摘要：为了实现微操作系统中微夹持器的精密定位,增加其可达定位空间,提出大行程两自由度微定位夹持系统.基于2移1转(2T1R)型柔性运动副,设计两自由度微定位平台,并将其与微夹持器相结合,设计微定位夹持系统的结构;采用简化的线弹性梁模型建立微定位平台力−位移关系、丢失运动和固有频率的理论模型,并采用欧拉−伯努利梁模型与能量守恒定律建立微夹持器力−位移关系、位移放大倍率和固有频率的理论模型;以提高微定位夹持系统的静、动态性能为目标进行参数优化;通过有限元仿真验证理论模型的正确性,并给出微夹持器的可达定位空间.结果表明,微定位夹持系统设计具备有效性与可行性.

摘要：为设计具有大行程与良好解耦特性的三平动微定位平台,提出了一种新型2T3R型运动副。基于2T3R型运动副,设计了三平动微定位平台的结构;采用非线性模型法建立了平台力-位移关系与丢失运动的理论模型,并采用拉格朗日方程建立了平台固有频率的理论模型;采用目标规划法对三平动微定位平台进行了参数优化;通过有限元仿真验证了理论模型的正确性。理论计算与仿真研究结果表明:平台一阶固有频率为51.27 Hz,在1 mm运动行程内,x、z轴方向的丢失运动分别小于0.67%、0.20%,输入与输出完全解耦。研究结果证明了运动副、平台结构设计的有效性及优化模型的可行性。

摘要：为研究大行程柔性微定位平台运动过程中伴生转动对其定位精度的影响,首先基于新型柔性运动副设计了一种运动解耦、低伴生转动的5-PPPR型柔性微定位平台;其次,基于矩阵法、线弹性梁变形理论、拉格朗日方程分别对其静、动态特性进行了理论分析,并对运动副及微定位平台的伴生转角进行了理论建模,继而探究了考虑伴生转动情况下平台输入、输出位移之间的关系;然后,通过有限元仿真对上述理论模型进行了验证,结果表明平台输入刚度、伴生转角及固有频率的理论与仿真值最大相对误差分别为2.20%、1.23%及1.98%,且考虑伴生转动情况下,x轴方向输出位移理论误差与不考虑伴生转动情况相比降低了94.63%;最后,对柔性微定位平台进行了灵敏度分析及参数优化,结果表明优化后微定位平台在相同驱动条件下伴生转角及丢失运动分别降低28.8%和21.5%,进一步提升了微定位平台的定位精度。