一種精密平臺的柔性鉸鏈設計和有限元驗證
精(jing)密平臺(tai)(tai)(tai)是一(yi)種能(neng)(neng)夠提(ti)(ti)供微位移的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)平臺(tai)(tai)(tai),柔(rou)(rou)(rou)性(xing)鉸(jiao)鏈(lian)(lian)(lian)作(zuo)為驅(qu)動機構(gou),在精(jing)密平臺(tai)(tai)(tai)設(she)計(ji)中應用。柔(rou)(rou)(rou)性(xing)鉸(jiao)鏈(lian)(lian)(lian)是決定平臺(tai)(tai)(tai)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)關鍵,柔(rou)(rou)(rou)性(xing)鉸(jiao)鏈(lian)(lian)(lian)的(de)(de)(de)(de)結構(gou)形式和尺寸參(can)數影響(xiang)著(zhu)定位精(jing)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)低。設(she)計(ji)了一(yi)種疊加(jia)支鏈(lian)(lian)(lian)形式的(de)(de)(de)(de)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)鉸(jiao)鏈(lian)(lian)(lian)結構(gou),推導(dao)了基于(yu)該柔(rou)(rou)(rou)性(xing)鉸(jiao)鏈(lian)(lian)(lian)的(de)(de)(de)(de)二維(wei)精(jing)密平臺(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)剛(gang)度(du)(du)、耦合剛(gang)度(du)(du)、耦合系數、鉸(jiao)鏈(lian)(lian)(lian)應力等性(xing)能(neng)(neng)指標(biao)的(de)(de)(de)(de)解析公式,并(bing)采用了有限元軟(ruan)件對性(xing)能(neng)(neng)指標(biao)進(jin)行(xing)了驗證。仿真表明,兩者具有良好的(de)(de)(de)(de)一(yi)致性(xing),為應用于(yu)精(jing)密平臺(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)鉸(jiao)鏈(lian)(lian)(lian)設(she)計(ji)提(ti)(ti)供參(can)考。
隨著納米技(ji)術的(de)興(xing)起及快速發展,精(jing)(jing)密(mi)平(ping)臺(tai)(tai)(tai)這(zhe)種(zhong)能夠(gou)提供定位(wei)精(jing)(jing)度(du)的(de)微位(wei)移工作(zuo)臺(tai)(tai)(tai),應(ying)用于精(jing)(jing)密(mi)檢測、加工以及微操作(zuo)系(xi)統當中。精(jing)(jing)密(mi)平(ping)臺(tai)(tai)(tai)由(you)驅(qu)動裝置和(he)驅(qu)動機構兩部分組成。驅(qu)動裝置采(cai)用壓電陶(tao)瓷驅(qu)動器(qi)(PZT),PZT控制簡單,且(qie)分辨率,響(xiang)應(ying)速度(du)快。驅(qu)動機構采(cai)用柔性鉸(jiao)(jiao)鏈,利用金屬薄弱環節的(de)可恢復彈(dan)性變(bian)形,是一種(zhong)分辨率的(de)驅(qu)動機構。柔性鉸(jiao)(jiao)鏈的(de)結構形式和(he)尺寸參數(shu)直接決定了精(jing)(jing)密(mi)平(ping)臺(tai)(tai)(tai)的(de)工作(zuo)性能,并且(qie)對平(ping)臺(tai)(tai)(tai)的(de)應(ying)力(li)和(he)耦合位(wei)移產生較大影響(xiang)。