穆勒矩陣橢偏儀變角機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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【摘要】:穆勒矩陣橢偏儀是一種先進(jìn)的光學(xué)測(cè)量?jī)x器,與常規(guī)測(cè)量?jī)x器相比,具有非接觸、非破壞、快速和信息量豐富等優(yōu)良特性。穆勒矩陣橢偏儀通過(guò)多入射角、多方位角等測(cè)量條件優(yōu)化配置,可以實(shí)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)更高精度測(cè)量。變角機(jī)構(gòu)是穆勒矩陣橢偏儀實(shí)現(xiàn)多角度測(cè)量的關(guān)鍵,是橢偏儀的重要組成部分。變角機(jī)構(gòu)的性能直接影響著整個(gè)儀器的測(cè)試準(zhǔn)確度和測(cè)試精度。本論文著重研究穆勒矩陣橢偏儀變角機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),論文研究工作主要包括以下幾個(gè)方面:通過(guò)對(duì)比分析現(xiàn)有橢偏儀產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并對(duì)不同類型變角機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較。根據(jù)實(shí)際需求制定變角機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)方案。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)變角機(jī)構(gòu)載荷核算,求出整個(gè)裝置所需輸入轉(zhuǎn)矩,完成電機(jī)選型;谧兘菣C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,完成零部件的參數(shù)設(shè)計(jì)和三維實(shí)體造型;借助于Pro/E Wildfire軟件平臺(tái)對(duì)零部件進(jìn)行虛擬裝配,檢測(cè)元件間的干涉情況。通過(guò)Pro/E的仿真模塊,查看機(jī)構(gòu)的整體運(yùn)動(dòng)軌跡,并對(duì)角度、角加速度以及受力的仿真結(jié)果進(jìn)行分析,對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證。利用ANSYS Workbench軟件平臺(tái)對(duì)變角機(jī)構(gòu)的部分關(guān)鍵零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析,查看其變形情況,從而在設(shè)計(jì)階段避免其薄弱環(huán)節(jié)。同時(shí),通過(guò)自由模態(tài)分析,研究變角機(jī)構(gòu)的振動(dòng)特性。對(duì)工程實(shí)現(xiàn)的變角機(jī)構(gòu)進(jìn)行整體裝配和調(diào)試,測(cè)量雙臂實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度,通過(guò)重復(fù)性測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的變角機(jī)構(gòu)角度運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上全面分析了變角機(jī)構(gòu)的誤差來(lái)源,并提出了相應(yīng)地改善措施。
【關(guān)鍵詞】:穆勒矩陣橢偏儀 變角機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 仿真分析 有限元 誤差分析
【學(xué)位授予單位】:華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TH74
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 緒論8-13
- 1.1 課題來(lái)源8
- 1.2 課題研究目的及意義8-9
- 1.3 國(guó)內(nèi)外橢偏儀研究現(xiàn)狀9-11
- 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容11-13
- 2 穆勒矩陣橢偏儀變角機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13-27
- 2.1 橢偏儀測(cè)量原理13-14
- 2.2 現(xiàn)有產(chǎn)品概述14-19
- 2.3 變角機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案19-23
- 2.4 電機(jī)選擇23-26
- 2.5 本章小結(jié)26-27
- 3 變角機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真分析27-38
- 3.1 引言27-28
- 3.2 仿真模型創(chuàng)建28-29
- 3.3 變角機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真29-34
- 3.4 變角機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真34-37
- 3.5 本章小結(jié)37-38
- 4 變角機(jī)構(gòu)有限元分析38-49
- 4.1 概述38
- 4.2 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析38-41
- 4.3 結(jié)果分析41-43
- 4.4 模態(tài)分析43-48
- 4.5 本章小結(jié)48-49
- 5 變角機(jī)構(gòu)裝配與測(cè)試49-57
- 5.1 整體裝配與調(diào)試49-51
- 5.2 角度性能測(cè)試51-54
- 5.3 誤差分析54-55
- 5.4 誤差補(bǔ)償措施55-56
- 5.5 本章小結(jié)56-57
- 6 總結(jié)與展望57-59
- 6.1 全文總結(jié)57-58
- 6.2 展望58-59
- 致謝59-60
- 參考文獻(xiàn)60-62
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,本文編號(hào):981798
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