精密柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中耦合誤差的研究.pdf

1、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展使得柔性單元在醫(yī)療、生物、材料等領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。柔性單元的主要表現(xiàn)形式是柔性鉸鏈。從最初的圓弧缺口型柔性鉸鏈開始，經(jīng)過研究人員的不懈努力和深入研究，已經(jīng)演變出不同缺口形式、多自由度等多種多樣的柔性鉸鏈。由柔性單元構(gòu)成的機(jī)構(gòu)則稱之為柔性機(jī)構(gòu)。柔性機(jī)構(gòu)從最初的單自由度結(jié)構(gòu)發(fā)展到現(xiàn)在的多自由結(jié)構(gòu)，從一維平面拓展到了三維平面。柔性機(jī)構(gòu)常見的機(jī)構(gòu)類型有串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)等多種結(jié)構(gòu)形式。柔性機(jī)構(gòu)按一定的方式組合則可構(gòu)成

2、柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。對(duì)于柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，影響其運(yùn)動(dòng)精度的主要因素是耦合誤差、遲滯、振動(dòng)等。其中耦合誤差影響最大，所占比重達(dá)到百分之六十以上。耦合誤差是影響柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)精度的最主要因素，因其不能準(zhǔn)確測(cè)量且構(gòu)成因素較多也最難以解決。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計(jì)了一個(gè)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的柔性精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，以此平臺(tái)為基礎(chǔ)研究柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的耦合特性;在所設(shè)計(jì)的柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中采用了新型的十字形柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)作為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的解耦機(jī)構(gòu)，以提高運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度

3、;采用了對(duì)稱布置的柔性杠桿放大機(jī)構(gòu)以增大平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)行程。⑵對(duì)柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)耦合誤差進(jìn)行分析，在柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組成機(jī)構(gòu)中，影響運(yùn)動(dòng)耦合誤差的主要是其解耦機(jī)構(gòu)。運(yùn)用柔度矩陣的方法對(duì)柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行靜態(tài)建模，分析其輸入剛度，輸出剛度;對(duì)精密柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的耦合誤差進(jìn)行了定義，給出了結(jié)構(gòu)耦合誤差的計(jì)算方法。⑶考慮到精密柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在工程實(shí)際應(yīng)用中所受的溫度載荷不同的情況，采用有限元的方法建立了精密柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在受到溫度載荷的條件下熱固耦合誤差的