用于共聚焦顯微鏡物鏡微調(diào)壓電Z軸定位平臺設(shè)計
發(fā)布時間:2021-02-28 13:53
針對共聚焦顯微鏡檢測系統(tǒng)光學(xué)成像中物鏡成像質(zhì)量不穩(wěn)定,要求定位精度高、安裝空間小等問題,設(shè)計了一個基于倒圓角直梁型柔性鉸鏈的壓電Z軸物鏡定位平臺。采用帶有應(yīng)變片傳感器的壓電陶瓷作為動力驅(qū)動,單平行四桿機構(gòu)為放大機構(gòu)對壓電陶瓷產(chǎn)生的位移進行高線性放大。通過計算出倒圓角直梁型柔性鉸鏈的剛度,推導(dǎo)出物鏡定位平臺的輸出位移以及系統(tǒng)容許設(shè)計最大剛度,利用ANSYS對物鏡定位平臺進行了靜力學(xué)、模態(tài)分析驗證。文中選用PZT壓電陶瓷規(guī)格5 mm×5 mm×36 mm,利用壓電控制器BP-303檢測陶瓷實時位移以及提供0~150 V電壓斜坡信號,物鏡定位平臺輸出端位移由傳感器測得,實際輸出位移與理論計算結(jié)果、仿真分析結(jié)果分別相差2.02%、3.8%,定位臺輸出端最大輸出位移為101.4μm,最小調(diào)節(jié)分辨率為0.33 nm,系統(tǒng)諧振頻率為618.84 Hz,滿足物鏡的快速聚焦和定位需求。
【文章來源】:儀表技術(shù)與傳感器. 2020,(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【文章目錄】:
0 引言
1 物鏡定位平臺的設(shè)計
1.1 倒圓角直梁型柔性鉸鏈的剛度計算
1.2 物鏡定位平臺的輸出位移計算
1.3 物鏡定位平臺的系統(tǒng)剛度設(shè)計
2 微動平臺的靜力學(xué)/動力學(xué)仿真分析
2.1 有限元靜力學(xué)分析
2.2 有限元模態(tài)學(xué)分析
3 實驗測試
4 結(jié)束語
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Design and Characterization of a Low-Cost Piezoelectric Vibration Energy Harvester with Bulk PZT Film[J]. TIAN Xingyao,HE Xuefeng. Instrumentation. 2018(04)
[2]壓電驅(qū)動撞針式高黏性膠體微噴系統(tǒng)的研制[J]. 劉亞欣,趙亞濤,路士州,姚玉峰. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 2015(06)
[3]激光顯微拉曼光譜儀的設(shè)計與標(biāo)定[J]. 王雪花,程明霄,朱倩,趙天琦. 儀表技術(shù)與傳感器. 2014(07)
[4]柔性鉸鏈的微動平臺設(shè)計[J]. 何偉宏,高健. 機械設(shè)計與制造. 2014(01)
[5]一種低成本微定位平臺的設(shè)計與仿真[J]. 盧清華,吳志偉,范彥斌,張憲民. 中國機械工程. 2013(05)
[6]倒圓角直梁型柔性鉸鏈剛度研究[J]. 任寧,田國豪,歐開良,王長路,周峰. 機械強度. 2012(03)
[7]柔性鉸鏈機構(gòu)設(shè)計方法的研究進展[J]. 于靖軍,裴旭,畢樹生,宗光華,張憲民. 機械工程學(xué)報. 2010(13)
[8]硅基集成式微型平面納米級定位平臺控制[J]. 王家疇,李昕欣,孫立寧. 儀表技術(shù)與傳感器. 2009(S1)
[9]往復(fù)式壓電微型泵的研究進展[J]. 耿照新,崔大付,王海寧. 儀表技術(shù)與傳感器. 2006(02)
[10]壓電泵的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 闞君武,楊志剛,程光明. 光學(xué)精密工程. 2002(06)
本文編號:3055947
【文章來源】:儀表技術(shù)與傳感器. 2020,(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【文章目錄】:
0 引言
1 物鏡定位平臺的設(shè)計
1.1 倒圓角直梁型柔性鉸鏈的剛度計算
1.2 物鏡定位平臺的輸出位移計算
1.3 物鏡定位平臺的系統(tǒng)剛度設(shè)計
2 微動平臺的靜力學(xué)/動力學(xué)仿真分析
2.1 有限元靜力學(xué)分析
2.2 有限元模態(tài)學(xué)分析
3 實驗測試
4 結(jié)束語
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Design and Characterization of a Low-Cost Piezoelectric Vibration Energy Harvester with Bulk PZT Film[J]. TIAN Xingyao,HE Xuefeng. Instrumentation. 2018(04)
[2]壓電驅(qū)動撞針式高黏性膠體微噴系統(tǒng)的研制[J]. 劉亞欣,趙亞濤,路士州,姚玉峰. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 2015(06)
[3]激光顯微拉曼光譜儀的設(shè)計與標(biāo)定[J]. 王雪花,程明霄,朱倩,趙天琦. 儀表技術(shù)與傳感器. 2014(07)
[4]柔性鉸鏈的微動平臺設(shè)計[J]. 何偉宏,高健. 機械設(shè)計與制造. 2014(01)
[5]一種低成本微定位平臺的設(shè)計與仿真[J]. 盧清華,吳志偉,范彥斌,張憲民. 中國機械工程. 2013(05)
[6]倒圓角直梁型柔性鉸鏈剛度研究[J]. 任寧,田國豪,歐開良,王長路,周峰. 機械強度. 2012(03)
[7]柔性鉸鏈機構(gòu)設(shè)計方法的研究進展[J]. 于靖軍,裴旭,畢樹生,宗光華,張憲民. 機械工程學(xué)報. 2010(13)
[8]硅基集成式微型平面納米級定位平臺控制[J]. 王家疇,李昕欣,孫立寧. 儀表技術(shù)與傳感器. 2009(S1)
[9]往復(fù)式壓電微型泵的研究進展[J]. 耿照新,崔大付,王海寧. 儀表技術(shù)與傳感器. 2006(02)
[10]壓電泵的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 闞君武,楊志剛,程光明. 光學(xué)精密工程. 2002(06)
本文編號:3055947
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