基于壓電驅(qū)動(dòng)的大行程完全解耦的二自由度微-納定位平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、微定位技術(shù)是精密加工、精密測(cè)量、精密工程等微觀研究領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，微動(dòng)定位平臺(tái)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(dòng)，定位精確、易于實(shí)現(xiàn)，在光纖對(duì)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(dòng)的XY微動(dòng)定位平臺(tái)為研究對(duì)象，結(jié)合并聯(lián)構(gòu)型和柔性鉸鏈，分析和研究了微動(dòng)定位平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)構(gòu)型和平臺(tái)元件的選擇，運(yùn)用理論計(jì)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(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，為平臺(tái)簡(jiǎn)單控制的實(shí)現(xiàn)和有效保護(hù)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)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(dòng)定位平臺(tái)系統(tǒng)及其研究的意義，并綜述了微動(dòng)定位平臺(tái)系統(tǒng)的國(guó)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?jī)?nèi)容。
　　 第二章基于微定位機(jī)構(gòu)對(duì)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(dòng)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(dòng)副、橋式運(yùn)放機(jī)構(gòu)，通過(guò)有

3、效組合設(shè)計(jì)了一種新穎的大行程完全解耦的微動(dòng)定位平臺(tái)。
　　 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(dòng)副、橋式放大機(jī)構(gòu)和微定位平臺(tái)的柔度模型，結(jié)合拉格朗日能量法和機(jī)械振動(dòng)理論，建立了平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型和前兩階固有頻率計(jì)算公式。
　　 第四章考慮到壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的微動(dòng)定位平臺(tái)的工作原理，根據(jù)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)位移和鉸鏈所受應(yīng)力原則，確定機(jī)構(gòu)各尺