【摘 要】
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精密定位技术是微/纳米技术研究的主要手段.压电驱动,柔性铰链机构传动是实现精密定位的一项主要技术,它具有结构紧凑,位移分辨率高,控制简便等特点.该论文完成了柔性铰链刚
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精密定位技术是微/纳米技术研究的主要手段.压电驱动,柔性铰链机构传动是实现精密定位的一项主要技术,它具有结构紧凑,位移分辨率高,控制简便等特点.该论文完成了柔性铰链刚度解析计算公式的精确推导,设计并实现了压电式单驱动三自由度运动平面工作台及三自由度位移检测系统,并完成了工作台的性能测试.柔性铰链广泛应用于支撑结构、联结结构、调整机构和测量仪器中,利用柔性铰链机构传递压电致动器的位移还可实现精密定位.通过力学分析得到柔性铰链刚度(柔度)的积分计算公式,通过微积分的推导,获得了柔性铰链刚度的解析计算公式.所得公式与已有公式相比,既精确又简洁,有利于柔性铰链及其机构的设计和分析.设计并实现了图像处理位移检测系统以实现平面X-Y-θ微小型工作台的三自由度位移同步检测.并采用方框式图像分割法提高位移检测系统的精度、检测范围和速度.利用图像处理位移检测系统,对平面工作台在各个方向的运动性能进行了测试.根据测试结果实现了平面微小型工作台的开环控制.利用高分辨率的双频激光干涉仪对工作台的微小定位进行了测试,表明其有亚微米的定位能力.微小型平面工作台的动态测试结果表明其最大速度约为450μm/s.
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