一種集成式類平面全柔性并聯(lián)微定位機構設計與研究.pdf

1、微/納制造技術作為衡量一個國家在制造水平方面的重要標志，已應用于國防、工業(yè)控制、精密制造加工、電子制造、光學、信息、醫(yī)療、航空等各領域，在促使科技的進步、推進產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、帶動經(jīng)濟的增長以及保障國防安全等方面發(fā)揮著重要作用。微定位機構作為核心部分，其設計水平直接反映了微/納制造技術的高低，因此如何設計具有剛度高、動態(tài)特性好以及實用性強的精密微定位機構正逐漸引起各國專家和研究機構的重視。
　　目前大部分設計出的集成式全柔性并聯(lián)微定位機

2、構傳遞力、運動或能量是通過其部分或全部柔性桿件的彈性變形實現(xiàn)的，與傳統(tǒng)的柔性/全柔性并聯(lián)微定位機構相比具有高精度、高剛度以及加工和裝配容易等特點，因此已得到許多專家和學者的重視和研究。然而集成式全柔性并聯(lián)微定位機構的結構尺寸具有明顯的局限性，往往不能滿足微納精密加工與制造領域的全部需求。平面式全柔性并聯(lián)微定位機構的研究和發(fā)展比較成熟，且以其體積小、質量輕、機構一體化以及實用性強等諸多優(yōu)勢廣泛應用于精密定位、精密加工和精密操作系統(tǒng)中。因此

3、為了達到精密定位/操作系統(tǒng)所要達到的微型化、輕型化、無間隙和多維化等高端加工與應用要求，研究出科學、創(chuàng)新以及適用性強的設計方法及相關理論將兩種不同類型的機構融合于一體中具有十分重要的意義。
　　本文主要做了下面的研究工作：
　　1.基于3-PRPR并聯(lián)定位機構，采用型綜合法為理論支撐，設計出相應的全柔性、集成式全柔性以及集成式類平面全柔性并聯(lián)機構3種構型，然后應用制圖軟件Solidworks創(chuàng)建這3個不同幾何結構的機構的立體

4、模型；
　　2.基于各類柔性鉸鏈的柔度矩陣，結合虛功原理，建立3個不同幾何結構的全柔性并聯(lián)定位機構的靜剛度理論模型。然后建立3個不同幾何結構的機構立體模型的有限元模型，獲得所需關鍵節(jié)點的微位移；最后采取理論建模與有限元仿真分析結果相結合的方式，得到3種機構的整體剛度矩陣。
　　3.創(chuàng)建3種不同幾何結構的全柔性并聯(lián)微定位機構的動力學方程及模型，并在此基礎上結合有限元軟件對他們的頻域、時域以及瞬態(tài)動力等動力學特性進行了研究。