【摘 要】
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该文基于集成机构、驱动、检测于一体的设计思想,研制出以压电陶瓷管器件为机构和驱动元件,以电阻应变片微位移检测元件的三自由度集成工智能化微操作器,具有体积小、重量轻
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该文基于集成机构、驱动、检测于一体的设计思想,研制出以压电陶瓷管器件为机构和驱动元件,以电阻应变片微位移检测元件的三自由度集成工智能化微操作器,具有体积小、重量轻、集成度高、运动分辨率高和功率重量比高等优点.同时,压电陶瓷管形状细长,便于在显微镜下完成操作.在微操作器的建模方面,通过对四细分压电陶瓷管的变形进行静力学分析,建立了微操作器的微位移量与驱动电压的关系,并通过实验对公式进行了验证.在微位移检测方面,作者在详细了解测量系统各个部分的基础上,研制出应变式微位移检测系统,包括传感器的设计、检测电路设计及调试.压电陶瓷由于其复杂的机理,难以建立其精确的解析模型,为获得其高性能,在微操作器的控制方面,将PID、Fuzzy-PI控制方法引入微操作器的位置控制中,提出了微操作器的闭环控制模型,并进行了实验研究,获得了良好的控制效果.最后,对微操作器的静态和动态性能进行了全面的测试,给出了实验曲线和测试结果.结果表明,该微操作器具有高分辨率、高频响、高精度等特点,为微小物体的操作提供了坚实的基础.该文的工作为微操作器的研究提供了可以借鉴的理论与实践经验,有助于推动机器人微操作技术发展.
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