發(fā)布時間：2024-05-08 04:21

　　隨著精密定位技術(shù)在各行各業(yè)不斷地深入應(yīng)用,人們對精密定位技術(shù)的要求不再局限于高精度,大行程,更加注重精密定位過程的響應(yīng)速度。響應(yīng)速度快的精密定位系統(tǒng)可運(yùn)用于高速掃描探針顯微鏡、高速微納加工、高速微納操作等領(lǐng)域,這樣的精密定位系統(tǒng)要求系統(tǒng)擁有高帶寬的性能,搭建該系統(tǒng)的重點與難點在于微動平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計及相應(yīng)的控制策略與方法。本文主要針對傳統(tǒng)精密定位帶寬低的問題,設(shè)計了一種基于柔順機(jī)構(gòu)的高帶寬兩自由度精密定位系統(tǒng),主要研究內(nèi)容如下:(1)微動平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計。微動平臺的帶寬性能好壞主要取決于平臺的固有頻率高低。為了提高平臺固有頻率,本文設(shè)計了一款基于柔順機(jī)構(gòu)的兩自由度并聯(lián)微動平臺,該平臺利用了雙端固定梁與本文設(shè)計的平行雜交梁兩種柔順單元的變形,不僅提供大剛度,而且有利于提高精度和解耦性能。分別運(yùn)用卡氏第二定理、拉格朗日方程建立了平臺的剛度模型、平臺結(jié)構(gòu)以及平臺結(jié)合驅(qū)動器時的兩種固有頻率模型。建立基于平臺柔順單元尺寸的固有頻率最優(yōu)化模型,根據(jù)設(shè)計目標(biāo),設(shè)置了平臺行程,柔順梁間的柔度比,尺寸變量范圍,最大應(yīng)力等相關(guān)約束條件,獲得了最優(yōu)固有頻率。最后,運(yùn)用有限元仿真驗證了本章節(jié)的剛度模型,固有頻率模...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1壓電陶瓷驅(qū)動器

根據(jù)驅(qū)動器的能量形式可將驅(qū)動器的驅(qū)動分為電磁驅(qū)動、壓電驅(qū)動靜電驅(qū)動、磁驅(qū)動等。其中，傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動的驅(qū)動器屬于電磁驅(qū)動的一種，電磁感應(yīng)原理，通過絲桿來傳動運(yùn)動，但這樣的結(jié)構(gòu)不可避免存在間隙、誤問題。正因為這些缺陷，電機(jī)驅(qū)動器的精度只能達(dá)到微米級別，同時也無法速度的要求。對于需要更高....

圖1-221世紀(jì)前典型的柔順精密定位平臺

(Capacitivesensors)、微視覺系統(tǒng)(Microvisionmeasurementsystem)以及光柵尺(Gratingruler)等。對于高帶寬的柔順精密定位平臺而言，需要有高采樣頻率的傳感器作為支撐。若要同時兼顧納米級別的定位精度以及高帶寬的性能，電....

圖1-3柔順精密定位平臺

常要求平臺末端具有大負(fù)載性能和高剛度性能，美國PIEZOMAX設(shè)計了一款滿足求的柔順平臺[17]。近幾年，高帶寬的柔順精密定位平臺也引起了關(guān)注，因為響應(yīng)速度快的精密定位有利于諸多研究領(lǐng)域突破相應(yīng)的瓶頸，例如生物科學(xué)研究，細(xì)胞操作，快速精密加工a)2009，LiY[13]b)....

圖1-4串聯(lián)式高帶寬柔順精密定位平臺

第一章緒論為了獲得生物大分子在原子力顯微鏡(Atomicforcemicroscope,簡稱AFM)下的動態(tài)圖像,設(shè)計了一種XYZ三自由度平動串聯(lián)式的高帶寬精密定位平臺，如圖1-4(a)所示，該平臺采用球?qū)�向的結(jié)構(gòu)；平臺的固有頻率可達(dá)60kHz,行程不超過4um....

本文編號：3967488