微位移执行器是实现高精度控制的关键装置,广泛应用于精密伺服系统、芯片生产以及超精密加工领域。针对传统微位移执行器结构复杂、输出力小、行程短等问题,提出基于帕斯卡原理的膜片式液压微位移执行器。首先,建立了复合载荷下执行器的力学模型,并采用逐次修正法推导了应力-应变的迭代求解式。其次,研究了执行器关键参数对执行器行程和应力的影响规律。在此基础上,建立了以材料强度和设计行程为约束的膜片式液压执行器的优化设计流程。最后,通过有限元仿真验证了执行器的驱动压力-位移特性、行程及负载能力。结果表明,执行器表现出良好的驱动压力-位移线性关系,此外其40μm/mm的伸长率远优于压电陶瓷。在4 MPa的驱动压力下,执行器可实现1 mm的行程,并提供最大10790 N的输出力,即使在外负载为5395 N时仍能保持0.5 mm的行程。

为了解近年来长度测量技术的发展现状,综述了从天文尺度到微观尺度各数量级长度量的测量方法。介绍了包括天体距离、常规尺度长度量以及微观尺度长度量的测量中所涉及的光学测量和电学测量中各测量方法的基本原理。重点介绍了纳米尺度的位移测量方法,并展望了长度量测量仪器更高精度化和微型化的发展趋势。

研究了采用弹性双平行四边形结构的空间傅里叶变换红外光谱仪用全柔性机构,即运动角镜扫描机构(Moving Cube-Corner)的设计.采用双平行四边形结构,使其运动自由度降为一维,并保证运动直线误差为±3 μm.所采用的弹性结构不仅可以用于控制单自由度微位移机构,而且还可以控制微转角机构.结果表明:该机构特别适合空间仪器和机构所要求的无润滑、无磨损、长寿命的需要.

提出一种新型的光纤测温传感器。基于热胀冷缩原理,物体长度会随温度变化产生与之成正比的微小变化,采用带光源的光纤测微位移探头测出这个微小变化,可得温度与位移的变化关系,采用光电转换则可输出温度与电流的变化关系。

提出了一种通过对光学像散量的检测来实现对物体的微位移和微振动进行实时非接触测量的新方法.该方法采用四象限光电探测器测量由于物体相对于光学系统焦点的偏离而引起的像散量,参照已标定的物体位置与像散量之间的关系,可计算出物体的实际位移或振幅.利用这套系统对压电陶瓷片的振动状态进行了测量,得到了振动的振幅及频率.测量结果表明,该系统的测量灵敏度优于17 nm.

阐述了差式微位移放大机构的基本设计原理，分析了机构中位移损失的原因。研制的放大机构具有较好的放大效果，而且机构的位移输出线性特性也较好。采用片状柔性铰链成功地解决了由于机构中的位移干涉造成的机构内部反力太大的问题。

介绍了压电陶瓷微位移器的工作原理，在此基础上提出了一种用由立式接触式干涉仪改造的电脑接触式干涉仪测量微位移特性的方法。其完善的测试软件系统，实现了对压电陶瓷微位移量的自动化、智能化精密测量。并对自行设计的压电陶瓷微位移装置进行了测试，得出电压－位移的关系曲线和迟滞曲线，精度和重复性值达０．０１μｍ。

作者采用轮子中心的微位移Δx 与该处滚动摩阻系数δ成线性关系的力学模型,研究物体非临界滚动摩阻的本构关系,得出非临界流动摩阻公式M= δf0ΔxN。

微位移技术是精密机械与仪器的关键技术之一.本文介绍精密定位系统中的典型微位移机构,分析常用机构的特点及存在问题,并以平行板柔性铰链为基础,通过对其结构的优化,设计应用于扫描探针系统的二维定位工作台,并利用有限元方法对该工作台静态特性进行了仿真分析.

对压电陶瓷叠堆驱动位移放大器进行研究。设计了可满足高压共轨喷射系统使用要求的压电执行器模块，同时设计了一个基于液压传动原理的微位移放大机构，该机构由一个位移放大腔和两个活塞组成，放大腔底部的活塞用来放大和传递顶部活塞的位移。试验结果表明，基于液压微位移放大原理的压电执行器可满足共轨系统位移放大的要求。