大行程結(jié)構(gòu)一體化二維微定位臺參數(shù)化設(shè)計及實驗.pdf

1、隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，微定位技術(shù)作為納米技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，已成為國內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。以壓電元件與全柔性機(jī)構(gòu)相結(jié)合的微定位機(jī)構(gòu)是目前常見的微定位設(shè)備。
　　本文從構(gòu)型設(shè)計、運(yùn)動學(xué)分析、靜力學(xué)分析、參數(shù)化有限元分析及實驗控制等方面，對一種大行程結(jié)構(gòu)一體化二維微定位平臺(后面簡稱微定位臺)進(jìn)行了較為細(xì)致和深入的研究。具體研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果如下：
　　(1)根據(jù)柔性機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，采用微定位并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型理論，在構(gòu)型的多功能微驅(qū)動接口模

2、塊及二平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出了一種新型兩自由度大行程微定位平臺。
　　(2)以剛度為設(shè)計目標(biāo)，利用偽剛體模型法對微位移放大模塊的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行設(shè)計，并通過有限元分析對結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了修正。形成了一種以剛度為目標(biāo)，理論剛度模型與有限元分析相結(jié)合的微動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計方法，該方法可明確各柔性單元對機(jī)構(gòu)剛度的影響，為設(shè)計者進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計提供了一定的理論基礎(chǔ)。
　　(3)基于柔性單元的單元剛度矩陣及矩陣位移法提出了單元剛度矩陣法

3、，應(yīng)用單元剛度矩陣法全面考慮機(jī)構(gòu)中各柔性單元的變形，對微定位臺進(jìn)行了靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)分析，建立了微定位臺剛度模型和運(yùn)動學(xué)模型。
　　(4)結(jié)合VC和APDL兩者優(yōu)勢，對微定位臺參數(shù)化有限元分析方法進(jìn)行了研究。編寫了微定位臺的APDL命令流文件，開發(fā)了人機(jī)信息交互界面，實現(xiàn)了微定位臺全參數(shù)化驅(qū)動的有限元分析。
　　(5)對壓電陶瓷驅(qū)動器的蠕變、遲滯特性進(jìn)行研究，開發(fā)了壓電陶瓷特性測試程序。對微定位臺的工作空間、末端位移的變化曲線