一种摩擦轮驱动微位移工作平台的研究

发布时间：2017-05-19 18:06

  本文关键词：一种摩擦轮驱动微位移工作平台的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微位移技术是精密机械和仪器实现高精度的关键技术之一。随着科学技术的进步,特别是微电子技术、宇航工业、材料科学、生物工程等的发展,使精密加工、定位技术进入亚微米时代。本论文根据实际研究的需要,研制了一种采用摩擦轮驱动柔性铰链的微位移系统。论文主要内容包括以下内容。 1.讨论了微位移技术发展的现状、趋势;介绍了各种微位移器的原理、特点及其应用,分析了各种微位移系统的优缺点、适用范围及其达到的精度。在综合分析摩擦轮驱动方式的基础上,结合前人的研究成果,提出了总体设计方案即摩擦轮驱动柔性铰链的微位移工作平台。 2.根据系统的性能指标及设计准则,进行了微位移机构系统设计,包括机械部分与控制部分。机械部分包括平台本体的设计;摩擦轮传动的类型与应用范围,摩擦轮材料选择与摩擦轮结构设计;柔性铰链理论分析,提出了柔性铰链结构模型,该结构为一种双级串联对称平衡结构,并对柔性铰链模型进行静力学计算和有限元分析。 3.介绍了系统的控制思路及通信方案,本课题采用新型的步进电机驱动,ASC46MK-H100为ORIENTAL MOTOR公司新型谐波减速带闭环控制的步进电机系统,最小步进角为0.0036°。针对该步进电机的一些特点与控制方法进行了详细说明。采用三菱PLC控制器实现微位移器的驱动控制。 4.基于以上方法和研究成果,研制了系统的软件和硬件,并进行实验分析验证。基本达到了系统设计目标。整个微进给系统行程28μm,定位精度±0.05μm。 实验结果表明微位移系统的正确性及可行性,系统位移精度达到
【关键词】：摩擦轮 柔性铰链 步进电机 有限元分析
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH703
【目录】：

• 第一章 绪论11-26
• 1.1 引言11
• 1.2 精密和超精密技术发展的背景与意义11-22
• 1.2.1 精密技术发展状况11-17
• 1.2.2 精密和超精密机床发展情况17-19
• 1.2.3 发展精密技术的意义与作用19-22
• 1.3 论文研究背景及方法22-24
• 1.4 课题研究的内容24-26
• 第二章 微位移系统总体设计26-43
• 2.1 微位移技术介绍与展望26-27
• 2.2 微位移系统综述27-35
• 2.2.1 微位移系统类型27-30
• 2.2.2 微位移进给驱动系统概述30-33
• 2.2.3 靡擦驱动微位移机构概述33-34
• 2.2.4 微位移系统的应用34-35
• 2.3 系统选择原则35-38
• 2.3.1 微位移系统的要求35-38
• 2.4 课题总体设计原则38-42
• 2.4.1 系统设计要求38-39
• 2.4.2 控制系统集成39-42
• 2.4.3 控制方案实现42
• 2.5 本章小结42-43
• 第三章 摩擦轮传动详细设计43-54
• 3.1 传动的工作原理43-49
• 3.1.1 弹性滑动43-46
• 3.1.2 打滑46-47
• 3.1.3 几何滑动47-49
• 3.2 摩擦轮传动中的强度计算49-52
• 3.2.1 表面接触疲劳强度计算49-51
• 3.2.2 表面磨损条件性计算51-52
• 3.3 系统摩擦轮设计52-53
• 3.4 本章小节53-54
• 第四章 柔性铰链研究与设计54-66
• 4.1 柔性铰链研究状况54-56
• 4.2 柔性铰链结构设计56-63
• 4.2.1 柔性铰链机构的刚度设计56-60
• 4.2.2 结构设计与加工过程的因素分析60-63
• 4.3 柔性铰链的有限元分析63-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 控制系统集成与实现66-77
• 5.1 控制策略与方法66-71
• 5.1.1 PID控制66-68
• 5.1.2 自适应控制68-69
• 5.1.3 神经网络控制69-71
• 5.2 控制系统实现71-76
• 5.3 本章小结76-77
• 第六章 系统实验与分析77-80
• 6.1 系统组成与功能77-78
• 6.2 系统综合试验测试78-79
• 6.3 本章小结79-80
• 第七章 结论与展望80-82
• 参考文献82-85
• 致谢85-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文86-87

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘通通;田学光;田兴志;;高精度大型转台微调系统的优化设计[J];机械科学与技术;2008年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 孙刚;外圈旋转轴承多点加载装置研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 方小东;基于新型菱形放大机构的微位移工作台结构研究[D];大连理工大学;2011年

3 张帅;轴承球直径非接触精密测量装置误差分析及改进[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 于永坤;高精度小型铣床（关键技术）的研究与开发[D];东华大学;2008年

5 肖彦民;压电驱动型小型精密车床微进给工作台设计[D];河南理工大学;2012年

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本文编号：379400