微夾持器是高精度微納操作中的重要末端執(zhí)行機(jī)構(gòu),其性能直接影響微操作的效率和質(zhì)量。本文以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠夾持為目的,設(shè)計(jì)了一種新型非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)微夾持器,從微夾持器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、特性分析、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了微夾持器的夾持試驗(yàn)與性能測(cè)試。本文主要研究工作如下:提出微夾持器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。首先選用壓電陶瓷作為驅(qū)動(dòng)器;再設(shè)計(jì)單側(cè)運(yùn)動(dòng)模式和平行夾持方案,保證固定的定位基準(zhǔn),避免模態(tài)密集問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)平行穩(wěn)定夾持;最后設(shè)計(jì)由杠桿機(jī)構(gòu)、橋式放大機(jī)構(gòu)及平行四邊形杠桿機(jī)構(gòu)組成的三級(jí)柔性位移放大機(jī)構(gòu),保證足夠的位移放大倍數(shù)。采用偽剛體模型法和有限元分析法進(jìn)行特性分析。利用偽剛體模型方法建立微夾持器的等效模型,并以此為基礎(chǔ)對(duì)微夾持器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析,確定了微夾持器的輸入剛度、位移放大倍數(shù)以及固有頻率等參數(shù)。使用有限元分析方法驗(yàn)證理論分析的結(jié)果。經(jīng)有限元靜力分析,得到了微夾持器的位移放大倍數(shù);通過(guò)模態(tài)分析,確定了微夾持器的各階模態(tài)振型及相應(yīng)的固有頻率;最后通過(guò)夾持力分析,得到了夾持力隨著輸入位移的變化關(guān)系。設(shè)計(jì)微夾持器控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)離散滑模控制器,用于控制夾持臂的... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

王家疇等設(shè)計(jì)的壓電驅(qū)動(dòng)型微夾持器Figure1-1PiezoelectricactuatedmicrogripperofWangJiachou

MohdNashrul等人設(shè)計(jì)的壓電驅(qū)動(dòng)微夾持器Figure1-2PiezoelectricactuatedmicrogripperofMohdNashrul

圖 1-3 高群等人設(shè)計(jì)的壓電驅(qū)動(dòng)微夾持器Figure 1-3 Piezoelectric actuated micro gripper of Gao Qun圖1-3是中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所高群等人[12]設(shè)計(jì)研發(fā)的壓電驅(qū)動(dòng)微夾持器。該微夾持器由平行四邊形機(jī)構(gòu)和杠桿機(jī)構(gòu)組成位移放大機(jī)構(gòu)，位移放大倍數(shù)為6.9，可以?shī)A持尺度在0~300μm范圍內(nèi)的零件。且由于使用了平

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3248139