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(duì)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(guò)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(diǎn)與難點(diǎn)在于微動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相應(yīng)的控制策略與方法。本文主要針對(duì)傳統(tǒng)精密定位帶寬低的問(wèn)題,設(shè)計(jì)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?jī)?nèi)容如下:(1)微動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。微動(dòng)平臺(tái)的帶寬性能好壞主要取決于平臺(tái)的固有頻率高低。為了提高平臺(tái)固有頻率,本文設(shè)計(jì)了一款基于柔順機(jī)構(gòu)的兩自由度并聯(lián)微動(dòng)平臺(tái),該平臺(tái)利用了雙端固定梁與本文設(shè)計(jì)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(tái)的剛度模型、平臺(tái)結(jié)構(gòu)以及平臺(tái)結(jié)合驅(qū)動(dòng)器時(shí)的兩種固有頻率模型。建立基于平臺(tái)柔順單元尺寸的固有頻率最優(yōu)化模型,根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo),設(shè)置了平臺(tái)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(yàn)證了本章節(jié)的剛度模型,固有頻率模...

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器

根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的能量形式可將驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)分為電磁驅(qū)動(dòng)、壓電驅(qū)動(dòng)靜電驅(qū)動(dòng)、磁驅(qū)動(dòng)等。其中，傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器屬于電磁驅(qū)動(dòng)的一種，電磁感應(yīng)原理，通過(guò)絲桿來(lái)傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)，但這樣的結(jié)構(gòu)不可避免存在間隙、誤問(wèn)題。正因?yàn)檫@些缺陷，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的精度只能達(dá)到微米級(jí)別，同時(shí)也無(wú)法速度的要求。對(duì)于需要更高....

圖1-221世紀(jì)前典型的柔順精密定位平臺(tái)

(Capacitivesensors)、微視覺(jué)系統(tǒng)(Microvisionmeasurementsystem)以及光柵尺(Gratingruler)等。對(duì)于高帶寬的柔順精密定位平臺(tái)而言，需要有高采樣頻率的傳感器作為支撐。若要同時(shí)兼顧納米級(jí)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(tái)

常要求平臺(tái)末端具有大負(fù)載性能和高剛度性能，美國(guó)PIEZOMAX設(shè)計(jì)了一款滿(mǎn)足求的柔順平臺(tái)[17]。近幾年，高帶寬的柔順精密定位平臺(tái)也引起了關(guān)注，因?yàn)轫憫?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(tái)

第一章緒論為了獲得生物大分子在原子力顯微鏡(Atomicforcemicroscope,簡(jiǎn)稱(chēng)AFM)下的動(dòng)態(tài)圖像,設(shè)計(jì)了一種XYZ三自由度平動(dòng)串聯(lián)式的高帶寬精密定位平臺(tái)，如圖1-4(a)所示，該平臺(tái)采用球?qū)虻慕Y(jié)構(gòu)；平臺(tái)的固有頻率可達(dá)60kHz,行程不超過(guò)4um....

本文編號(hào)：3967488