光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
Optics and Precision Engineering
2015年
10期
2860-2869
,共10页
双柔性平行六连杆%微动平台%刚度%固有频率%激光干涉仪%多普勒激光测振仪
雙柔性平行六連桿%微動平檯%剛度%固有頻率%激光榦涉儀%多普勒激光測振儀
쌍유성평행륙련간%미동평태%강도%고유빈솔%격광간섭의%다보륵격광측진의
a pair of flexible parallel six-bar linkages%micro motion platform%stiffness%natural frequency%laser interferometer%laser Doppler vibrometer
采用直圆型柔性铰链设计了承载能力较大的双柔性平行六连杆微纳定位平台,并对其性能进行了测试.基于柔性铰链经典刚度公式计算了直圆型柔性铰链转动刚度,推导了双柔性平行六连杆微动平台在运动方向的整体刚度函数;建立了平台的动力学模型,得到了平台的固有频率解析式.基于静动态特性优化设计了双柔性平行六连杆微纳定位平台,得到了平台的优化参数.基于激光干涉仪和多普勒激光测振仪建立了平台的静动态特性测试系统.对微纳定位平台进行了试验和测试,结果显示:刚度的理论计算值为7.92 N/μm,试验值为7.44 N/μm,误差为6.5%;固有频率的理论模型值为349.9 Hz,实验值为342.2 Hz,误差为2.3%.空载和加载为250、500、2 000、2 250、2 500 g时的平台位移表明加载不均匀会对平台输出位移产生较大的影响,当加载为2 500 g时,不均匀加载对位移的影响量约为均匀加载的5倍.此外,平台最大位移为56.59 μm.重复定位精度测试显示,在施加电压50、100、150 V时,定位平台在同一输入电压下的位移最大偏差为0.896 μm.实验结果表明,建立的双柔性平行六连杆的刚度和固有频率计算模型是正确的,设计的微动平台的最大位移及精度可满足设计要求.
採用直圓型柔性鉸鏈設計瞭承載能力較大的雙柔性平行六連桿微納定位平檯,併對其性能進行瞭測試.基于柔性鉸鏈經典剛度公式計算瞭直圓型柔性鉸鏈轉動剛度,推導瞭雙柔性平行六連桿微動平檯在運動方嚮的整體剛度函數;建立瞭平檯的動力學模型,得到瞭平檯的固有頻率解析式.基于靜動態特性優化設計瞭雙柔性平行六連桿微納定位平檯,得到瞭平檯的優化參數.基于激光榦涉儀和多普勒激光測振儀建立瞭平檯的靜動態特性測試繫統.對微納定位平檯進行瞭試驗和測試,結果顯示:剛度的理論計算值為7.92 N/μm,試驗值為7.44 N/μm,誤差為6.5%;固有頻率的理論模型值為349.9 Hz,實驗值為342.2 Hz,誤差為2.3%.空載和加載為250、500、2 000、2 250、2 500 g時的平檯位移錶明加載不均勻會對平檯輸齣位移產生較大的影響,噹加載為2 500 g時,不均勻加載對位移的影響量約為均勻加載的5倍.此外,平檯最大位移為56.59 μm.重複定位精度測試顯示,在施加電壓50、100、150 V時,定位平檯在同一輸入電壓下的位移最大偏差為0.896 μm.實驗結果錶明,建立的雙柔性平行六連桿的剛度和固有頻率計算模型是正確的,設計的微動平檯的最大位移及精度可滿足設計要求.
채용직원형유성교련설계료승재능력교대적쌍유성평행륙련간미납정위평태,병대기성능진행료측시.기우유성교련경전강도공식계산료직원형유성교련전동강도,추도료쌍유성평행륙련간미동평태재운동방향적정체강도함수;건립료평태적동역학모형,득도료평태적고유빈솔해석식.기우정동태특성우화설계료쌍유성평행륙련간미납정위평태,득도료평태적우화삼수.기우격광간섭의화다보륵격광측진의건립료평태적정동태특성측시계통.대미납정위평태진행료시험화측시,결과현시:강도적이론계산치위7.92 N/μm,시험치위7.44 N/μm,오차위6.5%;고유빈솔적이론모형치위349.9 Hz,실험치위342.2 Hz,오차위2.3%.공재화가재위250、500、2 000、2 250、2 500 g시적평태위이표명가재불균균회대평태수출위이산생교대적영향,당가재위2 500 g시,불균균가재대위이적영향량약위균균가재적5배.차외,평태최대위이위56.59 μm.중복정위정도측시현시,재시가전압50、100、150 V시,정위평태재동일수입전압하적위이최대편차위0.896 μm.실험결과표명,건립적쌍유성평행륙련간적강도화고유빈솔계산모형시정학적,설계적미동평태적최대위이급정도가만족설계요구.