一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺及其實現方法及應用
【專利摘要】本發明公開了一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺,包括機座、直線導軌、剛柔耦合運動平臺、直線驅動器及位移傳感器,其中剛柔耦合平臺包括剛性框架、柔性鉸鏈和核心運動平臺;所述剛柔耦合平臺的核心運動平臺通過柔性鉸鏈與所述剛性框架連接。如此設置,本發明公開的單驅動剛柔耦合精密運動平臺,其能夠實現平臺的高精度連續變化位移,避免了加速度突變導致的位移“抖動”。本發明還公開了一種包括上述平臺的實現方法及應用。
【專利說明】
一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺及其實現方法及應用
技術領域
[0001] 本發明涉及電機驅動技術,更具體的涉及一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺及其 實現方法及應用。
【背景技術】
[0002] 高速精密運動平臺在半導體封裝等領域中被廣泛使用。高速精密運動平臺中運動 副之間表面粗糙度的不確定變化會導致摩擦阻力的幅值不確定變化。而在運動平臺的啟 動、停止和微進給過程中,運動平臺的速度相對較低,上述摩擦阻力的幅值波動容易導致運 動平臺出現"爬行"現象。在閉環控制系統作用下,驅動器將會通過增大驅動力的方式來克 服摩擦阻力,補償運動平臺定位誤差。在上述補償過程中,運動平臺將經歷頻繁的"靜止- 運動"狀態切換。在"靜止-運動"過程中,運動副之間的摩擦阻力會經歷"靜摩擦力-動摩 擦力"的狀態切換,而靜摩擦系數與動摩擦系數之間的差異會導致上述狀態切換瞬間的加 速度突變,造成運動平臺在最終定位位置附近的"抖動",影響定位精度。
[0003] 如何降低在啟動、停止和微進給過程中由于摩擦狀態切換造成的定位誤差影響是 影響高速精密運動平臺執行精度的重要問題。針對上述問題,目前存在如下解決方案:
[0004] 1 ?建立精確的摩擦力模型,采用運動控制驅動力補償的方式。
[0005] 2.采用無摩擦或低摩擦的運動副設計,例如采用氣浮軸承、磁懸浮軸承或微進給 平臺的柔性鉸鏈等結構設計。
[0006] 由于運動副之間的接觸面微觀特性差異與制造誤差等因素,很難建立高度精確的 摩擦力模型,導致運動控制系統中需要采用復雜的補償控制方法。
[0007] 氣浮軸承或磁懸浮軸承等低摩擦運動副的實施成本較高,限制了其使用范圍。
[0008] 柔性鉸鏈作為一種無外摩擦運動副,依靠彈性變形來實現連續高精度的運動。由 于工作原理的限制,柔性鉸鏈運動副主要適用于微小行程的運動。在大行程運動場合中,柔 性鉸鏈往往會與摩擦運動副配合使用,組成宏微復合運動平臺來實現大行程高精度的運 動,進而對大范圍運動進行補償。
[0009] 專利201410696217.0提出了一種直線電機共定子雙驅動宏微一體化高速精密運 動一維平臺。所提出的宏微運動平臺的宏動外框架和微動平臺分別與兩組直線電機動子連 接。其中宏動外框架與微動平臺之間通過柔性鉸鏈連接,所述宏動外框架在對應直線電機 動子的驅動下實現大行程的宏運動,所述微動平臺在對應的直線電機動子的驅動下來動態 補償上述宏運動的運動偏差。利用上述宏微復合運動原理來實現大行程高精度的運動。由 于所述運動平臺中微動平臺采用了無摩擦的柔性鉸鏈運動副設計,實現了定位過程中的連 續位移變化。專利201410696217.0所提出的運動平臺存在的主要缺點有:(1)由于采用了宏 微復合控制,運動平臺的宏動平臺和微動平臺分別需要各自的驅動器及位移傳感器來組成 反饋系統,成本較高;(2)控制系統中需要考慮宏運動和微運動的切換控制,控制系統較為 復雜;(3)平臺中運動部分的質量較大,不利于在高加速等大慣性影響的場合中使用;(4)宏 動平臺的反饋控制系統仍要考慮定位階段的摩擦狀態影響,以確保定位過程中宏動平臺的 位移偏差小于柔性鉸鏈運動副的極限變形范圍。
【發明內容】
[0010] 為了解決上述技術問題,本發明的目的是實現電機驅動平臺的簡化控制和結構優 化,具體來說,本發明提供了一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺及其實現方法及應用。
[0011] 本發明提供的單驅動剛柔耦合精密運動平臺,包括機座、直線導軌、剛柔耦合運動 平臺、直線驅動器及位移傳感器,其中剛柔耦合平臺包括剛性框架、柔性鉸鏈和核心運動平 臺;
[0012] 所述剛柔耦合平臺的核心運動平臺通過柔性鉸鏈與所述剛性框架連接;
[0013] 所述剛柔耦合平臺的核心運動平臺與直線驅動器連接,所述剛性框架通過導軌滑 塊與固定在所述機座上的所述直線導軌連接,所述核心運動平臺在所述直線驅動器作用下 帶動所述柔性鉸鏈彈性變形,并通過柔性鉸鏈帶動所述剛性框架在所述直線導軌長度方向 上自由運動;
[0014] 所述位移傳感器與所述核心運動平臺連接,用于測量核心運動平臺在運動方向上 的位移。
[0015] 優選地,所述直線驅動器為音圈電機或直線電機。
[0016] 優選地,在所述剛柔耦合平臺的剛性框架與核心運動平臺間設置有限位裝置和阻 尼器。
[0017] 優選地,剛柔耦合平臺的所述核心運動平臺與所述剛性框架之間的柔性鉸鏈為對 稱布置。
[0018] 優選地,所述剛柔耦合運動平臺為一體式加工制造。
[0019] 優選地,所述柔性鉸鏈為直梁型或切口型柔性鉸鏈。
[0020] 本發明還提供了一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺實現方法,本方法利用上述單 驅動剛柔耦合精密運動平臺實現,包括下述步驟:
[0021] 1)直線驅動器直接驅動核心運動平臺,在驅動力未能客服剛性框架靜摩擦時,核 心運動平臺通過柔性鉸鏈的彈性變形產生微小位移,實現精密微進給;
[0022] 2)當直線驅動器驅動力加大時,克服了摩擦力,帶動剛性框架運動,而此時彈性變 形增大,進入限位狀態,所有的驅動力傳遞到剛性框架進行高速運動;
[0023] 3)當平臺減速時,核心運動平臺先制動,通過柔性鉸鏈帶動剛性框架制動,之后切 換至另一限位裝置和阻尼,衰減振動能量。
[0024] 本發明還提供了一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺的應用,所述單驅動剛柔耦合 精密運動平臺應用在大行程精密加工設備上,并采用了上述單驅動剛柔耦合精密運動平臺 作為電機驅動平臺。
[0025] 相應的,本發明還提供了一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺的應用實現方法,本 方法用于大行程精密加工設備,并利用上述單驅動剛柔耦合精密運動平臺實現方法實現電 機驅動。
[0026]本發明的有益效果:
[0027] 1)采用無摩擦柔性鉸鏈運動副來實現高精度連續變化位移,避免了低速工況下運 動副摩擦狀態切換導致加速度突變導致的位移"抖動"。
[0028] 2)采用了剛柔耦合的運動平臺設計,所使用的柔性鉸鏈可以依靠自身彈性變形主 動適應導軌運動副的摩擦力變化,避免了運動副摩擦狀態切換導致的"爬行"對連續位移定 位的影響,有利于實現更高的定位精度。
[0029] 3)運動平臺采用了單驅動閉環控制系統,所采用的驅動器和傳感器都連接在所述 核心運動平臺上,控制系統設計簡單,可靠性更高。
[0030] 4)運動平臺采用較為緊湊的設計,相對于宏微復合運動平臺而言可以實現更小的 運動質量,更有利于在尚加速等場合中的應用。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發明所述剛柔耦合運動平臺的工作原理示意圖;
[0032]圖2為本發明的實施例六不意圖;
[0033] 圖3為本發明的實施例A局部剖切放大示意圖;
[0034] 圖4為本發明的實施例A前剖視圖及局部放大圖;
[0035]圖5為本發明的實施例B示意圖;
[0036] 圖6為本發明的實施例B局部剖切放大示意圖;
[0037] 圖7為本發明的實施例B前剖視圖及局部放大圖;
[0038]圖8為本發明的實施例C示意圖;
[0039] 圖9為本發明的實施例C局部剖切放大示意圖;
[0040] 圖10為本發明的lum精密微進給實驗數據曲線圖;
[0041 ]圖11為本發明的100mm的快速定位實驗數據曲線圖;
[0042] 序號說明:
[0043] 直線導軌1、剛性框架201、核心運動平臺202、柔性鉸鏈203、阻尼器3;
[0044] 直線導軌A101、直線導軌滑塊A102、運動平臺剛性框架A201、核心運動平臺A202、 柔性鉸鏈A203、阻尼裝置A3、機座A4、直線電機動子A501、直線電機定子A502、光柵位移傳感 器A6、直線軸承襯套A701、光軸A702;
[0045] 直線導軌B101、直線導軌滑塊B102、運動平臺剛性框架B201、核心運動平臺B202、 柔性鉸鏈B203、阻尼裝置B3、機座B4、直線電機動子B501、直線電機定子B502、光柵位移傳感 器B6、磁性塊I B701、磁性塊II B702;
[0046] 交叉滾子直線導軌C1、運動平臺剛性框架C201、核心運動平臺C202、柔性鉸鏈 C203、動子連接件C301、機座C4、防撞塊C6、音圈電機動子C501、音圈電機定子C502、光柵位 移傳感器C7、阻尼裝置C8。
【具體實施方式】
[0047] 下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例,都屬于本發明保護的范圍。
[0048] 本發明所提出的運動平臺的一個實施例A如下:
[0049] 如圖1至圖3所示,運動平臺主要由機座A4、直線導軌A101、導軌滑塊A102、剛性框 架A201、核心運動平臺A202、柔性鉸鏈A203、光柵位移傳感器A6及直線電機驅動器等組成。 其中,剛性框架A201與核心運動平臺A202之間通過柔性鉸鏈A203運動副連接,剛性框架 A201通過直線導軌運動副與機座A4連接。
[0050] 所述直線電機驅動器由直線電機動子A501及直線電機定子A502組成。其中,直線 電機動子A501與所述核心運動平臺A202連接,所述直線電機動子A501可以在電磁力作用下 對核心運動平臺A202施加驅動力。所述驅動力可以使柔性鉸鏈A203發生彈性變形,并進而 使所述核心運動平臺A202產生沿導軌長度方向的直線位移。所述柔性鉸鏈A203的彈性變形 反作用力可以用于克服所述剛性框架A201所連接的直線導軌運動副間的摩擦力,當柔性鉸 鏈A203的彈性變形發作用力大于所述直線導軌運動副之間的靜摩擦力等阻力時,所述剛性 框架A201將由靜止狀態轉為運動狀態。
[0051] 所述核心運動平臺A202的位移可以分為兩種情況:a.當柔性鉸鏈A203的彈性變形 力小于所述運動副的靜摩擦力等阻力時,所述核心運動平臺A202的位移為所述柔性鉸鏈 A203運動副的彈性變形量;b.當柔性鉸鏈A203的彈性變形力大于所述運動副的靜摩擦力等 阻力時,所述核心運動平臺(A202)的位移為所述柔性鉸鏈A203運動副的彈性變形量與所述 剛性框架A201的剛性位移的疊加。當所述直線導軌運動副的運動狀態在上述情況a與b之間 切換時,所述直線導軌運動副靜摩擦系數與動摩擦系數之間的差異導致阻力突變,產生對 運動平臺的剛性沖擊,并導致運動副的摩擦"爬行"。所述柔性鉸鏈A203可以依靠自身的彈 性變形主動適應上述由運動副摩擦狀態切換導致的摩擦阻力突變,緩解摩擦阻力突變對所 述核心運動平臺A202的剛性沖擊。在上述任意情況下,所述核心運動平臺A202都可以依靠 柔性鉸鏈A203的彈性變形來實現連續位移變化,規避摩擦"爬行"情況對運動定位精度的影 響。
[0052]所述光柵位移傳感器A6與所述核心運動平臺A202連接,可以實時測量所述核心運 動平臺A202在任意情況下的位移。所述光柵位移傳感器A6的位移測量可以作為反饋環節與 直線電機驅動器等形成閉環控制系統,實現所述核心運動平臺A202的高精度運動定位。 [0053]當所述運動平臺處于高加速度等情況時,所述直線電機驅動器通過所述核心運動 平臺A202作用在所述柔性鉸鏈A203驅動力容易導致所述柔性鉸鏈A203的變形量超出極限 彈性變形量。當所述柔性鉸鏈A203的彈性變形量超出極限時,所述核心運動平臺A202將與 所述剛性框架A201發生接觸,并構成整體剛性運動平臺。在所述核心運動平臺A202與所述 剛性框架A201之間設置有阻尼裝置A3,用于緩解所述核心運動平臺A202將與所述剛性框架 A201的接觸沖擊力。
[0054]如圖3及圖4所示,為提高所述核心運動平臺A202的承載能力,在所述剛性框架 A201與所述核心運動平臺A202之間設置有直線軸承單元。其中,在剛性框架A201的兩支撐 端之間設置有光軸A702,所述核心運動平臺A202上安裝有直線軸承襯套A701。所述直線軸 承襯套A701的運動自由度限制在所述光軸A702長度方向。安裝在所述剛性框架A201上的光 軸A702與安裝在所述核心運動平臺A202上的直線軸承襯套A701共同構成剛度增強單元,用 于提高所述核心運動平臺A202的承載能力。
[0055] 本發明所提出的運動平臺的一個實施例B如下:
[0056] 如圖5和圖6所示,實施例B中的運動平臺的結構設計與運動原理與實施例B相同。 運動平臺主要由機座B4、直線導軌B101、導軌滑塊B102、剛性框架B201、核心運動平臺B202、 柔性鉸鏈B203、光柵位移傳感器B6及直線電機驅動器等組成。其中,剛性框架B201與核心運 動平臺B202之間通過柔性鉸鏈B203運動副連接,剛性框架B201通過直線導軌運動副與機座 B4連接。所述直線電機驅動器由直線電機動子B501及直線電機定子B502組成。其中,直線電 機動子B501與所述核心運動平臺B202連接,所述直線電機動子B501可以在電磁力作用下對 核心運動平臺B202施加驅動力。在所述核心運動平臺B202與所述剛性框架B201之間設置有 阻尼裝置B3,用于緩解所述核心運動平臺B202將與所述剛性框架B201的接觸沖擊力。
[0057]相對于實施例A,實施例B的主要變化點在于進一步改進了實施例A中提高所述核 心運動平臺承載能力所采用的剛度增強單元設計。
[0058] 如圖6和圖7所示,所述剛性框架B201上設置有磁性塊II B702,所述核心運動平臺 B202上設置有磁性塊I B701。所述磁性塊II B702在平臺運動過程中始終位于所述磁性塊I B701中間。所述磁性塊II B702與所述磁性塊IB701的上部相對面上采用相同的磁極極性, 所述磁性塊II B702與所述磁性塊I B701的下部相對面上也采用相同的磁極極性。利用上 述磁極布置方式,所述磁性塊II B702將被所述磁性塊I B701導致的磁性斥力約束在所述 磁性塊II B702之間,并進而提高所述核心運動平臺B202的承載能力。所述磁性塊II B702 與磁性塊I B701共同構成非接觸式的剛度增強單元。
[0059] 本發明所提出的運動平臺的一個實施例C如下:
[0060] 如圖8和圖9所示,運動平臺主要由機座C401、交叉滾子直線導軌C1、剛性框架 C201、核心運動平臺C202、柔性鉸鏈C203、光柵位移傳感器C7、音圈電機等組成。其中,剛性 框架C201與核心運動平臺C202之間通過柔性鉸鏈C203運動副連接,剛性框架C201通過直線 導軌運動副與機座C401連接。
[0061 ]所述音圈電機驅動器由音圈電機動子C501及直音圈電機定子C502組成。其中,音 圈電機動子C501通過動子連接件C3與所述核心運動平臺C202連接。所述音圈電機動子C501 可以在電磁力作用下對核心運動平臺C202施加驅動力。所述驅動力可以使柔性鉸鏈C203發 生彈性變形,并進而使所述核心運動平臺C202產生沿導軌長度方向的直線位移。所述柔性 鉸鏈C203的彈性變形反作用力可以用于克服所述剛性框架A201所連接的直線導軌運動副 間的摩擦力,當柔性鉸鏈C203的彈性變形發作用力大于所述直線導軌運動副之間的靜摩擦 力等阻力時,所述剛性框架C201將由靜止狀態轉為運動狀態。
[0062]所述核心運動平臺C202的位移情況可分為與實施例A相同的兩種情況,所采用的 規避摩擦"爬行"影響的方法也與實施例A相同。
[0063]所述光柵位移傳感器C7與所述核心運動平臺C202連接,可以實時測量所述核心運 動平臺C202在任意情況下的位移。所述光柵位移傳感器C7的位移測量可以作為反饋環節與 音圈電機驅動器等形成閉環控制系統,實現所述核心運動平臺C202的高精度運動定位。
[0064]當所述運動平臺處于高加速度等情況時,所述音圈電機驅動器通過所述核心運動 平臺C202作用在所述柔性鉸鏈C203驅動力容易導致所述柔性鉸鏈C203的變形量超出極限 彈性變形量。當所述柔性鉸鏈C203的彈性變形量超出極限時,所述核心運動平臺C202將與 所述剛性框架C201發生接觸,并構成整體剛性運動平臺。在所述核心運動平臺C202與所述 剛性框架C201之間設置有阻尼裝置C8,用于緩解所述核心運動平臺C202將與所述剛性框架 C201的接觸沖擊力。
[0065]為了說明本發明的實施效果,給出了 lum微位移進給和100mm快速定位兩個案例。 比較了普通平臺(靜摩擦系數0.2,動摩擦系數0.15),本實施案例的低摩擦(摩擦系數是普 通平臺的1/10)和無摩擦方案。
[0066]表1精密微進給(lum)運動精度比較
[0068] 從表1可以看到,在精密微進給時,由于摩擦作用,普通平臺的實際位移只有 0.44484um,與目標偏差為-56.616%。采用本發明低摩擦剛彈耦合宏微復合平臺,核心平臺 彈性變形位移為〇 ? 92547um,與目標的偏差為-7 ? 453%,剛性框架的位移僅為0 ? 05071um。采 用本發明無摩擦剛彈耦合宏微復合平臺,核心平臺彈性變形位移為〇.98611um,與目標的偏 差為-1.389%,剛性框架的位移僅為0.010593um。
[0069] 可以看到,在精密微進給時,由于摩擦作用,產生很大的定位誤差。而通過本方案 的剛彈運動耦合,低摩擦或無摩擦的彈性變形產生微小位移,實現精密微進給。
[0070] 圖11. a所示為行程100mm的快速定位案例。由于摩擦,當驅動力很小時,滑塊處于 靜止狀態,直到驅動力大于靜摩擦,才開始運動(圖11.b)。在制動過程中,驅動力先作用到 核心平臺上,降低平臺的運動速度,再通過柔性鉸鏈作用到剛性框架上,因此核心平臺先于 剛性框架制動。當剛性框架速度接近〇時,進入摩擦四驅,這時候,核心平臺通過柔性鉸鏈變 形的微進給完成誤差補償(圖11. c)。
[0071] 表2100mm行程定位精度比較
[0073] 從表2可以看到,對于有摩擦普通平臺,靜態位置為99.9968mm,誤差-0.0032%。通 過低摩擦彈性變形復合后,定位精度達到99.9992mm,誤差-0.0008%。當彈性補償無摩擦 時,實際位移99.9996,相對誤差-0.0004%,定位精度亞微米級。
[0074] 綜上所述,由于核心平臺通過柔性鉸鏈與剛性框架連接,當驅動力不足于克服摩 擦時,核心平臺通過柔性鉸鏈發生變形,產生位移,因而實現快速啟動。當高速運行時至停 止時,速度降低,驅動力也隨之降低,又出現驅動力小于靜摩擦的情況,此時,核心平臺繼續 通過柔性鉸鏈變形實現位移。整個過程不需要算法切換,控制簡單。
[0075] 以上對本發明所提供的一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺、實現方法及其應用進 行了詳細介紹,本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述,以上實施 例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出,對于本技術領域的普 通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以對本發明進行若干改進和修飾,這 些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺,其特征在于,包括機座、直線導軌、剛柔耦合運 動平臺、直線驅動器及位移傳感器,其中剛柔耦合平臺包括剛性框架、柔性鉸鏈和核心運動 平臺; 所述剛柔耦合平臺的核心運動平臺通過柔性鉸鏈與所述剛性框架連接; 所述剛柔耦合平臺的核心運動平臺與直線驅動器連接,所述剛性框架通過導軌滑塊與 固定在所述機座上的所述直線導軌連接,所述核心運動平臺在所述直線驅動器作用下帶動 所述柔性鉸鏈彈性變形,并通過柔性鉸鏈帶動所述剛性框架在所述直線導軌長度方向上自 由運動; 所述位移傳感器與所述核心運動平臺連接,用于測量核心運動平臺在運動方向上的位 移。2. 如權利要求1所述的單驅動剛柔耦合精密運動平臺,其特征在于,所述直線驅動器為 音圈電機或直線電機。3. 如權利要求1所述的單驅動剛柔耦合精密運動平臺,其特征在于,在所述剛柔耦合平 臺的剛性框架與核心運動平臺間設置有限位裝置和阻尼器。4. 如權利要求1所述的單驅動剛柔耦合精密運動平臺,其特征在于,剛柔耦合平臺的所 述核心運動平臺與所述剛性框架之間的柔性鉸鏈為對稱布置。5. 如權利要求1-4其中之一所述的單驅動剛柔耦合精密運動平臺,其特征在于,所述剛 柔耦合運動平臺為一體式加工制造。6. 如權利要求1-4其中之一所述的單驅動剛柔耦合精密運動平臺,其特征在于,所述柔 性鉸鏈為直梁型或切口型柔性鉸鏈。7. 如權利要求1-4其中之一所述的單驅動剛柔耦合精密運動平臺,其特征在于,所述剛 柔耦合運動平臺內的核心運動平臺與剛性框架還存在直線軸承、磁力支撐剛度加強結構。8. -種單驅動剛柔耦合精密運動平臺實現方法,其特征在于,本方法利用上述權利要 求1-4其中之一所述的單驅動剛柔耦合精密運動平臺實現,包括下述步驟: 1) 直線驅動器直接驅動核心運動平臺,在驅動力未能客服剛性框架靜摩擦時,核心運 動平臺通過柔性鉸鏈的彈性變形產生微小位移,實現精密微進給; 2) 當直線驅動器驅動力加大時,克服了摩擦力,帶動剛性框架運動,而此時彈性變形增 大,進入限位狀態,所有的驅動力傳遞到剛性框架進行高速運動; 3) 當平臺減速時,核心運動平臺先制動,通過柔性鉸鏈帶動剛性框架制動,之后切換至 另一限位裝置和阻尼,衰減振動能量。9. 一種單驅動剛柔耦合精密運動平臺的應用,其特征在于,所述單驅動剛柔耦合精密 運動平臺應用在大行程精密加工設備上,并采用如權利要求1、2、3或4其中之一所述的單驅 動剛柔耦合精密運動平臺作為電機驅動平臺。10. -種單驅動剛柔耦合精密運動平臺的應用實現方法,其特征在于,本方法用于大行 程精密加工設備,并利用上述權利要求8所述的方法實現電機驅動。
【文檔編號】H01L21/67GK106002312SQ201610508540
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】楊志軍, 白有盾, 陳新, 陳超然
【申請人】廣東工業大學