大行程結構一體化二維微定位臺參數(shù)化設計及實驗.pdf

1、隨著納米技術的不斷發(fā)展，微定位技術作為納米技術的關鍵技術之一，已成為國內外關注的熱點。以壓電元件與全柔性機構相結合的微定位機構是目前常見的微定位設備。
　　本文從構型設計、運動學分析、靜力學分析、參數(shù)化有限元分析及實驗控制等方面，對一種大行程結構一體化二維微定位平臺(后面簡稱微定位臺)進行了較為細致和深入的研究。具體研究內容和創(chuàng)新成果如下：
　　(1)根據(jù)柔性機構的特點，采用微定位并聯(lián)機構構型理論，在構型的多功能微驅動接口模

2、塊及二平動并聯(lián)機構的基礎上提出了一種新型兩自由度大行程微定位平臺。
　　(2)以剛度為設計目標，利用偽剛體模型法對微位移放大模塊的結構尺寸進行設計，并通過有限元分析對結構尺寸進行了修正。形成了一種以剛度為目標，理論剛度模型與有限元分析相結合的微動機構結構尺寸設計方法，該方法可明確各柔性單元對機構剛度的影響，為設計者進行結構尺寸優(yōu)化設計提供了一定的理論基礎。
　　(3)基于柔性單元的單元剛度矩陣及矩陣位移法提出了單元剛度矩陣法

3、，應用單元剛度矩陣法全面考慮機構中各柔性單元的變形，對微定位臺進行了靜力學、運動學分析，建立了微定位臺剛度模型和運動學模型。
　　(4)結合VC和APDL兩者優(yōu)勢，對微定位臺參數(shù)化有限元分析方法進行了研究。編寫了微定位臺的APDL命令流文件，開發(fā)了人機信息交互界面，實現(xiàn)了微定位臺全參數(shù)化驅動的有限元分析。
　　(5)對壓電陶瓷驅動器的蠕變、遲滯特性進行研究，開發(fā)了壓電陶瓷特性測試程序。對微定位臺的工作空間、末端位移的變化曲線