基于壓電陶瓷的宏微雙驅(qū)動精密回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的研究.pdf

1、現(xiàn)代科學技術(shù)快速發(fā)展，微電子技術(shù)，超精密加工技術(shù)，現(xiàn)代生物技術(shù)等微觀領(lǐng)域的研究逐步深入，精度級別達到了納米級。隨著研究的深入，產(chǎn)生了宏微雙驅(qū)動的概念。宏微雙驅(qū)動可以在達到納米級別的高定位精度的情況下實現(xiàn)大范圍的宏動運動，這滿足了一些對行程有一定要求的應用場合，使得微動技術(shù)的應用更加廣泛。
　　宏微雙驅(qū)動系統(tǒng)由宏動定位系統(tǒng)與微動定位系統(tǒng)組成。其中，宏動定位系統(tǒng)以空間絕對坐標為參照物，功能是在較大的行程上完成整個系統(tǒng)初步的粗定位，大大

2、提高了系統(tǒng)的運動速度與系統(tǒng)的行程。微動定位系統(tǒng)一般安裝在宏動定位系統(tǒng)上，對宏動運動的定位誤差進行補償，提高整個系統(tǒng)的定位精度與響應速度。這樣整個系統(tǒng)就能在較大的運動范圍中實現(xiàn)超高精度的定位。
　　在分析了目前對宏微雙驅(qū)動技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，設計了一種宏微雙驅(qū)動精密回轉(zhuǎn)機構(gòu)。本文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)分析了微定位機構(gòu)系統(tǒng)的組成，比較了微動平臺系統(tǒng)各種驅(qū)動方法、支撐導向機構(gòu)和檢測方法，設計了一種宏微雙驅(qū)動精密回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)，以

3、壓電陶瓷致動器作為微動驅(qū)動器，柔性鉸鏈組成的柔性機構(gòu)實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。
　　(2)對壓電陶瓷致動器的工作原理進行了分析，研究了壓電陶瓷本身具有的遲滯，蠕變等特性。對壓電陶瓷致動器的特性進行了實驗。
　　(3)分析了柔性鉸鏈的特性以及柔性機構(gòu)運動功能的實現(xiàn)，對柔性機構(gòu)的數(shù)學模型建立與利用有限元法的計算進行了研究。
　　(4)設計了三種微動回轉(zhuǎn)機構(gòu)，分別分析三種結(jié)構(gòu)的特點并進行了比較，最后確立了將Z軸位移轉(zhuǎn)化為平面回轉(zhuǎn)運動的空