【机械设计制造及自动化专业】【毕业设计】一维精密微位移机构的设计

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1、（20__届）本科毕业设计一维精密微位移机构的设计23摘要现今，随着科学技术的进步，微位移技术在诸多领域得到了越来越广泛的应用。精密微位移机构是微位移技术中不可缺少的内容，是一种关键技术。本文以柔性铰链为导向元件、压电陶瓷驱动器为电源，设计了一种一维精密微位移机构。同时，对柔性铰链进行了参数计算，讨论参数对其性能的影响程度，根据所得的尺寸建立几何模型，使微位移机构具有30微米的微位移、动态响应大于300Hz。并且测试了压电陶瓷驱动的微位移机构的静态特性，通过MatLAB软件进行线性拟合，能够更加清晰地了解机构的

2、特性。关键词：微位移技术,微位移机构,柔性铰链,压电陶瓷。23DesignofOne-dimensionalprecisionmicro-displacementmechanism.AbstractNowadays,alongwiththescienceandtechnologyprogress,microdisplacementtechnologyinmanyfieldshavebeenappliedmoreandmore.Precisionmicrodisplacementmechanismisindisp

3、ensablecontenttomicrodisplacementtechnology,whichisakeytechnology.Takingflexiblehingeorientedcomponentsandpiezoelectricceramicactuatorforpowersupply,designakindofone-dimensionalprecisionmicrodisplacementinstitutions.Meanwhile,calculatingtheparameterofflexibl

4、ehinge,anddiscussingtheinfluenceofparametersonitsproperties.Accordingtotheknownsizeestablishedthegeometricalmodel.Itmakesthemicrodisplacementcollectionwith30micronsmicrodisplacement,anddynamicresponsethan300Hz.Thisarticleteststaticcharacteristicofthepiezoele

5、ctricdrivenmicrodisplacementinstitutions.ItcanbemoreclearlylearnedinstitutioncharacteristicswithMatLABsoftwarelinearfitting.Keywords:Micro-displacementtechnology,Micro-displacementbody,piezoelectricceramic,flexiblehinge.23目录摘要ⅢAbstractⅣ1绪论11.1背景11.2现状和发展方向11

6、.3小结42微位移技术52.1微位移系统的组成及应用52.2微定位机构动力学模型分析62.3常用的微动工作台简介62.4小结73压电陶瓷83.1概述83.2压电效应93.3压电微位移器件93.4压电陶瓷的静态特性测试93.5小结144微位移机构的设计154.1柔性铰链的类型154.2微位移机构设计164.3特性分析204.4小结235结论24参考文献25致谢2623一维精密微位移机构的设计1绪论1.1背景随着社会的发展，效率问题成为衡量设备先进性的重要指标之一。高效率的生产以及使用已是当今社会的发展需求，科技先

7、进的设备和仪器中的运动部件正向高速度、高精度发展。众所周知高速度所带来的运动惯量相对比较大，很难实现高精度。而微位移系统在精密机械和仪器中主要用于提高运动的精度以及灵敏度。科学技术的进步带来了机械设备的改革焕新，对机构的精度要求越来越高，因此微位移技术应用越来越广泛。目前主要应用在精度补偿、微进给、微调、微执行机构等方面。21世纪已经步入了“亚微米-纳米”时代。在电子，光学，机械制造等诸多技术领域中，迫切需要高精度，高分辨率，高可靠性的微位移系统，用以直接工作或配合其他仪器设备完成高精度的研究和使用。微位移技术

8、在微机电系统，纳米制造技术，微电子及纳米电子技术，纳米生物工程等众多高科技领域将发挥越来越重要的作用。微位移机构采用压电陶瓷驱动器作为驱动电源，驱动工作时利用某些晶体的逆压电效应，具有很高的位移分辨率。由于使用压电或电致伸缩器件驱动，机电耦合效应进行的速度很快，来不及与外界进行热交换，因此不存在发热问题，同时没有噪声，适用于各种介质环境工作，是一种理想的微位移器[1]。微位移器传递位移