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《天津理工大学》 2013年
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基于压电驱动的大行程完全解耦的二自由度微/纳定位平台的设计与研究

席龙泉  
【摘要】:微定位技术是精密加工、精密测量、精密工程等微观研究领域中的关键技术,微动定位平台是精密定位技术中的一项重要载体。XY微/纳操作手主要实现平面内XY方向的位移平动,定位精确、易于实现,在光纤对接、微创手术、生物工程等领域具有重要的研究意义。本文以基于压电陶瓷驱动的XY微动定位平台为研究对象,结合并联构型和柔性铰链,分析和研究了微动定位平台的关键技术。通过机构运动构型和平台元件的选择,运用理论计算和有限元分析方法分析了一种新颖的大行程完全解耦的XY微动平台运动,为平台简单控制的实现和有效保护压电陶瓷驱动器奠定了基础。本论文的主要内容及章节安排如下: 第一章分析了微动定位平台系统及其研究的意义,并综述了微动定位平台系统的国内外研究现状及其发展,最后给出了本论文的主要研究内容。 第二章基于微定位机构对微定位系统性能的重要影响,在微定位机构的选型、柔性铰链放大机构和移动副的选取方面进行了比较和分析。结合并联构型、双四杆柔性移动副、桥式运放机构,通过有效组合设计了一种新颖的大行程完全解耦的微动定位平台。 第三章根据力与位移在不同坐标系间的转换,结合串、并联机构中力与位移的传导,推导出柔顺机构在任意点处的柔度矩阵,利用这种方法依次建立移动副、桥式放大机构和微定位平台的柔度模型,结合拉格朗日能量法和机械振动理论,建立了平台的动力学模型和前两阶固有频率计算公式。 第四章考虑到压电陶瓷驱动的微动定位平台的工作原理,根据驱动器驱动位移和铰链所受应力原则,确定机构各尺寸参数的范围,运用粒子群优化算法,以固有频率和运动行程为优化目标建立优化模型,对机构尺寸参数进行了优化。 第五章运用ANSYS分析软件,分析验证了双四杆柔性移动副、桥式放大机构的优良特性,对平台的静力学、动力学性能的分析表明,该平台具有大行程、输入输出解耦特性良好的优点,同时也验证了所建数学模型的正确性。 第六章总结了全文的研究工作,展望了微动定位平台关键技术的发展趋势。
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TH703

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【参考文献】
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1 刘品宽,孙立宁,曲东升,荣伟彬;新型二维纳米级微动工作台的动力学分析[J];光学精密工程;2002年02期
2 林德教,吴健,殷纯永;具有纳米级分辨率的超精密定位工作台[J];光学技术;2001年06期
3 于靖军,毕树生,宗光华;全柔性微位移放大机构的设计技术研究[J];航空学报;2004年01期
4 林洁琼;王磊;李迎春;谷岩;;基于有限元的柔性铰链微位移放大机构设计[J];机床与液压;2009年10期
5 郑伟智,辛洪兵,赵罘;压电驱动微位移放大机构的设计[J];机械科学与技术;2003年06期
6 王勇,刘志刚,薄锋,朱健强;大行程高分辨率微定位机构的设计分析[J];机械设计;2005年05期
7 张建军,高峰,陈玉龙,赵辉;基于压电陶瓷驱动的并联微动机器人静力学及其微动平台的静刚度分析[J];机械工程学报;2004年11期
8 荣伟彬;马立;孙立宁;谢晖;陈立国;;二维微动工作台分析及其优化设计方法[J];机械工程学报;2006年S1期
9 李娜;赵铁石;孙东波;边辉;张建锐;;分布式全柔顺机构伪刚体建模[J];机械工程学报;2010年19期
10 张彦斐;宫金良;;2自由度大行程微定位平台结构与参数设计[J];机械工程学报;2010年23期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 宋昆鹏;并联机器人及并联微动工作台研究[D];合肥工业大学;2006年
【共引文献】
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1 陈林之;李章政;;侧向荷载下剪力墙问题的解析解[J];四川建筑科学研究;2006年03期
2 管品武;唐国斌;王利平;孟会英;禹雷;;正交异性板法分析现浇混凝土空心楼盖[J];四川建筑科学研究;2008年06期
3 刘述伦;薛江红;;应力集中圆孔附近的形变场[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年04期
4 汪雨萌;钱桦;谭月胜;周满平;;五自由度采摘机械臂运动学通用算法应用[J];安徽农业科学;2012年03期
5 郝星;苑伟政;常洪龙;牛昊彬;焦文龙;;MEMS系统级仿真中的一种变截面梁建模方法[J];微纳电子技术;2010年08期
6 周文闻;何广平;;平面全柔性并联机构柔性铰链的优化分析[J];北方工业大学学报;2007年01期
7 彭生祥,李凯;多移动机器人编队行进中的行为分解[J];北京服装学院学报;2004年01期
8 陈志;汪先兵;王璕;刘丽;骆远福;;采用指数积的三自由度机器人运动学方程[J];兵工自动化;2006年05期
9 翟大庆;;气轮机叶片未知曲面的机器人自动搜寻技术[J];兵工自动化;2006年09期
10 张新予;匡以顺;;多自由度墙体喷涂机器人机构设计[J];兵工自动化;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔博文;陈剑;陈心昭;;工业机器人在噪声测量上的应用研究?[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 王云;;载货车传动轴的布置与验算[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
3 张玉东;方勇纯;董晓坤;周娴玮;;基于预测轨迹逆控制的AFM扫描方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 董晓坤;方勇纯;张玉东;;一种基于临近点集数据融合的AFM动态成像方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 方浩;李路;贾睿;窦丽华;;考虑地面影响因素的轮式机器人轨线跟踪控制联合仿真[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 张豫南;王双双;张健;宋杰;;基于虚拟样机的全方位移动平台运动控制研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
7 王光钦;;关于弹性力学课程体系和内容的几点思考[A];海峡两岸力学教学—教学经验与教学改革交流会论文集[C];2002年
8 武瑛;王建军;;弹性梁弯曲时平面假设的验证[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
9 徐德;景奉水;谭民;;基于Linux操作系统的开放式工业机器人实时控制研究[A];钱学森科学贡献暨学术思想研讨会论文集[C];2001年
10 林晓鹰;;摩托车自动焊接生产系统仿真[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
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1 刘攀;绳索牵引机器人及虚拟重力系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙建;基于外骨骼机器人技术的人体手臂震颤抑制关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 张克涛;变胞并联机构的结构设计方法与运动特性研究[D];北京交通大学;2010年
4 姚锦宝;考虑土—结构动力相互作用的轨道交通引起的环境振动及隔振措施研究[D];北京交通大学;2010年
5 皮阳军;电液伺服并联六自由度舰船运动模拟器轨迹跟踪控制及其应用研究[D];浙江大学;2010年
6 周巍;煤矿井下搜救探测机器人的路径规划及轨迹跟踪控制研究[D];太原理工大学;2011年
7 唐志国;机械臂操作柔性负载系统分布参数建模与控制方法研究[D];吉林大学;2011年
8 李大奇;叶片双面磨抛系统及路径规划研究[D];吉林大学;2011年
9 李正义;机器人与环境间力/位置控制技术研究与应用[D];华中科技大学;2011年
10 吴燕华;光镊在生物细胞自动化操作中的力学标定和运动规划[D];中国科学技术大学;2011年
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1 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 张斌;压电双晶片型微位移放大机构研究[D];河南理工大学;2010年
3 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
4 詹峰;井下煤仓清仓机器人机械臂结构设计与新型清仓技术研究[D];山东科技大学;2010年
5 郑灿东;输电线路除冰机器人控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
6 郭大杰;3-PRRRR移动并联机构自由度、约束奇异和运动学分析[D];浙江理工大学;2010年
7 王立;面向非结构化地形的六足步行机器人运动规划研究[D];浙江理工大学;2010年
8 耿东山;基于蚁群算法的机器人全局路径规划[D];郑州大学;2010年
9 张亚坤;偏置荷载下FRP筋砼双向板冲切性能研究[D];郑州大学;2010年
10 娄玉冰;基于“最优激励轨迹”的工业机器人动力学参数辨识研究[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
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1 方跃法,房海蓉,牟建斌;并联机器人误差敏感系数及其在工作空间内的分布[J];北方交通大学学报;2000年04期
2 于志远;姚晓先;戴闰志;吴松平;;压电舵机微位移放大机构设计[J];兵工学报;2009年12期
3 黄真;并联机器人及其机构学理论[J];燕山大学学报;1998年01期
4 吴鹰飞,周兆英;柔性铰链的设计计算[J];工程力学;2002年06期
5 谢传钵;分步重复投影光刻机精密快速定位工件台研究[J];光电工程;1996年04期
6 刘品宽,孙立宁,荣伟彬,蒋利民,田昭武;新型智能电化学微加工系统的研究[J];高技术通讯;2002年06期
7 刘伟;单轴柔性铰链转角刚度的计算机辅助计算[J];光学精密工程;2000年02期
8 孙立宁,荣伟彬,曲东升,高振国,楼朝飞,蔡鹤皋;基于微操作的大行程高分辨率旋转微驱动器的研究[J];光学精密工程;2001年06期
9 刘品宽,孙立宁,曲东升,荣伟彬;新型二维纳米级微动工作台的动力学分析[J];光学精密工程;2002年02期
10 王继臣;胡鹏浩;卫兵;;新型纳米三坐标测量机Z轴的研制[J];光学精密工程;2005年S1期
【相似文献】
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1 何国金,杨芝桥,邓敏和;缩短数控铣床和加工中心辅助时间的通用工艺定位平台[J];装备制造技术;2005年01期
2 纪海慧;钱进;;基于柔性铰链的精密定位平台的设计[J];机床与液压;2007年11期
3 宋文荣,于国飞,孙宝玉,王延风,何惠阳;微电子制造领域的磁悬浮精密定位平台的结构设计研究[J];光学精密工程;2002年03期
4 时运来;张含蕾;李玉宝;金家楣;赵淳生;;基于直线型超声电机的两自由度精密定位平台(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2008年03期
5 朱奎;;武广客专北江特大桥深水钢围堰施工技术[J];山西建筑;2010年32期
6 何丽娇;张宪民;王宇华;;二维定位平台的运动控制系统研究[J];机电工程技术;2008年01期
7 陆友尧;李磊;朱敬德;;磁环检测显微镜全自动定位平台的研制[J];机械工程师;2008年03期
8 吴宏栋;谭永红;;基于非光滑神经网络的X-Y定位平台系统模型辨识[J];微计算机信息;2008年34期
9 冯晓梅;孙开元;张大卫;田广才;;基于ANSYS的高速精密定位平台有限元分析[J];组合机床与自动化加工技术;2009年09期
10 倪卫;熊召;刘楠;张林;袁晓东;;平面三维精密定位平台设计与研究[J];制造业自动化;2011年12期
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1 陈美勇;周昌翰;郭智玮;;适应顺滑模型控制器于高精度定位平台之应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 魏立新;李二超;王洪瑞;;基于神经网络的定位平台非线性摩擦补偿[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
3 王宁;;智能化船闸管理信息系统的构想[A];中国航海学会船闸专业委员会2008年论文汇编[C];2008年
4 王中华;李毅;周香;张正峰;;基于T-S模糊系统的非线性系统建模和控制[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
5 江进国;舒晓勇;韦念龙;李浩兵;;基于ANSYS软件的钻杆扭转振动分析[A];探矿工程(岩土钻掘工程)技术与可持续发展研讨会论文集[C];2003年
6 王国辉;周兆英;袁松梅;刘长庚;;压电驱动微喷雾粒特性的理论和实验分析[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
7 李砚波;张荣庆;戴自强;张敬;赵铃军;;混凝土夹芯承重墙板的ANSYS分析[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2004年
8 谭永红;雷兴华;;超精密定位系统宏动平台非平滑非线性动态模型辨识[A];第25届中国控制会议论文集(上册)[C];2006年
9 汪卫平;姬小龙;;导航数据内外业一体化生产系统的研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
10 宋丹丹;肖创柏;;基于SUPL的A-GPS移动定位系统的研究与设计[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2007年
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1 记者 彭青林 实习生 芦笛;打造全岛覆盖高精度卫星定位平台[N];海南日报;2011年
2 通讯员 杨立洋 李晓林;新疆移动建成手机报警定位平台[N];新疆日报(汉);2009年
3 记者 孙振刚 杨立洋;110报警迅速锁定案发位置[N];人民邮电;2009年
4 郑欣;满载蓝色的希望扬帆[N];人民邮电;2006年
5 郑欣;满载蓝色的希望扬帆[N];福建日报;2006年
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7 全国炼钢—连铸知识竞赛组委会专家组;热喷号机——性价比高的铸坯标识工具[N];中国冶金报;2008年
8 张晓山;西门子力推位置服务解决方案[N];中国电子报;2002年
9 张媛源;信息科技将领航汽车租赁业[N];中华工商时报;2006年
10 兰华军 杨梅;GPSONE与传统GPS的比较[N];计算机世界;2005年
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1 王福军;芯片键合高速精密定位系统设计与控制[D];天津大学;2010年
2 权建洲;高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制[D];华中科技大学;2010年
3 张昊;移动定位平台和位置管理关键技术研究[D];北京邮电大学;2006年
4 李运堂;面向芯片封装的高加速度高精度气浮定位平台的研究[D];上海交通大学;2007年
5 吴建华;高加速度直线伺服系统的快速高精度定位控制[D];上海交通大学;2007年
6 王伟丽;纳米三坐标测量机机械结构及接触式测头技术研究[D];合肥工业大学;2008年
7 秦岩丁;两自由度精密定位平台结构设计与运动控制[D];天津大学;2011年
8 王剑;基于GNSS的列车定位方法研究[D];北京交通大学;2007年
9 李致富;面向集成电路产业的宏/微两级驱动高速高精度定位问题研究[D];华南理工大学;2012年
10 沈传亮;压电型直动式电液伺服阀的基本理论与实验研究[D];吉林大学;2006年
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1 席龙泉;基于压电驱动的大行程完全解耦的二自由度微/纳定位平台的设计与研究[D];天津理工大学;2013年
2 张兴文;宏/微定位平台控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 房增华;纳米级MEMS定位平台的驱动与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 雷焱焱;集成MEMS电容位移传感器的二维微位移定位平台系统的研究[D];苏州大学;2013年
5 马志鹏;基于音圈电机的高速精密定位系统的动力学行为与控制方法[D];天津大学;2012年
6 朱钢;基于CDMA GPSONE定位的电子地图设计与应用[D];同济大学;2007年
7 苗佳丽;基于ALS的移动定位平台的研究与实现[D];北京邮电大学;2010年
8 杜伟涛;面向芯片封装的高速精密定位平台控制系统设计[D];天津大学;2006年
9 房淋淋;基于DSP的纳米定位平台控制器的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 赵泳鑫;基于LBS的定位平台的服务构建和性能优化[D];吉林大学;2009年
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