為獲得精密直線運(yùn)動(dòng)輸出,設(shè)計(jì)一種壓電柔性微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),系統(tǒng)由壓電致動(dòng)器及柔性微動(dòng)機(jī)構(gòu)組成,在壓電致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)下系統(tǒng)具有亞微米級(jí)定位精度�；谌嵝糟q鏈導(dǎo)向、傳動(dòng)原理,設(shè)計(jì)了一種精密柔性微動(dòng)機(jī)構(gòu),在此基礎(chǔ)上提出了壓電柔性微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。采用有限元法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、強(qiáng)度分析、動(dòng)態(tài)分析,分析結(jié)果顯示,系統(tǒng)具有定位精度高（最大定位誤差為0. 24μm）、強(qiáng)度性能好、動(dòng)態(tài)性能優(yōu)良等優(yōu)勢(shì)。研究對(duì)微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究及應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械傳動(dòng). 2020,44(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

微驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理圖

壓電柔性微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是將微動(dòng)機(jī)構(gòu)與壓電陶瓷致動(dòng)器裝配而成的具有精密運(yùn)動(dòng)性能的微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)在工作時(shí)，首先，采用9個(gè)對(duì)稱的螺釘將系統(tǒng)固定，在壓電陶瓷致動(dòng)器（零件2）的驅(qū)動(dòng)下，微動(dòng)機(jī)構(gòu)（零件1）的輸入機(jī)構(gòu)1-1具有一定運(yùn)動(dòng)輸入位移，在微動(dòng)機(jī)構(gòu)的4個(gè)柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)1-2（鉸鏈17～鉸鏈20）的傳動(dòng)作用下，微動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出機(jī)構(gòu)1-3獲得一個(gè)精密的輸出位移。系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中由于微動(dòng)機(jī)構(gòu)16個(gè)柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)（鉸鏈1～鉸鏈16）的導(dǎo)向作用及微動(dòng)機(jī)構(gòu)堆成機(jī)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生橫向力及力矩，也不會(huì)產(chǎn)生非運(yùn)動(dòng)方向位移，保證微致動(dòng)器不會(huì)橫向受力，且確保系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)精密和平穩(wěn)。

有限元網(wǎng)格劃分時(shí)，首先對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行網(wǎng)格自由劃分，然后再對(duì)20個(gè)柔性鉸鏈的40個(gè)圓柱面進(jìn)行網(wǎng)格單元細(xì)化分，最終劃分完成的節(jié)點(diǎn)數(shù)為554 024，網(wǎng)格數(shù)為330 246，網(wǎng)格劃分模型如圖4所示。由圖4可見，對(duì)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部位網(wǎng)格劃分比較細(xì)而且平滑，無(wú)交叉或者斷裂網(wǎng)，所以網(wǎng)格劃分質(zhì)量較好。圖4 微動(dòng)機(jī)構(gòu)的有限元網(wǎng)格劃分模型


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