本文是“多自山度壓電式微位移機(jī)電系統(tǒng)研究”課題的重要部分之一。在收集了大量微位移工作臺(tái)方面的資料的基礎(chǔ)上，本文對(duì)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀做了介紹；對(duì)常見的微位移系統(tǒng)中的機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)器做了闡述和比較；還對(duì)微位移系統(tǒng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)做了較全面的總結(jié)。在第二章和第三章中，采用了具有單一方向運(yùn)動(dòng)而無(wú)耦合運(yùn)動(dòng)的采用柔性鉸鏈的雙平行四桿微位移機(jī)構(gòu)和采用柔性鉸鏈的單平行四桿微位移機(jī)構(gòu)，制定出了一種三自由度（X-Y-θ）工作臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。并針對(duì)所用兩種微位移機(jī)構(gòu)推導(dǎo)了它們的受力變形公式，建立了微位移工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)單元的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，對(duì)原設(shè)計(jì)參數(shù)做了改進(jìn)。另外，本文還運(yùn)用了有限元模擬軟件，對(duì)微位移工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)單元做了詳細(xì)的分析，研究了主要力學(xué)性能。在設(shè)計(jì)出工作臺(tái)具體結(jié)構(gòu)后，應(yīng)用有限元法分析了制造誤差，制定了一套可靠的工藝方案，成功地制造出樣機(jī)。本文第五章中，利用了一套測(cè)試裝置分別測(cè)試了三個(gè)自由度上驅(qū)動(dòng)力和位移的關(guān)系，驗(yàn)證了理論研究和設(shè)計(jì)的正確性；另外，還測(cè)試了驅(qū)動(dòng)器在安裝前后的特性，為本課題的進(jìn)一步研究打下良好的基礎(chǔ)，最后一章對(duì)目前已完成的設(shè)計(jì)和研究工作做了總結(jié)。 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有限元模型圖3一6(l)應(yīng)力云圖

可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的轉(zhuǎn)角范圍和精度等設(shè)計(jì)要求，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)機(jī)構(gòu)上的具體位置的位移和內(nèi)應(yīng)力等做詳細(xì)分析。圖3一5轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有限元模型圖3一6(l)應(yīng)力云圖圖3一6(2)位移云圖圖3-6(3)位移矢量圖圖3一6ANSYS模擬結(jié)果為分析需要，在建模時(shí)作者做了一些技術(shù)處理，對(duì)一些特殊點(diǎn)做了重點(diǎn)分析，可以使我們能更好的了解機(jī)構(gòu)的特性。一、關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心位置的分析和轉(zhuǎn)角的計(jì)算根據(jù)圖3一6可以看出工作臺(tái)受控時(shí)的應(yīng)力分布和大小，為對(duì)本轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的各點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)情況做更詳細(xì)的了解，可通過(guò)list文件來(lái)比較和分析(注:以下各節(jié)點(diǎn)位移均以微米為單位)。設(shè)計(jì)時(shí)，工作臺(tái)面的中心設(shè)計(jì)在左下鉸鏈的中心上(10點(diǎn)，見圖3一7)，雖然在力作用下，鉸鏈中心是有一定偏移的，在驅(qū)動(dòng)力為200N時(shí)

圖3一13平動(dòng)機(jī)構(gòu)的平面完整機(jī)構(gòu)ANSYS模型模擬3.3.3平動(dòng)工作臺(tái)的性能根據(jù)我們的設(shè)計(jì)，用ANSYS建立圖3一13的模型(見附錄程序A一1)，把模擬結(jié)果列在表3一8中。由表中數(shù)據(jù)來(lái)看，在200N作用時(shí)，微位移量可以超過(guò)50微米，對(duì)最大驅(qū)動(dòng)力可達(dá)到500N，最大伸長(zhǎng)量可到50微米以上的驅(qū)動(dòng)器完全適用;另外在最大驅(qū)動(dòng)力下，機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度也符合要求(最大應(yīng)力小于【司，〔司=432MPa)。應(yīng)用MATLABT統(tǒng)計(jì)工具箱編程口2

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微位移工作臺(tái)靜、動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[J]. 于水,李慶祥,白立芬.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2001(04)
[2]納米定位機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)的研究[J]. 王建林.  機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2001(02)
[3]蠕動(dòng)式X-Y-θ微動(dòng)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J]. 吳鷹飛,李勇,周兆英,劉欽彥.  中國(guó)機(jī)械工程. 2001(03)
[4]同步輻射光束線中柔性鉸鏈的研究[J]. 傅翾,周仁魁,周泗忠,夏紹建,郭治理.  光學(xué)精密工程. 2001(01)
[5]典型柔性鉸鏈的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其剛度性能影響的研究[J]. 王紀(jì)武,陳懇,李嘉.  機(jī)器人. 2001(01)
[6]超精密加工中的微位移技術(shù)[J]. 馬淑梅,陳彬.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2000(06)
[7]基于柔性鉸鏈和磁致伸縮效應(yīng)的二維微定位機(jī)構(gòu)的研究[J]. 王彤宇,張樹仁.  新技術(shù)新工藝. 2000(12)
[8]一種三維微位移操作器[J]. 王剛,徐穎,張傳英.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2000(05)
[9]納米定位技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 王建林,胡小唐.  機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2000(01)
[10]壓電陶瓷微驅(qū)動(dòng)器用于超精定位的技術(shù)研究[J]. 孫濤,譚久彬,董申.  壓電與聲光. 1999(06)



本文編號(hào)：3591384