【摘要】：為了能實(shí)現(xiàn)跨尺度納米定位操作,研制了一個(gè)基于粘滑驅(qū)動(dòng)機(jī)理的納米定位平臺(tái)。采用柔性鉸鏈的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),在對其在垂直方向上和驅(qū)動(dòng)方向上的剛度進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行尺寸優(yōu)化,從而減少定位平臺(tái)在垂直方向產(chǎn)生耦合運(yùn)動(dòng)。致動(dòng)器采用疊堆型壓電陶瓷,實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器在有預(yù)緊力作用下,實(shí)際位移輸出小于標(biāo)稱位移,當(dāng)預(yù)緊力越大時(shí),壓電陶瓷的實(shí)際輸出位移越小。在導(dǎo)向方面,采用雙列交叉滾柱導(dǎo)軌,實(shí)現(xiàn)了載物臺(tái)的多樣化設(shè)計(jì),從而提高了定位平臺(tái)的適用性。同時(shí)結(jié)合LuGre摩擦模型對定位平臺(tái)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析,優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。單自由度粘滑驅(qū)動(dòng)納米定位平臺(tái)的最大尺寸為28 mm×34 mm×12 mm,具有10 nm的分辨率、0.021 mm/s的速度和10 mm的行程。
[Abstract]:In order to realize the operation of cross-scale nano-positioning, a nano-positioning platform based on stick-slip driving mechanism was developed. Based on the analysis of the stiffness in the vertical direction and the driving direction of the flexible hinge drive mechanism, the dimension optimization is carried out to reduce the coupling motion of the positioning platform in the vertical direction. The actuator adopts stacked piezoelectric ceramic. Experimental analysis shows that the actual displacement output of piezoelectric actuator is smaller than that of nominal displacement under the action of pre-tightening force, and the smaller the actual output displacement of piezoelectric ceramic is when the pretightening force is greater. In the aspect of guidance, double row cross roller guide is adopted to realize the diversified design of the platform, thus improving the applicability of the positioning platform. At the same time, the dynamic analysis of the positioning platform is carried out based on the LuGre friction model, and the structural design of the platform is optimized. The maximum size of the single-degree-of-freedom stick-slip driven nano-positioning platform is 28 mm 脳 34 mm 脳 12 mm, with a resolution of 10 nm, a speed of 0.021 mm/s and a stroke of 10 mm.
【作者單位】： 蘇州大學(xué)機(jī)器人與微系統(tǒng)研究中心&蘇州納米科技協(xié)同創(chuàng)新中心;
【基金】：國家重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)(61327811) 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61233010) 江蘇省杰出青年基金項(xiàng)目(BK2012005)
【分類號(hào)】：TH703

【參考文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2454369