為了滿足納米制造高速度和高精度的要求,微納米精密定位平臺,如原子力顯微鏡（AFM）、掃描隧道顯微鏡（STM）等掃描頻率均已達到數(shù)千赫茲。這對基于柔順機構的微納米精密定位平臺的動力學性能提出了更高的要求。而柔順鉸鏈作為柔順機構的重要組成部分,卻因自身的低模態(tài)阻尼特性極大的制約微納米精密定位平臺動力學性能的提高。因此,對柔順鉸鏈阻尼的研究成為提高微納米精密定位平臺動力學性能的重點。針對這一重點,本文對阻尼型柔順鉸鏈及應用展開基礎理論和實驗研究,主要研究工作如下:1)建立約束層阻尼葉型柔順鉸鏈的理論模型并分析。通過有限元方法建立起約束層阻尼葉型柔順鉸鏈的理論模型,采用仿真分析的方法驗證約束層阻尼對增加葉型柔順鉸鏈阻尼的有效性。2)建立梳狀結構阻尼圓弧柔順鉸鏈的理論模型并分析。建立梳狀結構阻尼圓弧柔順鉸鏈的損耗因子的數(shù)學模型,推導出其偽剛體模型。基于有限元仿真和實驗研究兩個角度,驗證梳狀結構阻尼柔順鉸鏈的理論模型的正確性。并比較有限元仿真和理論模型結果的差異,分析誤差產生的原因。3)建立壓電分流阻尼柔順鉸鏈的理論模型并分析。從控制理論的角度建立起壓電分流阻尼柔順鉸鏈的理論模型。對電阻分流電路和... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

微納米裝備

c) 三角型鉸鏈 d）橢圓型柔順鉸鏈圖 1-2 四種柔順鉸鏈柔順鉸鏈依靠自身的彈性變形來傳遞力和運動的特點，使柔順鉸鏈本身具有無回程間隙，無摩擦等優(yōu)點[19-21]。因此，柔順鉸鏈被廣泛應用于微納米定位和系統(tǒng)等的柔順機構中，如掃描隧道顯微鏡，X 射線光刻，掩膜對準和微制造上的應用中，柔順鉸鏈通常是由一個矩形的毛坯，去除兩個對稱的切口，如、角圓型切口、橢圓型切口、雙曲線切口、正圓型切口、三角型切口等。依狀的不同，柔順鉸鏈被命名為葉型柔順鉸鏈、角圓型柔順鉸鏈、橢圓型柔順線柔順鉸鏈、正圓柔順鉸鏈等，如圖 1-2 所示。這些柔順鉸鏈在其輸出方向，在其他方向，有較高的剛度。常見的柔順鉸鏈的輸出剛度、運動軌跡、運經被國內外眾多研究者研究。如：Paros 推導了依賴于力-位移原理的葉型柔環(huán)柔順方程[27]。Smith 等基于 Paros 等推導出的閉環(huán)柔順方程做出改進，推導的橢圓型柔順鉸鏈的閉環(huán)柔順方程[28]。宇靖宇等概括總結了幾種柔順鉸鏈的

3c) 柔順放大機構[32]d) 柔順導向機構[33]圖 1-3 幾種柔順機構柔順機構主要應用于微納米精密定位平臺中[34]。常見的柔順機構有一維導向機二維 XY 解耦機構、二維柔順放大機構和平面 3-RRR 并聯(lián)機構等，如圖 1-3 所示。學者對柔順機構進行分析研究。如，秦等介紹了微納米定位解耦 XY 平臺的基本問操縱應用程序，在所提出的 XY 階段，產生的壓電致動器的運動橫軸耦合通過靜態(tài)定性對稱衰減。并通過實驗驗證了解耦機構在 2 自由度軌跡上跟蹤衰減受外界的影Oetomo 等提出了 3 自由度并聯(lián)機構的直接運動學解決方案，給出了 3-RRR 和 3-RP構的單變量多項式的推導過程，顯示了兩者之間的相似性的差異性，并介紹了關于3-RRR 平面并聯(lián)機構簡化情況的直接運動學解決方案，其將為非常有用的平面配置有效的計算方法[36]。Varedi-Koulaei 等研究了具有旋轉關節(jié)的平面機構在間隙存在

【參考文獻】：
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本文編號：2982209