基于壓電驅(qū)動的大行程完全解耦的二自由度微-納定位平臺的設(shè)計與研究.pdf

1、微定位技術(shù)是精密加工、精密測量、精密工程等微觀研究領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，微動定位平臺是精密定位技術(shù)中的一項(xiàng)重要載體。XY微/納操作手主要實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)XY方向的位移平動，定位精確、易于實(shí)現(xiàn)，在光纖對接、微創(chuàng)手術(shù)、生物工程等領(lǐng)域具有重要的研究意義。本文以基于壓電陶瓷驅(qū)動的XY微動定位平臺為研究對象，結(jié)合并聯(lián)構(gòu)型和柔性鉸鏈，分析和研究了微動定位平臺的關(guān)鍵技術(shù)。通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動構(gòu)型和平臺元件的選擇，運(yùn)用理論計算和有限元分析方法分析了一種新穎的大行程完全解

2、耦的XY微動平臺運(yùn)動，為平臺簡單控制的實(shí)現(xiàn)和有效保護(hù)壓電陶瓷驅(qū)動器奠定了基礎(chǔ)。本論文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排如下:
　　 第一章分析了微動定位平臺系統(tǒng)及其研究的意義，并綜述了微動定位平臺系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其發(fā)展，最后給出了本論文的主要研究內(nèi)容。
　　 第二章基于微定位機(jī)構(gòu)對微定位系統(tǒng)性能的重要影響，在微定位機(jī)構(gòu)的選型、柔性鉸鏈放大機(jī)構(gòu)和移動副的選取方面進(jìn)行了比較和分析。結(jié)合并聯(lián)構(gòu)型、雙四桿柔性移動副、橋式運(yùn)放機(jī)構(gòu)，通過有

3、效組合設(shè)計了一種新穎的大行程完全解耦的微動定位平臺。
　　 第三章根據(jù)力與位移在不同坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換，結(jié)合串、并聯(lián)機(jī)構(gòu)中力與位移的傳導(dǎo)，推導(dǎo)出柔順機(jī)構(gòu)在任意點(diǎn)處的柔度矩陣，利用這種方法依次建立移動副、橋式放大機(jī)構(gòu)和微定位平臺的柔度模型，結(jié)合拉格朗日能量法和機(jī)械振動理論，建立了平臺的動力學(xué)模型和前兩階固有頻率計算公式。
　　 第四章考慮到壓電陶瓷驅(qū)動的微動定位平臺的工作原理，根據(jù)驅(qū)動器驅(qū)動位移和鉸鏈所受應(yīng)力原則，確定機(jī)構(gòu)各尺