面向微細(xì)作業(yè)的微操作器的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著納米技術(shù)的發(fā)展，微細(xì)作業(yè)作為一種新型的作業(yè)形式越來(lái)越受到研究者的注意；而微操作器作為微細(xì)作業(yè)系統(tǒng)的末端，是介于宏裝置與微對(duì)象的橋梁，其性能優(yōu)劣是微細(xì)作業(yè)任務(wù)成功的關(guān)鍵。為研制符合需求的微操作器，本文對(duì)微操作器的驅(qū)動(dòng)技術(shù)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳感檢測(cè)及控制方法等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。 基于柔性機(jī)構(gòu)的放大原理，論文采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器加柔性機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式來(lái)設(shè)計(jì)微操作器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；以數(shù)字直流穩(wěn)壓電源和電渦流傳感器實(shí)現(xiàn)定位檢測(cè)；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行機(jī)構(gòu)

2、的試制與測(cè)試并進(jìn)一步優(yōu)化；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合理論參數(shù)優(yōu)化和有限元分析交叉進(jìn)行。 由于壓電陶瓷的復(fù)雜致動(dòng)機(jī)理，其精確的解析模型較難建立；為實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)化定位，根據(jù)相關(guān)的控制原理制定前饋控制加反饋控制的復(fù)合控制策略，并在所搭建的系統(tǒng)硬件平臺(tái)上編程調(diào)試實(shí)現(xiàn)。 結(jié)果表明，所研制的微操作器執(zhí)行機(jī)構(gòu)有效改善了微操作器大工作空間與高定位精度的矛盾，且結(jié)構(gòu)緊湊，末端細(xì)長(zhǎng)，便于微細(xì)作業(yè)；此外，所采用的控制策略編制的控制程序能快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)定位