六自由度微位移定位平台的设计与试验

摘要：

压电叠堆与柔性机构构成了微位移的基本形式,其行程与精度、输出力的矛盾需要结合应用要求对结构进行综合设计.针对所构建的超精密加工工具对六自由度微位移的需求,提出了一种以压电叠堆作为驱动元件,以柔性铰链和楔形机构作为传动机构的空间六自由度微位移定位平台.由于压电叠堆需要一定的预紧力才能发挥其微位移精度和输出力的优势,通过静力分析,得出了微位移平台各个自由度驱动力和位移输出关系的表达式及刚度表达式,对结构进行了优化.试验表明,各自由度的行程与分辨率如下:x ,y ,z方向的最大位移分别为7 .48 , 8.33和4.14μm,分辨率为0.01μm;沿θx ,θy ,θz方向的最大旋转角度均为0.13°,分辨率为0.01°,满足所构建的超精密加工工具定位的精度要求.试验获得了微位移定位平台的激励电压与各自由度位移输出曲线,为平台的运动、定位控制提供了依据,也为柔性铰链机构和楔形机构在其他结构中的应用提供了理论依据和试验基础.

关键词：六自由度、微定位平台、压电叠堆、柔性机构、楔形机构

所属期刊栏目：39

分类号：TN384;TH113.2+2(半导体技术)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51775263

在线出版日期：2020-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1264-1270