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一种精密平台的柔性铰链设计和有限元验证

2021-2-23 05:58

精密平台是一种能够提供微位移的工作平台,柔性铰链作为驱动机构,在精密平台设计中应用。柔性铰链是决定平台性能的关键,柔性铰链的结构形式和尺寸参数影响着定位精度的低。设计了一种叠加支链形式的柔性铰链结构,推导了基于该柔性铰链的二维精密平台的工作刚度、耦合刚度、耦合系数、铰链应力等性能指标的解析公式,并采用了有限元软件对性能指标进行了验证。仿真表明,两者具有良好的一致性,为应用于精密平台的柔性铰链设计提供参考。


  随着纳米技术的兴起及快速发展,精密平台这种能够提供定位精度的微位移工作台,应用于精密检测、加工以及微操作系统当中。精密平台由驱动装置和驱动机构两部分组成。驱动装置采用压电陶瓷驱动器(PZT),PZT控制简单,且分辨率,响应速度快。驱动机构采用柔性铰链,利用金属薄弱环节的可恢复弹性变形,是一种分辨率的驱动机构。柔性铰链的结构形式和尺寸参数直接决定了精密平台的工作性能,并且对平台的应力和耦合位移产生较大影响。

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