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题名基于机器学习的伯努利夹持器气体流动特性研究
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作者
王洪悦
刘延芳
杜德嵩
齐乃明
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机构
哈尔滨工业大学航天学院
哈尔滨工业大学苏州研究院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期2565-2578,共14页
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基金
国家重点研发基金资助项目(2022YFB3902701).
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文摘
电子元器件的非接触输运是实现其全自动化生产的瓶颈之一.伯努利夹持器作为一种非接触式气动夹持装置被广泛应用于工业中物体的抓取、定位和运输,而适用于mm级别半导体器件清洁无损运输的微型伯努利夹持器还鲜有研究.文章采用SST k-ω并结合层流/湍流转捩γ模型,探讨了夹持间隙、喷嘴直径、夹持器尺寸以及供气压力对吸持力和气体消耗率的影响,并分析了其内部的气体流动特性变化;以数值模拟获得的数百个数据作为数据集,利用机器学习方法建立6个夹持器性能预测模型,并结合相应的智能算法对机器学习模型的超参数进行调优,进行特征相关性分析,并比较了各机器学习模型的预测效果.结果表明,吸持力受多因素综合影响:其随供气压力、夹持器尺寸的增大而增大,随夹持间隙及喷嘴直径的增大先增大后减小;气体消耗率随供气压力、夹持间隙以及喷嘴直径的增大而增大.最佳的机器学习模型对吸持力和气体消耗率的预测准确率评价指标R^(2)(越接近1越准确)分别在0.95和0.97左右,预测了不同夹持器尺寸下的最大吸持力及所对应的夹持器参数,与数值结果进行比较其误差小于5%,具有良好的预测能力.此外发现,为保证夹持器低G-F因子工作(产生单位吸持力所需的气体消耗率g/s·N)其供气压力和夹持间隙应分别控制在3~5 bar和0.045~0.08 mm之间,模型可用于多参数影响下的伯努利夹持器吸持力和气体消耗率的预测.结果可为微型伯努利夹持器设计及结构参数优化提供参考.
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关键词
伯努利夹持器
机器学习
层流/湍流转捩
吸持力
气体消耗率
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Keywords
bernoulli gripper
machine learning
laminar/turbulent transition
holding force
gas consumption rate
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分类号
O368
[理学—流体力学]
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题名基于伯努利吸盘抓取经编鞋面稳态过程的研究
被引量：2
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作者
何帆
孟婥
张豪
孙以泽
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机构
东华大学机械工程学院
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出处
《东华大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2022年第1期79-84,92,共7页
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基金
国家重点研发计划项目(2018YFB1308800)
福建省“百人计划”项目(20180409)。
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文摘
针对经编鞋面透气多孔导致伯努利吸盘无法稳定抓取的问题,将经编鞋面简化成多孔介质模型,建立了伯努利吸盘抓取经编鞋面稳态过程的数学模型;利用Fluent软件对伯努利吸盘抓取经编鞋面稳态过程进行了数值模拟分析,并对伯努利吸盘抓取经编鞋面稳态过程进行了试验研究。结果表明:吸附力与供气压力呈正比例关系、与吸盘和经编鞋面的间距呈指数函数关系;试验获得伯努利吸盘抓取经编鞋面稳态下的最优状态,即在经编鞋面重力一定条件下,当间距为0.8 mm、吸附力等于经编鞋面重力时,供气压力最优。
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关键词
伯努利吸盘
经编鞋面
抓取
稳态过程
多孔介质模型
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Keywords
bernoulli gripper
warp knit uppers
grabbing
steady-state process
porous media model
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分类号
TB79
[一般工业技术—真空技术]
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