新型二维纳米级微动工作台的动力学分析 被引量：29

1

作者 刘品宽 孙立宁 +1 位作者 曲东升 荣伟彬 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2002年第2期143-147,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 微动工作台 动力学 纳米定位 柔性铰链 有限元方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

蠕动式X-Y-θ微动工作台的设计实现 被引量：26

2

作者 吴鹰飞 李勇 +1 位作者 周兆英 刘钦彦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期263-265,共3页

提出了一种新颖的 X- Y-θ微动工作台。利用单一压电元件驱动及柔性铰链机构传动获得平面上 3个自由度的运动 ,并与电磁夹紧机构配合实现蠕动式进给 ,使平面工作台具有高的位移分辨率、大的工作行程和简洁的结构。工作台的核心部件柔性... 提出了一种新颖的 X- Y-θ微动工作台。利用单一压电元件驱动及柔性铰链机构传动获得平面上 3个自由度的运动 ,并与电磁夹紧机构配合实现蠕动式进给 ,使平面工作台具有高的位移分辨率、大的工作行程和简洁的结构。工作台的核心部件柔性铰链传动机构采用对称设计 ,有利于运动的导向。通过力学分析 ,对柔性铰链机构进行了参数选择。测试了工作台的性能 ,柔性铰链机构刚度的实测值同理论值接近。运动速度大于 1 0μm/s,位移分辨率小于 0 .1μm。 展开更多

关键词 压电元件 柔性铰链机构 X-Y-θ微动工作台 蠕动式 微型机械

在线阅读 下载PDF 职称材料

磁悬浮式纳米级微动工作台的理论分析与建模研究 被引量：9

3

作者 陈本永 雷勇 +3 位作者 李延宝 张丽琼 王俊茹 冯平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1125-1128,共4页

磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围纳米级精度的微运动。本文构建了一种新型的磁悬浮微动工作台,从理论上对磁悬浮式微动工作台的运动机理进行了详尽分析,建立了磁悬浮式微运动的... 磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围纳米级精度的微运动。本文构建了一种新型的磁悬浮微动工作台,从理论上对磁悬浮式微动工作台的运动机理进行了详尽分析,建立了磁悬浮式微运动的电磁驱动模型,用Matlab对磁悬浮式微动工作台的运动控制进行了仿真研究,结果表明,设计的磁悬浮式微动工作台能达到纳米级的微运动。本文的研究成果为磁悬浮式微动工作台的设计及其控制提供了理论基础。 展开更多

关键词 磁悬浮 微动工作台 理论分析 仿真研究 Halbach磁阵列

在线阅读 下载PDF 职称材料

压电微动工作台的动态迟滞模型 被引量：24

4

作者 张栋 张承进 魏强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期549-556,共8页

为实现压电微动工作台的快速准确运动定位,研究了其运动定位模型。压电工作台的运动定位精度主要受工作台动态特性和迟滞特性的影响,在介绍这两类典型特性模型及其适用范围的基础上,提出了能够同时体现压电工作台动态特性和迟滞特性的... 为实现压电微动工作台的快速准确运动定位,研究了其运动定位模型。压电工作台的运动定位精度主要受工作台动态特性和迟滞特性的影响,在介绍这两类典型特性模型及其适用范围的基础上,提出了能够同时体现压电工作台动态特性和迟滞特性的动态迟滞模型,并给出了采用Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞算子的动态迟滞模型参数辨识途径。以TRITOR100型压电工作台为例进行实验研究,结果表明:当压电工作台在30μm的定位范围内以±900V/s的输入电压速率进行快速运动定位时,动态迟滞模型的模型精度比以往常用的线性动态模型和迟滞模型有较大提高,其平均误差为0.16μm,最大误差为0.38μm,为高性能运动定位工作台控制系统的设计提供了模型基础。 展开更多

关键词 压电微动工作台 运动定位 动态迟滞模型 PI迟滞模型 扫描探针显微镜

在线阅读 下载PDF 职称材料

平面三自由度微动工作台的输入耦合分析 被引量：23

5

作者 王华 张宪民 欧阳高飞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期377-380,共4页

　　基于线性分析理论,建立了柔性铰链式平面三自由度精密定位平台的分析模型;提出了一种计算该类工作台输入耦合的线性求解方法,该方法具有求解简便和计算量小等优点;针对微动工作平台的特点建立了有限元分析模型,通过有限元仿真,验证... 　　基于线性分析理论,建立了柔性铰链式平面三自由度精密定位平台的分析模型;提出了一种计算该类工作台输入耦合的线性求解方法,该方法具有求解简便和计算量小等优点;针对微动工作平台的特点建立了有限元分析模型,通过有限元仿真,验证了线性法的正确性;讨论了有关参数对工作台输入耦合的影响程度,给出了对输入耦合有较大影响的设计参数。研究结果对设计低耦合输入微动工作平台具有指导意义。 展开更多

关键词 柔性铰链 微动工作台 输入耦合 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

新型二维压电驱动微动工作台的设计分析 被引量：13

6

作者 刘品宽 曲东升 +1 位作者 王莉 孙立宁 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2002年第1期31-34,共4页

研究开发了一种新型压电驱动二自由度纳米级微定位工作台。文章采用静力学理论对微动工作台的运动副进行了建模分析 ,推导出直角平行板柔性铰链的刚度计算表达式。采用有限元分析方法 ,对柔性铰链和微动工作台的静、动态力学特性数值分... 研究开发了一种新型压电驱动二自由度纳米级微定位工作台。文章采用静力学理论对微动工作台的运动副进行了建模分析 ,推导出直角平行板柔性铰链的刚度计算表达式。采用有限元分析方法 ,对柔性铰链和微动工作台的静、动态力学特性数值分析 ,并对微动工作台的模态频率进行了实验测试。理论分析。 展开更多

关键词 压电驱动 纳米级微定位 柔性铰链 有限元分析 设计 微动工作台

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于柔性铰链结构的新型双向微动工作台的研究 被引量：10

7

作者 高鹏 袁哲俊 姚英学 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期192-195,共4页

基于柔性铰链结构的新型双向微动工作台的研究＊高鹏（北京航空航天大学北京１０００８３）袁哲俊姚英学（哈尔滨工业大学哈尔滨１５０００１）０引言以柔性铰链为导向机构的超高精度微动工作台已被广泛用于能束加工、超精密检测、微操... 基于柔性铰链结构的新型双向微动工作台的研究＊高鹏（北京航空航天大学北京１０００８３）袁哲俊姚英学（哈尔滨工业大学哈尔滨１５０００１）０引言以柔性铰链为导向机构的超高精度微动工作台已被广泛用于能束加工、超精密检测、微操作系统等要求具有纳米级定位分辨率的... 展开更多

关键词 双向 微动工作台 柔性铰链

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于微动工作台的光纤位移传感器设计 被引量：6

8

作者 韦宣 乐静 +1 位作者 申阿维 邵伟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第1期115-117,共3页

针对微动工作台定位中遇到的位移检测问题,探讨了一种反射式光纤位移传感器。通过分析光纤耦合原理设计了发射接收光纤探头的结构;选择高亮度LED和高灵敏度硅光电池,提高了传感器的抗干扰能力和增强了信号强度;检测电路实现了对信号的... 针对微动工作台定位中遇到的位移检测问题,探讨了一种反射式光纤位移传感器。通过分析光纤耦合原理设计了发射接收光纤探头的结构;选择高亮度LED和高灵敏度硅光电池,提高了传感器的抗干扰能力和增强了信号强度;检测电路实现了对信号的去零、放大,从而提高分辨率,解决了这类传感器的线性范围小所引起的不足。实验结果表明:在0～200μm的量程内分辨率能达到亚微米级。 展开更多

关键词 光纤位移传感器 亚微米 微动工作台

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于压电陶瓷的二维微动工作台有限元分析 被引量：9

9

作者 曹坚 周庆华 +1 位作者 严拱标 沈剑英 《机床与液压》 北大核心 2003年第2期39-40,共2页

本文对二维微动工作台的一些关键技术进行了理论分析,并借助于ANSYS软件建立了二维微动工作台的有限元模型,采用有限元分析方法,对其静、动态力学性能进行了数值分析,得出了微动工作台的静态力学性能及固有频率。

关键词 二维微动工作台 有限元分析 压电陶瓷 柔性铰链 微位移机构

在线阅读 下载PDF 职称材料

二维微动工作台微位移机构特性研究 被引量：6

10

作者 张庆 王华坤 张世琪 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2003年第11期44-46,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 微位移机构 暂态响应 稳态响应 微动工作台 微机电系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

X射线干涉仪中单晶硅微动工作台的研制 被引量：3

11

作者 王林 李达成 曹芒 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期654-656,共3页

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 ... 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 展开更多

关键词 纳米测量 微动工作台 X射线干涉仪 单晶硅 研制

在线阅读 下载PDF 职称材料

微动工作台中弹性导轨的设计计算 被引量：2

12

作者 黄其圣 张腊梅 +1 位作者 余晓芬 王永红 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期473-479,共7页

介绍了微动工作台中弹性板簧导轨的设计方法、特性误差的计算 ,重点叙述了载荷反对称布置的弹性导轨使微动台产生独立转动自由度的方法 .与以柔性铰链为主体的平面三自由度微动工作台相比 ,弹性板簧导轨式的微动工作台力学模型简单 ,无... 介绍了微动工作台中弹性板簧导轨的设计方法、特性误差的计算 ,重点叙述了载荷反对称布置的弹性导轨使微动台产生独立转动自由度的方法 .与以柔性铰链为主体的平面三自由度微动工作台相比 ,弹性板簧导轨式的微动工作台力学模型简单 ,无原理误差 ,从而提高了工作台的位移精度 ,避免工作台在各运动方向之间的耦合 .在板簧上粘贴应变片还可以测出微动台的位移 ,简化了测量系统 . 展开更多

关键词 弹性板簧导轨 设计计算 微动工作台 载荷反对称布置 平面三自由度 耦合

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于柔性铰链结构的二维微动工作台的设计分析 被引量：10

13

作者 张建雄 孙宝元 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第5期624-626,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 压电陶瓷驱动器(PZT) 微动工作台 柔性铰链 参数化法

在线阅读 下载PDF 职称材料

微动工作台线性化精度评价方法研究 被引量：2

14

作者 叶鑫 张之敬 +1 位作者 王强 孙媛 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期741-745,共5页

并联微动工作台广泛应用于高精度场合。目前,微动工作台还沿用传统并联机构的精度分析方法,这些方法在应用中无法全面定量地反映出微动工作台的精度,因此有必要对其精度分析和评价方法进行研究。具体以一种六自由度微动工作台为例,利用... 并联微动工作台广泛应用于高精度场合。目前,微动工作台还沿用传统并联机构的精度分析方法,这些方法在应用中无法全面定量地反映出微动工作台的精度,因此有必要对其精度分析和评价方法进行研究。具体以一种六自由度微动工作台为例,利用微分方法得到了输入输出位姿的显示雅克比矩阵,并对线性化方法的精度进行验证。提出了精度系数的概念,利用精度系数判断机器人在应用范围内各种条件下是否会影响其运动精度。误差仿真算例显示该方法是可行的。 展开更多

关键词 机械学 柔性铰链 微动工作台 线性化 精度系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

磁悬浮式微动工作台驱动方案的设计与实现 被引量：2

15

作者 陈本永 陈艇 +1 位作者 张丽琼 张贵珍 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期213-216,共4页

磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围高精度的微运动.本文论述了磁悬浮式微动工作台驱动电路的主要性能参数、驱动方案的选择,设计了两种驱动电路,并进行了实验研究,最后根据试验结... 磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围高精度的微运动.本文论述了磁悬浮式微动工作台驱动电路的主要性能参数、驱动方案的选择,设计了两种驱动电路,并进行了实验研究,最后根据试验结果对两种驱动电路进行分析比较,得出了满足该磁悬浮式微动工作台运动要求的驱动方法,为磁悬浮式微动工作台的整体设计及其控制提供了技术支持. 展开更多

关键词 磁悬浮 微动工作台 驱动电路

在线阅读 下载PDF 职称材料

精密微动工作台二维微位移机构的设计研究 被引量：3

16

作者 张庆 王华坤 范元勋 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2002年第10期26-28,共3页

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。

关键词 微位移机构 微动工作台 柔性铰链 电致伸缩陶瓷 微机电系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于压电陶瓷驱动器(PZT)驱动的二维微动工作台系统及控制方法的研究 被引量：2

17

作者 张建雄 孙宝元 王红艳 《机床与液压》 北大核心 2006年第7期11-12,49,共3页

介绍了基于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。用ANSYS对其进行有限元分析,使用自制的电容位移传感器进行位移检测,采用前馈与模糊控制相结合的复合控制方法对系统进行控制,结果表明:该控制方法既具有开环控... 介绍了基于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。用ANSYS对其进行有限元分析,使用自制的电容位移传感器进行位移检测,采用前馈与模糊控制相结合的复合控制方法对系统进行控制,结果表明:该控制方法既具有开环控制的稳定性,又具有闭环控制高精度的特点。实验证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 PZT 微动工作台 柔性铰链 前馈 模糊控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于ANSYS的单自由度微动工作台仿真研究 被引量：1

18

作者 阮学云 朱仁胜 姚桂玲 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第7期118-120,共3页

通过有限元软件ANSYS,建立有限元实体模型,同时讨论了模型的好坏、评价标准,对单自由度微位移工作台进行了仿真计算,建立了微位移机构位移量和最大应力的回归方程式。

关键词 ANSYS 单自由度 微动工作台 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

二维微动工作台的定位误差补偿实验 被引量：1

19

作者 林杰俊 李东升 沈小燕 《机床与液压》 北大核心 2013年第21期19-22,共4页

随着科学技术的发展，超精密定位技术在各领域得到了广泛应用，它的研究对MEMS技术的发展具有重要的意义。对具有纳米定位精度的二维微动工作台的定位误差进行研究。首先，对分辨率为0.15 nm的双频激光干涉仪进行了测量误差分析，其标... 随着科学技术的发展，超精密定位技术在各领域得到了广泛应用，它的研究对MEMS技术的发展具有重要的意义。对具有纳米定位精度的二维微动工作台的定位误差进行研究。首先，对分辨率为0.15 nm的双频激光干涉仪进行了测量误差分析，其标定二维微动工作台时的测量精度为14.4 nm；利用该激光干涉仪标定时温漂的近线性关系去除了定位误差中的综合误差，采用反相补偿法对定位误差中的系统误差进行了补偿。测得该工作台补偿前的定位误差在250～300 nm之间，在空气弹簧隔振平台上进行了误差补偿实验，测得补偿后两轴的定位误差分别为20 nm和25 nm左右。实验证明了该种方法用于补偿纳米定位系统的可行性。 展开更多

关键词 二维微动工作台 纳米定位 定位误差 反相法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于柔性铰链结构的二维微动工作台研究 被引量：1

20

作者 王红艳 张建雄 戴学丰 《机床与液压》 北大核心 2007年第4期50-52,共3页

重点介绍了一种基于PZT驱动的双柔性平行四连杆结构二维微动工作台。推导了柔性铰链各尺寸对固有频率的影响公式,并用有限元参数化分析方法,找到对固有频率影响较大的参数。将有限元模态分析值和实验测试结果相比较,探讨影响微动工作台... 重点介绍了一种基于PZT驱动的双柔性平行四连杆结构二维微动工作台。推导了柔性铰链各尺寸对固有频率的影响公式,并用有限元参数化分析方法,找到对固有频率影响较大的参数。将有限元模态分析值和实验测试结果相比较,探讨影响微动工作台动态性能的综合因素,为微动台的设计提供理论和实验依据。 展开更多

关键词 微动工作台 柔性铰链 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料