【摘要】：隨著芯片與生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展,對(duì)半導(dǎo)體加工和生物實(shí)驗(yàn)的作業(yè)空間提出了更高的潔凈度和恒溫要求,而在配有持續(xù)高成本運(yùn)行除塵及溫控設(shè)備的無(wú)塵作業(yè)空間中,目前實(shí)際使用的傳送系統(tǒng)大多為機(jī)械手、AGV小車、防塵傳送設(shè)備等機(jī)械裝置,這類傳送設(shè)備在使用過(guò)程中都有機(jī)械接觸和摩擦,因此會(huì)產(chǎn)生油污和金屬。永磁懸浮技術(shù)具有無(wú)機(jī)械摩擦、低發(fā)熱、低能耗、無(wú)需潤(rùn)滑等優(yōu)勢(shì),可有效解決摩擦、油污、粉塵等問題,為理想的無(wú)塵傳送裝備實(shí)現(xiàn)提供了一種切實(shí)可行的技術(shù)方法。本文利用永磁懸浮與永磁非接觸傳動(dòng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),提出一種節(jié)能型永磁懸浮傳送系統(tǒng),該系統(tǒng)采用可控磁路式永磁懸浮力控制方式,實(shí)現(xiàn)傳送裝置的無(wú)接觸支撐,采用永磁誘導(dǎo)直線驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)傳送裝置的無(wú)接觸前進(jìn)驅(qū)動(dòng)。首先,基于可控磁路式永磁懸浮結(jié)構(gòu)及四點(diǎn)支撐原理,探討節(jié)能型永磁懸浮傳送系統(tǒng)的無(wú)接觸懸浮實(shí)現(xiàn)機(jī)理;基于無(wú)接觸前進(jìn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),分析永磁誘導(dǎo)直線驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理。其次,建立單自由度永磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)及四點(diǎn)懸浮式永磁懸浮車的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合有限元模型和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),深入分析懸浮支撐機(jī)構(gòu)的力學(xué)特性和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)力學(xué)性能的影響規(guī)律;建立永磁誘導(dǎo)無(wú)接觸直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單齒誘導(dǎo)力學(xué)模型、系統(tǒng)的全齒力學(xué)模型及永磁驅(qū)動(dòng)輪的扭矩模型。再次,搭建單自由度永磁懸浮實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)LQR控制器、魯棒控制器,進(jìn)而提出并設(shè)計(jì)一種基于系統(tǒng)永磁懸浮力特性及防吸附防跌落要求的防吸附防跌落控制器,分別進(jìn)行懸浮控制特性的仿真與實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)比分析各種控制方法的控制特性;針對(duì)四點(diǎn)無(wú)接觸支撐的永磁懸浮車設(shè)計(jì)串級(jí)控制器,仿真分析其懸浮特性;基于永磁誘導(dǎo)無(wú)接觸直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,結(jié)合有限元分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,研究永磁無(wú)接觸直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的靜力學(xué)特性,并分析永磁誘導(dǎo)直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性及驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性。最后,基于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)理與數(shù)學(xué)模型,分析節(jié)能型永磁懸浮傳送系統(tǒng)的節(jié)能特性;設(shè)計(jì)等效電磁懸浮實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行懸浮能耗對(duì)比實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證永磁懸浮傳送系統(tǒng)的節(jié)能特性。本文的研究成果將為無(wú)塵傳送領(lǐng)域提供一種全新的非接觸傳送技術(shù),實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行,降低傳送系統(tǒng)功耗與設(shè)備發(fā)熱率,實(shí)現(xiàn)無(wú)塵運(yùn)行,降低環(huán)境粉塵率,少溫控和除塵設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間,實(shí)現(xiàn)恒溫?zé)o塵工作空間的節(jié)能環(huán)保運(yùn)行,將對(duì)我國(guó)芯片與生物技術(shù)的快速發(fā)展有重要的促進(jìn)作用。
【圖文】：

FPD）制造中。日本昕芙旎雅株式會(huì)社開發(fā)了如圖1.3所示的水平多關(guān)節(jié)無(wú)塵傳送機(jī)器人、如圖1.5所示的晶圓傳送盒和如圖1.6所示的晶圓用低真空搬運(yùn)機(jī)器人，，并將其用于半導(dǎo)體生產(chǎn)中。

晶圓用低真空搬運(yùn)機(jī)器人Fig.1.6Wafersmovingrobotinlowvacuum
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH22

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