基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的空間3-RPC型柔順微動(dòng)精密定位平臺(tái)的研究.pdf

1、近年來,隨著科技發(fā)展微定位技術(shù)受到越來越多關(guān)注并在精密機(jī)械制造、加工、裝配、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、精密光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。這些領(lǐng)域?qū)芏ㄎ幌到y(tǒng)的要求也越來越高:不僅要求系統(tǒng)具有良好運(yùn)動(dòng)特性、高精度的定位精度還要系統(tǒng)具有快速的響應(yīng)時(shí)間,因此,研究一種柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于精密定位平臺(tái)系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本文主要對(duì)精密定位平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)研究,設(shè)計(jì)以壓電陶瓷驅(qū)動(dòng),3?RPC型柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為精

2、密定位平臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),采用常規(guī)PID控制方法結(jié)合微位移檢測裝置構(gòu)成精密定位平臺(tái)系統(tǒng)。
　　基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)螺旋理論基礎(chǔ)對(duì)3-RPC型并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型及運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析,結(jié)合柔性鉸鏈特性研究設(shè)計(jì)了3-RPC型柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu),對(duì)柔順支鏈采用整體式設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)支鏈結(jié)構(gòu)相比消除了傳動(dòng)中的裝配誤差、間隙、及機(jī)械摩擦,提高了機(jī)構(gòu)定位精度。
　　運(yùn)用虛功原理建立了柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)靜剛度模型;利用Solidworks軟件建立了柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型,利用ANSY

3、S軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)仿真得出機(jī)構(gòu)仿真輸出位移,為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供對(duì)比依據(jù);由機(jī)構(gòu)靜剛度模型結(jié)合仿真分析得出機(jī)構(gòu)靜剛度矩陣。
　　精密定位平臺(tái)控制系統(tǒng)采用常規(guī)PID控制。在對(duì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上分析研究了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的工作原理及其遲滯、蠕變、非線性等特性;建立了精密定位平臺(tái)控制系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)了平臺(tái)PID控制器并進(jìn)行了仿真。
　　搭建了精密定位平臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)壓電陶瓷定位精度及平臺(tái)定位精度進(jìn)行了測試,分析了定位系統(tǒng)誤差