隨著科學技術的飛速發(fā)展,在航天航空、微電子技術、生物工程、納米科學等領域中,儀器和設備對微定位系統(tǒng)的要求越來越高,特別是對微定位平臺的分辨率和運動行程兩方面的要求。本文以一種空間柔順并聯(lián)機構微定位平臺為原型,并以提高其運動行程為目的,將鐵錘蘭大行程柔順關節(jié)作為研究的切入點設計一種新型仿生柔順鉸鏈用以替代原型平臺中的柔順鉸鏈,并對平臺展開了一系列研究。本文主要圍繞以下四個方面進行研究:(1)新型仿生柔順鉸鏈的靜力學分析與優(yōu)化設計。應用仿生學原理對鐵錘蘭柔順關節(jié)進行仿生設計,擬型出一種新型仿生弧形柔順鉸鏈,并分析了鉸鏈的輸入-輸出位移特性;之后首先通過單變量優(yōu)化法確定了鉸鏈的弧形,結果表明弧形柔順鉸鏈比正圓形結構鉸鏈位移能力更強;然后對鉸鏈進行了多變量優(yōu)化設計,得到了鉸鏈的各尺寸參數(shù)。(2)基于仿生柔順鉸鏈的雙平行四邊形機構實驗研究。通過搭建實驗平臺對壓電陶瓷驅動器和雙頻激光干涉儀進行標定和準直,并將優(yōu)化前后通過靜力學仿真與實驗測得結果進行對比分析,然后對誤差產(chǎn)生的原因進行分析并提出改進意見。(3)基于仿生柔順鉸鏈的空間并聯(lián)微定位平臺設計與分析。以一種柔順并聯(lián)機構微定位平臺為原型利用新型柔...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 課題研究意義
    1.3 仿生學簡介
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 柔順鉸鏈研究現(xiàn)狀
        1.4.2 柔順機構研究現(xiàn)狀
    1.5 課題的研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 仿生柔順鉸鏈靜力學分析與優(yōu)化設計
    2.1 仿鐵錘蘭柔順關節(jié)的柔順鉸鏈設計與分析
        2.1.1 基于鐵錘蘭柔順關節(jié)的仿生學設計
        2.1.2 仿生柔順鉸鏈的模型分析
    2.2 仿生柔順鉸鏈優(yōu)化設計
        2.2.1 仿生柔順鉸鏈單變量優(yōu)化設計
        2.2.2 仿生柔順鉸鏈多變量優(yōu)化設計
    2.3 本章小結
第三章 基于仿生柔順鉸鏈的雙平行四邊形機構實驗研究
    3.1 實驗系統(tǒng)
        3.1.1 實驗系統(tǒng)組成
        3.1.2 實驗儀器介紹
    3.2 實驗過程
        3.2.1 實驗系統(tǒng)搭建
        3.2.2 實驗儀器的調(diào)試
    3.3 實驗結果與分析
    3.4 本章小結
第四章 基于仿生柔順鉸鏈的空間并聯(lián)微定位平臺設計與分析
    4.1 空間柔順并聯(lián)機構微定位平臺結構設計
    4.2 運動學分析
        4.2.1 自由度分析
        4.2.2 運動學正解
        4.2.3 雅克比矩陣
    4.3 平臺仿真分析與優(yōu)化
        4.3.1 靜力學仿真分析
        4.3.2 基于響應面法的柔順鉸鏈優(yōu)化設計
    4.4 本章小結
第五章 基于空間三自由度微定位平臺的控制方法研究
    5.1 空間三自由度柔順微定位平臺控制系統(tǒng)研究
        5.1.1 平臺PID控制器設計
        5.1.2 平臺模糊PID自整定控制器設計
    5.2 平臺控制系統(tǒng)仿真研究
    5.3 本章小結
總結與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3764153