压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构设计

作     者：闫鹏 李金银 YAN Peng;LI Jin-yin

作者机构：山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061 

基　　金：国家自然资金资助项目(No.51775319) 国家重点研发计划资助项目(No.2017YFF0105903) 山东省重点研发计划资助项目(No.2018GGX103009) 深圳市科技项目资助(No.JCYJ20180305164242690) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2020年第28卷第2期

页      码：390-397页

摘      要：压电陶瓷驱动的快刀伺服技术是加工光学自由曲面等复杂曲面的有效方法。为了突破压电陶瓷驱动快刀伺服机构的行程局限,本文采用二级杠杆放大机构,设计了一种压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构,实现了快刀伺服机构的长行程输出性能并消除了机构的寄生位移。基于伪刚体模型和拉格朗日原理对机构进行了动力学建模,综合行程和固有频率性能优化了机构参数并进行了有限元仿真和实验验证。机构等效刚度和固有频率的理论模型和有限元仿真结果误差分别为6.4%和1.6%,验证了理论模型的有效性。实验结果进一步表明,所设计的快刀伺服机构可实现100μm的输出行程同时具有730 Hz的固有频率,验证了所设计机构用于快刀伺服加工的有效性。系统的闭环跟踪实验也验证了系统良好的跟踪性能。

主 题 词：快刀伺服 长行程 光学自由曲面加工 杠杆放大机构 寄生位移 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 07[理学] 08[工学] 071102[071102] 0711[理学-心理学类] 081104[081104] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 0702[理学-物理学类] 081103[081103] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/OPE.20202802.0390

馆 藏 号：203895970...