壓電驅動柔性雙搖桿式微夾持器設計與性能研究.pdf

1、微機械或微機電系統(tǒng)的發(fā)展對微夾持器的性能提出更高要求，高精度的微夾持器是微納米技術應用中的一項關鍵技術。微夾持器作為執(zhí)行機構直接與物體接觸，因此對其性能要求較高。針對目前常規(guī)微夾持器整體尺寸大、輸入輸出放大系數(shù)小、夾持力和夾持位移檢測困難的缺點，本文設計了一種壓電驅動柔性雙搖桿式微夾持器并對該微夾持器的性能進行了相關分析和測試，全文分為以下幾個部分:
　　第一章給出了課題的研究背景和研究意義，綜述了微夾持器本體柔順機構、驅動方式、

2、傳感配置的發(fā)展和應用狀況，接著提出微夾持器設計的目標，并對全文的工作進行了說明。
　　第二章給出了壓電驅動柔性雙搖桿式微夾持器的結構，闡述了壓電柔性雙搖桿式微夾持器的工作機理，然后對微夾持器進行數(shù)學建模，包括推導了微夾持器放大系數(shù)，建立了微夾持器靜力學和基于Lagrange方程的動力學模型，并給出了夾持位移傳感配置分析以及夾持力傳感配置分析，得到夾持力和夾持位移與應變值的關系式。
　　第三章采用有限元方法對微夾持器進行靜力學

3、分析，得到微夾持器放大系數(shù)仿真值并驗證了夾持端的平行夾持特點，接著對微夾持器進行模態(tài)分析，得到有限元仿真模態(tài)固有頻率和振型，同時進行階躍響應分析和頻率響應分析，得到微夾持器的動態(tài)特性，最后對微夾持器夾持力和夾持位移傳感配置進行仿真，驗證了理論分析的正確性。
　　第四章給出了基于虛擬儀器的壓電驅動雙搖桿式微夾持器測控平臺，接著分別就軟硬件平臺進行闡述，為后續(xù)實驗提供平臺基礎。
　　第五章在實驗平臺中對微夾持器的性能進行了測試，