壓電驅(qū)動(dòng)柔性雙搖桿式微夾持器設(shè)計(jì)與性能研究.pdf

1、微機(jī)械或微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)微夾持器的性能提出更高要求，高精度的微夾持器是微納米技術(shù)應(yīng)用中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。微夾持器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接與物體接觸，因此對(duì)其性能要求較高。針對(duì)目前常規(guī)微夾持器整體尺寸大、輸入輸出放大系數(shù)小、夾持力和夾持位移檢測(cè)困難的缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種壓電驅(qū)動(dòng)柔性雙搖桿式微夾持器并對(duì)該微夾持器的性能進(jìn)行了相關(guān)分析和測(cè)試，全文分為以下幾個(gè)部分:
　　第一章給出了課題的研究背景和研究意義，綜述了微夾持器本體柔順機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方式、

2、傳感配置的發(fā)展和應(yīng)用狀況，接著提出微夾持器設(shè)計(jì)的目標(biāo)，并對(duì)全文的工作進(jìn)行了說(shuō)明。
　　第二章給出了壓電驅(qū)動(dòng)柔性雙搖桿式微夾持器的結(jié)構(gòu)，闡述了壓電柔性雙搖桿式微夾持器的工作機(jī)理，然后對(duì)微夾持器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，包括推導(dǎo)了微夾持器放大系數(shù)，建立了微夾持器靜力學(xué)和基于Lagrange方程的動(dòng)力學(xué)模型，并給出了夾持位移傳感配置分析以及夾持力傳感配置分析，得到夾持力和夾持位移與應(yīng)變值的關(guān)系式。
　　第三章采用有限元方法對(duì)微夾持器進(jìn)行靜力學(xué)

3、分析，得到微夾持器放大系數(shù)仿真值并驗(yàn)證了夾持端的平行夾持特點(diǎn)，接著對(duì)微夾持器進(jìn)行模態(tài)分析，得到有限元仿真模態(tài)固有頻率和振型，同時(shí)進(jìn)行階躍響應(yīng)分析和頻率響應(yīng)分析，得到微夾持器的動(dòng)態(tài)特性，最后對(duì)微夾持器夾持力和夾持位移傳感配置進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了理論分析的正確性。
　　第四章給出了基于虛擬儀器的壓電驅(qū)動(dòng)雙搖桿式微夾持器測(cè)控平臺(tái)，接著分別就軟硬件平臺(tái)進(jìn)行闡述，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供平臺(tái)基礎(chǔ)。
　　第五章在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中對(duì)微夾持器的性能進(jìn)行了測(cè)試，