三維并聯(lián)壓電微動平臺的研究.pdf

1、本論文研究的目的是設(shè)計一種基于并聯(lián)結(jié)構(gòu)的三維微動平臺，該平臺具有較好的靜、動態(tài)特性且結(jié)構(gòu)簡單，該平臺除了能實現(xiàn) x，y方向的直線平動外，還能實現(xiàn)繞z軸方向的旋轉(zhuǎn)運動。本論文主要研究的內(nèi)容如下：
　　1)針對既定的目標(biāo)，設(shè)計出滿足要求的柔性薄板，確定一種全新的微動平臺結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用Proe軟件繪制出微動平臺的三維結(jié)構(gòu)。基于直梁彎曲變形原理，進(jìn)行柔性薄板力學(xué)模型分析；應(yīng)用-歐拉方程運動原理設(shè)計出微動平臺的臺面相關(guān)尺寸，并計算出微動平臺最

2、大的固有頻率。
　　2)利用有限元分析軟件，對微動平臺進(jìn)行靜、動態(tài)特性分析，有限元分析結(jié)果表明：設(shè)計的三維平臺的x、y方向的直線位移輸出分別最大可達(dá)到39μm和72μm，z方向的轉(zhuǎn)動可以達(dá)到5?，滿足設(shè)計要求；應(yīng)用有限元分析軟件對微動平臺進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，分析結(jié)果表明微動平臺的最大固有頻率達(dá)到3.10 kHz；使用Workbench軟件對平臺進(jìn)行瞬態(tài)分析，結(jié)果表明微動平臺的響應(yīng)時間為6 ms，能達(dá)到設(shè)計的預(yù)期效果。

3、　　3)完成微動平臺的實物加工，對微動平臺的進(jìn)行位移特性實驗測試，通過施加電壓值從0 V遞增到150 V，再從150 V遞減到0 V，測試位移傳感器上檢測出的位移，實驗結(jié)果表明x方向上最大直線位移輸出為8μm位移耦合為1.1μm，y方向的最大直線位移輸出為11μm位移耦合為1.7μm，在y方向左右壓電陶瓷執(zhí)行器分別單獨驅(qū)動時，z向可獲得的轉(zhuǎn)動角度分別為3.45〞，3.37〞,造成實驗測試結(jié)果與有限元分析有些出入的主要原因是加工誤差所致。