三維并聯(lián)壓電微動(dòng)平臺(tái)的研究.pdf

1、本論文研究的目的是設(shè)計(jì)一種基于并聯(lián)結(jié)構(gòu)的三維微動(dòng)平臺(tái)，該平臺(tái)具有較好的靜、動(dòng)態(tài)特性且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，該平臺(tái)除了能實(shí)現(xiàn) x，y方向的直線平動(dòng)外，還能實(shí)現(xiàn)繞z軸方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本論文主要研究的內(nèi)容如下：
　　1)針對(duì)既定的目標(biāo)，設(shè)計(jì)出滿足要求的柔性薄板，確定一種全新的微動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用Proe軟件繪制出微動(dòng)平臺(tái)的三維結(jié)構(gòu)?；谥绷簭澢冃卧恚M(jìn)行柔性薄板力學(xué)模型分析；應(yīng)用-歐拉方程運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)出微動(dòng)平臺(tái)的臺(tái)面相關(guān)尺寸，并計(jì)算出微動(dòng)平臺(tái)最

2、大的固有頻率。
　　2)利用有限元分析軟件，對(duì)微動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)特性分析，有限元分析結(jié)果表明：設(shè)計(jì)的三維平臺(tái)的x、y方向的直線位移輸出分別最大可達(dá)到39μm和72μm，z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)可以達(dá)到5?，滿足設(shè)計(jì)要求；應(yīng)用有限元分析軟件對(duì)微動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，分析結(jié)果表明微動(dòng)平臺(tái)的最大固有頻率達(dá)到3.10 kHz；使用Workbench軟件對(duì)平臺(tái)進(jìn)行瞬態(tài)分析，結(jié)果表明微動(dòng)平臺(tái)的響應(yīng)時(shí)間為6 ms，能達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。

3、　　3)完成微動(dòng)平臺(tái)的實(shí)物加工，對(duì)微動(dòng)平臺(tái)的進(jìn)行位移特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)施加電壓值從0 V遞增到150 V，再?gòu)?50 V遞減到0 V，測(cè)試位移傳感器上檢測(cè)出的位移，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明x方向上最大直線位移輸出為8μm位移耦合為1.1μm，y方向的最大直線位移輸出為11μm位移耦合為1.7μm，在y方向左右壓電陶瓷執(zhí)行器分別單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，z向可獲得的轉(zhuǎn)動(dòng)角度分別為3.45〞，3.37〞,造成實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與有限元分析有些出入的主要原因是加工誤差所致。