隨著精密定位技術在各行各業(yè)不斷地深入應用,人們對精密定位技術的要求不再局限于高精度,大行程,更加注重精密定位過程的響應速度。響應速度快的精密定位系統(tǒng)可運用于高速掃描探針顯微鏡、高速微納加工、高速微納操作等領域,這樣的精密定位系統(tǒng)要求系統(tǒng)擁有高帶寬的性能,搭建該系統(tǒng)的重點與難點在于微動平臺的結構設計及相應的控制策略與方法。本文主要針對傳統(tǒng)精密定位帶寬低的問題,設計了一種基于柔順機構的高帶寬兩自由度精密定位系統(tǒng),主要研究內(nèi)容如下:(1)微動平臺的結構設計。微動平臺的帶寬性能好壞主要取決于平臺的固有頻率高低。為了提高平臺固有頻率,本文設計了一款基于柔順機構的兩自由度并聯(lián)微動平臺,該平臺利用了雙端固定梁與本文設計的平行雜交梁兩種柔順單元的變形,不僅提供大剛度,而且有利于提高精度和解耦性能。分別運用卡氏第二定理、拉格朗日方程建立了平臺的剛度模型、平臺結構以及平臺結合驅(qū)動器時的兩種固有頻率模型。建立基于平臺柔順單元尺寸的固有頻率最優(yōu)化模型,根據(jù)設計目標,設置了平臺行程,柔順梁間的柔度比,尺寸變量范圍,最大應力等相關約束條件,獲得了最優(yōu)固有頻率。最后,運用有限元仿真驗證了本章節(jié)的剛度模型,固有頻率模...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1壓電陶瓷驅(qū)動器

根據(jù)驅(qū)動器的能量形式可將驅(qū)動器的驅(qū)動分為電磁驅(qū)動、壓電驅(qū)動靜電驅(qū)動、磁驅(qū)動等。其中，傳統(tǒng)電機驅(qū)動的驅(qū)動器屬于電磁驅(qū)動的一種，電磁感應原理，通過絲桿來傳動運動，但這樣的結構不可避免存在間隙、誤問題。正因為這些缺陷，電機驅(qū)動器的精度只能達到微米級別，同時也無法速度的要求。對于需要更高....

圖1-221世紀前典型的柔順精密定位平臺

(Capacitivesensors)、微視覺系統(tǒng)(Microvisionmeasurementsystem)以及光柵尺(Gratingruler)等。對于高帶寬的柔順精密定位平臺而言，需要有高采樣頻率的傳感器作為支撐。若要同時兼顧納米級別的定位精度以及高帶寬的性能，電....

圖1-3柔順精密定位平臺

常要求平臺末端具有大負載性能和高剛度性能，美國PIEZOMAX設計了一款滿足求的柔順平臺[17]。近幾年，高帶寬的柔順精密定位平臺也引起了關注，因為響應速度快的精密定位有利于諸多研究領域突破相應的瓶頸，例如生物科學研究，細胞操作，快速精密加工a)2009，LiY[13]b)....

圖1-4串聯(lián)式高帶寬柔順精密定位平臺

第一章緒論為了獲得生物大分子在原子力顯微鏡(Atomicforcemicroscope,簡稱AFM)下的動態(tài)圖像,設計了一種XYZ三自由度平動串聯(lián)式的高帶寬精密定位平臺，如圖1-4(a)所示，該平臺采用球?qū)虻慕Y構；平臺的固有頻率可達60kHz,行程不超過4um....

本文編號：3967488