二維解耦整體式微定位工作臺的研究.pdf

1、隨著科學技術的進步，研究對象不斷向微小化發(fā)展。特別是作為新興技術在上個世紀八十年代出現的納米科技，由于其作為信息、生物技術的基礎地位，倍受當前科技界的關注和重視。微定位技術作為納米科技的技術基礎，它的發(fā)展促進了納米科技的進步。本文在全面分析國內外微操作工作臺研究狀況的基礎上，對微操作工作臺的相關理論進行了深入的研究。 精密微定位技術在精密光學、精密機械制造、材料科學、生物工程、顯微醫(yī)學及遺傳工程等眾多領域有著廣闊的應用前景和巨大

2、的發(fā)展?jié)摿Γ菍崿F微機電系統(tǒng)器件實用化的關鍵。 壓電陶瓷器件具有運動分辨率高、體積小、頻響高等優(yōu)點，以它為驅動部件的微操作系統(tǒng)是此領域的重要研究方向。 柔性鉸鏈是一種新型的傳動機構，具有無機械摩擦、無間隙、分辨率高、加工簡單等優(yōu)點，尤其適合于微米、納米的微操作領域。本文分析了柔性鉸鏈的設計理論，建立了柔性鉸鏈在力矩和軸向力的力學模型，為微操作工作臺的設計奠定了基礎。 微操作工作臺是微操作系統(tǒng)的重要組成部分。本文在

3、分析壓電陶瓷驅動器和柔性鉸鏈機構的基礎上，研制了以壓電陶瓷微驅動元件，以柔性鉸鏈為傳動機構的整體式解耦微工作臺。它具有集成度高、位移分辨率高、加工簡單等優(yōu)點。 本文在對整體式柔性運動機構分析的基礎上，提出了一種能夠消除多維微運動機構間耦合誤差的整體式微米級運動機構，并借助Ansys的分析工具對其進行了靜、動力學分析，在此基礎上進行了優(yōu)化設計。通過比較理論計算與有限元計算結果，驗證了理論建模的正確性。在此基礎上開發(fā)出一個整體式二維