双柔性平行六连杆微动平台结构的设计及测试

发布时间：2017-09-30 17:05

  本文关键词：双柔性平行六连杆微动平台结构的设计及测试

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【摘要】：采用直圆型柔性铰链设计了承载能力较大的双柔性平行六连杆微纳定位平台,并对其性能进行了测试。基于柔性铰链经典刚度公式计算了直圆型柔性铰链转动刚度,推导了双柔性平行六连杆微动平台在运动方向的整体刚度函数;建立了平台的动力学模型,得到了平台的固有频率解析式。基于静动态特性优化设计了双柔性平行六连杆微纳定位平台,得到了平台的优化参数。基于激光干涉仪和多普勒激光测振仪建立了平台的静动态特性测试系统。对微纳定位平台进行了试验和测试,结果显示:刚度的理论计算值为7.92N/μm,试验值为7.44N/μm,误差为6.5%;固有频率的理论模型值为349.9Hz,实验值为342.2Hz,误差为2.3%。空载和加载为250、500、2 000、2 250、2 500g时的平台位移表明加载不均匀会对平台输出位移产生较大的影响,当加载为2 500g时,不均匀加载对位移的影响量约为均匀加载的5倍。此外,平台最大位移为56.59μm。重复定位精度测试显示,在施加电压50、100、150V时,定位平台在同一输入电压下的位移最大偏差为0.896μm。实验结果表明,建立的双柔性平行六连杆的刚度和固有频率计算模型是正确的,设计的微动平台的最大位移及精度可满足设计要求。
【作者单位】： 广东工业大学广东省微纳加工技术与装备重点实验室;
【关键词】： 双柔性平行六连杆 微动平台 刚度 固有频率 激光干涉仪 多普勒激光测振仪
【基金】：广东省引进创新科研团队计划资助项目(201001G0104781202) 广东省科技计划项目(2012B091000082,2011A090200119) 国家自然科学基金项目(No.51275093)
【分类号】：TH703;TH112
【正文快照】： 1引言目前,微电子制造、生物医疗工程、光学微装配及超精密加工等领域对微纳定位系统的要求越来越高[1-2],多要求平台既具有较高的响应速度,又要具有较高的定位精度和稳定性。压电陶瓷驱动的柔性铰链定位系统可实现纳米级定位,因此,该结构已经成为超精密加工领域的一个重要研

【参考文献】

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1 吴鹰飞,周兆英;柔性铰链的设计计算[J];工程力学;2002年06期

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本文编号：949371