二维微动工作台的设计与分析
设计了一种用于宏微双重驱动系统的二维微动工作台。该微动平台采用柔性铰链支撑的并联式设计结构,该结构比串联式结构更简单紧凑,其x方向和y方向完全对称,所以这两个方向的参数完全相同,便于参数识别与工作台控制;采用有限元方法对该工作台进行了静态分析,并与采用解析法计算的结果进行对比。推导出由于宏动工作台高加速运动而引起微动工作台振动的加速度公式,为研究宏动台高加速、高减速运动对微动工作台的影响提供了依据。最后,计算分析了宏动工作台典型运动情况对微动工作台的影响,分析表明选择合适的阻尼比ξ,可以获得较短的微动工作台系统的调整时间和较小的超调量。
X射线干涉仪中单晶硅微动工作台的研制
目前国际上X射线干涉仪所采用的微动工作台均采用对称式柔性铰链结构,其缺点是侧 滑角大,严重影响干涉信号的对比度,很容易产生干涉条纹的记数误差。为此提出了非对称结构微动工作台的设计思想,并引入有限元方法进行了结构参数优化,研制了整体式X射线干涉仪。理论分析和实验表明:利用非对称结构研制的X射线干涉仪,分析器的侧滑角显著下降,干涉信号的对比度大大提高,更适合X射线干涉纳米测量的要求。
三自由度精密定位工作台的设计与仿真
设计一种以压电陶瓷为驱动,通过柔性机构放大输出位移的精密定位工作台。给出了该精密定位工作台的结构模型,建立了精密定位工作台的位置输入输出方程,分析和计算了柔性铰链微位移放大机构的位移放大倍数。通过仿真确定工作台各自由度的变形量与压电陶瓷驱动器伸缩量之间的关系与运动特性。结果表明,该精密定位工作台能实现定位误差为0.1μm的高精度定位。通过与3点支撑微位移放大机构工作台的比较,显示出4点支撑微位移放大机构工作台可减小交叉耦合的影响。
基于柔性铰链结构的二维微动工作台的设计分析
介绍了基于压电陶瓷驱动器(PZT)驱动的二维微动工作台。该微动台采用双柔性平行四连杆结构,运用参数化的分析方法求得铰链各尺寸对微动台固有频率、应力以及刚度的影响,将理论分析、有限元计算和试验测试的结果相结合,提出了一种微动台的设计方法。
压电陶瓷驱动的铰链放大式微动工作台研究
研制了一种新的压电陶瓷驱动的铰链放大式微动工作台.介绍了该微动工作台的基本原理,利用原子力显微镜技术测定了压电陶瓷与铰链放大臂的微位移和微振动,确定了铰链机构的放大比及微动工作台的时间响应频率.结果表明,该微动工作台能以0.5μm~5μm的步长实现平稳的微位移,最大速度达到250μm/s.
二维微动工作台微位移机构特性研究
微动工作台是微机电系统及其制造设备中的重要部件.文章结合电致伸缩陶瓷驱动器和杠杆柔性铰链机构,论述了二维微动工作台微位移机构的设计,建立了微位移机构的机电耦合模型.重点分析了机构的暂态响应和稳态响应及其影响因素,为微动工作台系统设计、改善微位移机构的响应速度以及控制系统参数的确定提供了理论依据.
新型二自由度微动工作台的设计和有限元分析
介绍了一种无耦合运动的二自由度微位移工作台,该结构便于微位移工作台尺寸的小型化。文中推导了工作台载荷与位移的关系式;采用有限元的方法对工作台三维模型进行仿真计算,得到该工作台对应于载荷的位移和应力值。有限元计算的结果和推导公式的计算结果相吻合。
新型二维纳米级微动工作台的动力学分析
提出一种新型、集成式压电驱动两自由度nm级微定位工作台系统,工作台采用直角柔性平行板铰链,实现X,Y方向的运动,采用杠杆放大柔性铰链机构实现对压电陶瓷位移的放大.并对这种新型结构形式理论分析与实验测试.根据拉格郎日方程建立微动工作台的运动微分方程,推导出系统前两阶固有频率的解析式.采用有限元分析方法对微动工作台进行模态分析,得到微定位工作台有效工作的谐振频率和振型,并对微动工作台的模态频率进行了实验测试.经理论分析、有限元计算和实验测试结果进行对比与分析的一致性说明理论分析的正确性和数值分析的可靠性.
精密微动工作台二维微位移机构的设计研究
介绍了一种精度高、性能稳定、结构简单的二维微动工作台微位移机构的工作原理及其设计;着重分析了为消除机构间隙和工作台爬行,提高定位精度和响应速度所采取的技术措施电致伸缩陶瓷驱动、柔性铰链与杠杆放大一体化结构等.
精密工作台的设计与实验研究
微器件装配技术是实现组合结构的微机械电子学系统(MEMS)的关键技术之一,精密工作台系统则是微装配系统的一个重要组成部分.精密工作台系统包括粗动工作台和微动工作台粗动工作台包括精密机械及其传动系统、光栅定位系统、直流力矩电机驱动系统及计算机控制系统;微动工作台包括微动台、压电陶瓷驱动电源和电感测微移.实验结果表明,粗动台系统的最高速度为5mm/s,最低速度为3.4μm/s,系统的重复定位精度为±1μm;微动台系统的定位精度可达到±1μm.