了机械导轨摩擦死区的问题，开创机械导轨运动平台实现高速运动纳米级定位的先河，或将引领超精度运动平台的技术革命本发明专利池核心专利在美英德日韩等电子与超精密技术领先国家进行了布局，覆盖范围超过80%的市场。六大相关核心技术也在国内进行全方位的布局，从设计方法、结构到控制，实现了全方位的保护，技术壁垒高。可以制定行业标准，支撑高端电子、激光制造和高精度检测仪器开发，打破Aerotech、Newport和PI等国际巨头对超精密运动平台的垄断。

团队介绍

广东工业大学高速精密运动创新团队，经过十余年的积累，从高速、精准、平稳等角度对运动平台的结构、控制方法和导轨进行了重新发明。申请专利近百件，已获授权50件，其中美英德日韩等发达国家专利14件（已获授权10件，附件***），涵盖电子制造和超精密加工的主要国际市场。专利池估价4721万元，获得了2020年大湾区高价值专利培育布局大赛初创组银奖（第二名，金奖只有1名），三大关键技术的核心专利均获得广东省专利金奖，并作为主要创新点获得了2016年广东省科学技术奖励一等奖和2019年国家技术发明二等奖，支撑了精密电子制造技术与装备教育部重点实验室成为国家重点实验室。在产业化方面，获得了2019年广东省高校成果转化大赛路演初创组二等奖（第二名，一等奖仅1名）。2020年获得第十一届佛山市南海区“蓝海人才计划”创新创业团队A类资助。已经申请发明专利11件，其中用于解决运动平台平稳性的无缝导轨系列专利4件。

成果资料

产业化落地方案

点击查看

成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”创新设计助力装备制造产业科技服务团 (中国机械工程学会) 评价时间：2023-09-05

项昌乐

大连理工大学

教授、院士

综合评价

刚柔耦合精密运动平台，能够实现平台的高精度连续变化位移，避免了加速度突变导致的位移“抖动”。该专利应用于开发的超精密平台突破了机械导轨式运动平台的精度极限，解决了“弹性变形导致的位移不均匀”“摩擦力难测量难补偿”两大技术瓶颈。杨志军教授团队以该专利为核心技术，颠覆传统运动平台设计与控制方法，首创刚柔耦合宏微一体化设计方法，攻克了长行程高速纳米定位难题，应用该专利开发的刚柔耦合超精密直线运动平台、刚柔耦合超精密滚珠丝杠平台、刚柔耦合超精密旋转平台，主要应用在电子制造、激光加工、精密检测等领域，具备高速、精准、平稳三大技术优势。

科创中国

友情链接

海外专利信息资源系统

省级中心站