公开(公告)号：CN116006627A

公开(公告)日：2023-04-25

申请号：CN202310157059.0

申请日：2023-02-23

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 曾理湛 ,  吴英桐 ,  刘凯 ,  赵烁 ,  陈福祥 ,  张昊 ,  陈学东

IPC: F16F15/073 ,  F16F15/03

Abstract: 本发明公开了一种磁浮高承载零刚度隔振系统，其磁浮支撑件中的静、动磁铁单元呈夹心结构，且竖直方向相互错开，磁铁竖直方向紧密排布，磁化方向左右交错，动磁铁单元采用Halbach阵列，增大中部磁场，充分利用的磁铁性能。强磁场中的结构选用小电导率且不导磁的材料，在产生较小磁阻负刚度的情况下，减小了涡流阻尼以保证高频隔振性能。限定磁铁尺寸关系以提高承载力、降低垂向刚度，扩大零刚度行程，形成垂向正刚度，水平向负刚度特性。设置弹簧系统组件抵消了磁阻水平负刚度，解决了垂向、水平向难以兼顾的问题，使系统六自由度刚度都近零。本系统是高承载，低刚度，低阻尼，且有较广的零刚度工作区间，能隔离六自由度振动的被动隔振系统。

公开(公告)号：CN108920773B

公开(公告)日：2020-06-02

申请号：CN201810588028.X

申请日：2018-06-08

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 罗欣 ,  梁承元 ,  袁方 ,  李雪平 ,  姜伟 ,  曾理湛 ,  陈学东

IPC: G06F30/20

Abstract: 本发明公开了一种动力学驱动的超精密运动系统详细方案设计方法与系统。本发明的方法提出在任何具体设计阶段，从系统全局出发，针对系统方案和/或关键组件的设计与修改，对系统方案进行动力学建模、仿真与分析，以分析结果为依据，驱动设计进程；关键组件、子系统和/或系统方案的建模、仿真与分析操作，由对应的流程控制、引导，可获得设计资料和工具的支持；利用模型模板，完成关键组件和/或子系统的动态特性分析和等效建模。本发明的系统为上述方法提供工具支持，包括：流程控制与数据管理器、系统模型组装平台、系统模型仿真器、后处理分析工具集、实例数据管理中心、模板管理中心、模板创成器、模型生成器、仿真试验管理中心、求解器。

公开(公告)号：CN107422638B

公开(公告)日：2019-05-31

申请号：CN201710332681.5

申请日：2017-05-12

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 曾理湛 ,  胡兰雄 ,  陈学东 ,  赵鹏程 ,  陈冬郎

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明属于非线性迟滞系统建模与控制相关技术领域，其公开了一种磁阻作动器电磁力建模与运动控制方法，该方法包括以下步骤：(1)建立磁阻作动器的初代正逆迟滞解析数学模型；(2)采用修形函数对所述初代正逆迟滞解析数学模型进行优化，以得到正逆迟滞解析数学模型；(3)根据安培定律建立磁路计算公式，并结合正逆迟滞解析数学模型推导出考虑迟滞效应的磁阻作动器的电磁力的计算公式及电磁力与电流之间的正逆迟滞解析数学模型的数学表达式；(4)结合得到的电磁力与电流之间的数学表达式，对磁阻作动器采用位移‑力‑电流多闭环串联运动控制。上述方法考虑迟滞非线性对磁阻作动器的控制的影响，提高了精度，使用范围较广，有利于推广应用。

公开(公告)号：CN107565853B

公开(公告)日：2018-12-28

申请号：CN201710765343.0

申请日：2017-08-30

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 陈学东 ,  曾理湛 ,  陈冬郎 ,  胡兰雄 ,  赵鹏程

IPC: H02N15/00

Abstract: 本发明属于重力补偿器领域，并公开了一种定子磁铁交错排列的磁悬浮重力补偿器。重力补偿器包括下模和上模，上模上设置有凹槽，凹槽的内侧壁上设置有呈永磁阵列磁环的外动子，凹槽中心还设置有凸柱，该凸柱的外表面设置有与外动子相对应的永磁阵列磁环内动子；下模上设置有与凹槽配合的凸台，凸台的外表面从上至下依此设置有上端线圈、呈环状的永磁体定子和下端线圈，永磁体定子沿圆周方向被等分为多块弧形永磁铁，相邻的两块弧形永磁体前后交错排列，且相邻的两块弧形永磁体的半径长度差小于永磁体定子的厚度。通过本发明，实现在工作范围内的动子近似零刚度磁力悬浮，结构简单，适合于需要振动小和精度高的仪器上，适用范围广。

公开(公告)号：CN102902857B

公开(公告)日：2015-06-03

申请号：CN201210378060.8

申请日：2012-10-08

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 罗欣 ,  沈意平 ,  刘远 ,  张伟 ,  陈学东 ,  曾理湛 ,  曹予维

IPC: G06F17/50

Abstract: 本发明公开了一种光学元件支撑参数的确定方法，该方法具体为：确定保证面形精度的最少支撑点数为最优支撑点数，并计算支撑点的理想支撑力；依据理想支撑力定义多个不同支撑力波动水平，计算不同支撑力水平下随机支撑力引起的镜片面形变化；统计并检验镜片面形畸变的随机分布规律，建立不同支撑力水平与光学元件成像质量的映射关系；根据质量控制标准，确定支撑力的波动范围。本发明基于蒙特卡洛方法，解析不均匀支撑力作用下镜片面形畸变的随机分布规律，分析不同随机支撑力水平对光学元件成像质量的影响，从而确定合理的支撑力波动范围，为光学元件支撑系统的设计和装调提供了有效的参考数据。

公开(公告)号：CN103836070A

公开(公告)日：2014-06-04

申请号：CN201410100961.X

申请日：2014-03-18

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 姜伟 ,  陈学东 ,  罗欣 ,  曾理湛

IPC: F16C32/06

CPC classification number: F16C32/0607 ,  F16C29/00 ,  F16C29/025 ,  F16C32/0614 ,  F16C32/067 ,  F16C2233/00 ,  F16C2322/39

Abstract: 本发明公开了一种主动式气浮支承装置，包括气浮支承本体、气膜主动调节单元、支承本体检测单元和驱动控制单元，其中支承本体检测装置测量气浮支承的状态，驱动控制系统根据检测信号生成控制信号，驱动控制气膜主动调节装置产生主动作用，动态调节气浮支承表面的气膜形态，由此动态调整气浮支承装置的气膜间隙压强分布，从而提高气浮支承的动刚度特性。通过本发明，能够显著提高气浮支承的动刚度特性，并达到稳定气浮支承的目的；此外，按照本发明的主动式气浮支承装置还具备结构紧凑、便于操控和高精度的特点，因而尤其适用于对支承动刚度要求高的超精密加工或高速主轴等场合。

公开(公告)号：CN103453062A

公开(公告)日：2013-12-18

申请号：CN201310355243.2

申请日：2013-08-15

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 陈学东 ,  吴文江 ,  徐振高 ,  曾理湛 ,  武文山

IPC: F16F6/00 ,  F16F15/02

CPC classification number: F16F6/00 ,  F16F15/02 ,  F16F15/03

Abstract: 本发明提供了一种结构紧凑的零刚度磁悬浮主动隔振器及其构成的六自由度隔振系统，属于精密隔振领域。该零刚度磁悬浮主动隔振器包括永磁被动隔振单元、主动隔振单元和安全限位组件。永磁被动隔振单元包括上部磁铁、下部磁铁、中间磁铁及其相关连接部件，磁铁为矩形磁铁。主动隔振单元可施加垂向和水平向的定位控制与振动主动控制，包括洛伦兹电机、速度传感器和位移传感器。安全限位组件具有机械水平调节和限位安全保护作用。本发明所提供的零刚度磁悬浮主动隔振器在水平向具有零刚度且在垂向具有承载力的同时具有准零刚度的特点，其构成的六自由度隔振系统适用于对低频振动敏感的精密加工与测量设备。

公开(公告)号：CN101825142B

公开(公告)日：2012-01-25

申请号：CN201010188385.0

申请日：2010-06-01

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 陈学东 ,  罗欣 ,  叶燚玺 ,  曾理湛 ,  胡元太 ,  严天宏 ,  徐甲强

IPC: F16C32/06

Abstract: 本发明公开了一种单腔多孔式节流结构的气体轴承，其特征在于：在气体轴承上开有中心孔，该中心孔内镶嵌有圆柱体，该圆柱体的直径为5～10mm，长度为0.1～2mm，该圆柱体上开有微型孔阵列，微型孔的孔径为1～100μm，微型孔阵列构成节流器，中心孔的上端开有一个圆柱体腔作为进气腔，中心孔的下端开有一个圆柱体腔作为压力腔，压力腔与进气腔的直径具有相同量级，为1～10mm，压力腔的深度为0.01～0.5mm。这种单腔多孔式节流结构的气体轴承具有良好的稳定性和力学性能，能应用于各种超精密运动平台中，实现平台纳米甚至亚纳米精度的运动。

公开(公告)号：CN101818777B

公开(公告)日：2011-08-10

申请号：CN201010164569.3

申请日：2010-05-07

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 陈学东 ,  蒲华燕 ,  罗欣 ,  曾理湛 ,  姜伟 ,  李一浩

IPC: F16F9/02

Abstract: 本发明公开了一种自适应变阻尼超精密减振器，其结构为：金属壳体外部呈上端开口的圆柱形，金属壳体内部中空，且由隔板隔离为上下两个中空部分，其剖面呈H形；下部的中空部分形成下腔室，上部的中空部分与活塞机构通过膜结构密封连接形成上腔室；在下腔室底部开有进气口，下腔室与上腔室之间安装有带节流阀的连通管路；负载连接板与活塞机构上端面固定连接；负载连接板上装有绝对速度传感器，在金属壳体上端部装有非接触式的电涡流接近传感器，在金属壳体与负载连接板之间安装有主动作动器，负载连接板用于与负载固定连接。本发明能够实现对垂向振动的良好衰减，能够进行在线自适应，而无须离线调试。本发明可以为光刻机及其他的精密设备提供超静的环境。

公开(公告)号：CN101398052B

公开(公告)日：2010-12-01

申请号：CN200810196983.5

申请日：2008-09-17

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 陈学东 ,  宋宝 ,  姜伟 ,  蒲华燕 ,  罗欣 ,  李小平 ,  曾理湛

IPC: F16F9/02 ,  F16F15/023

Abstract: 本发明属于精密减振技术领域，为一种重载精密减振器及其构成的减振系统。减振器包括阻尼可变的低刚度空气弹簧、低水平刚度的倒立摆机构和一组三自由度主动减振执行器。空气弹簧为由节流孔连通的内外环形双气室结构；倒立摆机构由主支承杆和两根以上的柔性摆杆组成，置于环形气腔内；主动减振执行器由三个正交布置的直线电机构成。重载精密减振器通过空气弹簧产生垂向大承载力，通过空气弹簧和倒立摆机构分别隔离垂向和水平向的振动传递，通过垂向和水平向直线电机作用力进行主动控制衰减振动。减振系统由三个以上的精密重载减振器呈多边形布置构成，通过各精密重载减振器的共同作用实现被隔振设备的六自由度精密减振。