压电精密驱动柔性微夹钳设计

作     者：吴志刚 陈敏 WU Zhi-gang;CHEN Min

作者机构：江西理工大学能源与机械工程学院江西南昌330013 

基　　金：江西省教育厅科学研究项目资助(No.GJJ170568) 

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：398-404页

摘      要：为了实现对微纳尺度下物件的精密夹持,建立了柔性微夹钳系统。并对该系统柔性夹钳设计、运动学、动力学和控制方法等进行研究。首先,利用柔性铰链设计方法设计了柔性微夹钳,利用伪刚体法建立了机械的伪刚体模型。接着,以伪刚体模型法建立了系统的运动学模型,即机械放大比和输入刚度等数学模型。然后,利用拉格朗日方法建立了系统的动力学方程,得出系统的自然振动频率。最后,通过ANSYS有限元方法对系统建立的模型进行了仿真分析和验证,此外,利用PID控制算法对微夹钳系统进行实验控制。实验结果表明:跟踪控制结果误差为2.4%;放大比为9.12倍。基本满足微纳尺度下的微夹持工作,其工作精度可达微米级别甚至纳米级别,符合设计要求。

主 题 词：柔性铰链 微夹钳 压电陶瓷 精密驱动 伪刚体模型 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 080704[080704] 080202[080202] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/OPE.20202802.0398

馆 藏 号：203896964...