多自由度微位移工作台的研究

发布时间：2022-01-15 21:53

　　本文是“多自山度压电式微位移机电系统研究”课题的重要部分之一。在收集了大量微位移工作台方面的资料的基础上，本文对国内外的研究现状做了介绍；对常见的微位移系统中的机构和驱动器做了阐述和比较；还对微位移系统的评价标准做了较全面的总结。在第二章和第三章中，采用了具有单一方向运动而无耦合运动的采用柔性铰链的双平行四杆微位移机构和采用柔性铰链的单平行四杆微位移机构，制定出了一种三自由度（X-Y-θ）工作台的设计方案。并针对所用两种微位移机构推导了它们的受力变形公式，建立了微位移工作台转动单元的优化设计模型，对原设计参数做了改进。另外，本文还运用了有限元模拟软件，对微位移工作台转动和平动单元做了详细的分析，研究了主要力学性能。在设计出工作台具体结构后，应用有限元法分析了制造误差，制定了一套可靠的工艺方案，成功地制造出样机。本文第五章中，利用了一套测试装置分别测试了三个自由度上驱动力和位移的关系，验证了理论研究和设计的正确性；另外，还测试了驱动器在安装前后的特性，为本课题的进一步研究打下良好的基础，最后一章对目前已完成的设计和研究工作做了总结。 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

转动机构有限元模型图3一6(l)应力云图

可以实现预期的转角范围和精度等设计要求，对转动工作台机构上的具体位置的位移和内应力等做详细分析。图3一5转动机构有限元模型图3一6(l)应力云图图3一6(2)位移云图图3-6(3)位移矢量图图3一6ANSYS模拟结果为分析需要，在建模时作者做了一些技术处理，对一些特殊点做了重点分析，可以使我们能更好的了解机构的特性。一、关于转动中心位置的分析和转角的计算根据图3一6可以看出工作台受控时的应力分布和大小，为对本转动机构的各点转动情况做更详细的了解，可通过list文件来比较和分析(注:以下各节点位移均以微米为单位)。设计时，工作台面的中心设计在左下铰链的中心上(10点，见图3一7)，虽然在力作用下，铰链中心是有一定偏移的，在驱动力为200N时

图3一13平动机构的平面完整机构ANSYS模型模拟3.3.3平动工作台的性能根据我们的设计，用ANSYS建立图3一13的模型(见附录程序A一1)，把模拟结果列在表3一8中。由表中数据来看，在200N作用时，微位移量可以超过50微米，对最大驱动力可达到500N，最大伸长量可到50微米以上的驱动器完全适用;另外在最大驱动力下，机构的强度也符合要求(最大应力小于【司，〔司=432MPa)。应用MATLABT统计工具箱编程口2

【参考文献】：
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本文编号：3591384