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《天津理工大学》 2018年
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空间3-DOF柔性并联微操作平台的设计与分析

徐洪业  
【摘要】:微/纳米操作平台作为一种精密定位的关键技术之一,现已广泛应用在医疗、生物工程、微制造、集成电路、航空航天等,满足微纳米级装配和定位精度要求的各个领域。微纳定位系统完成精密的定位工作,需要有末端执行部分、控制系统、驱动器、微位移检测装置等。而微操作平台作为微纳定位系统的末端执行部分,在整个系统中起到十分重要的作用。所以,微操作平台的设计将会直接影响到整个微纳定位系统的精度。本文主要对微操作平台进行结构方面的设计与研究。本研究的主要设计目标是实现微操作平台的大行程和高分辨率。为实现该设计目标,新型微操作平台采用了直梁型柔性铰链、直圆型柔性铰链和柔性球铰三种柔性铰链相结合的设计方式;为了增大微操作平台的工作空间,在驱动方式的选择上,选用压电陶瓷作为驱动器并设计了桥式位移放大机构以增大输出位移。为实现微操作平台绕X、Y轴的转动及沿Z轴的平移,将平台的三个支链设计成120°对称分布。具体的研究过程如下:本文首先建立了微操作平台的运动学模型,推导了其运动学反解与正解的公式,并随机求解了10个微操作平台的位置正解,并用ADAMS软件进行了运动学分析;然后对微操作平台的静力学方程进行了推导,并求解了桥式位移放大机构的放大比;而后,根据拉格朗日动力学方程建立微操作平台的动力学模型,并推导了桥式位移放大机构与微操作平台的固有频率公式;最后,借助有限元分析软件ANSYS Workbench对微操作平台进行了静力学和模态分析,并验证了理论计算结果的准确性。
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TH703

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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