柔性多维精密定位平台的设计及误差分析

《柔性多维精密定位平台的设计及误差分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、柔性多维精密定位平台的设计及误差分析重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：才立忠指导教师：林超教授学位类别：工程硕士（机械工程领域）重庆大学机械工程学院二O一五年五月DesignandErrorAnalysisofCompliantMulti-dimensionalPrecisionPositioningPlatformAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByCaiLizhongSupe

2、rvisedbyProf.LinChaoMajor：ME（MechanicalEngineeringField）CollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要精密定位技术是纳米操作、纳米测量以及纳米制造的关键技术之一。开展基于新的机构形式、驱动方式、检测技术及控制方法的多自由度、大行程、高精度精密定位系统的关键技术研究，对促进我国航空航天工程的发展、高精尖科技的进步，具有深远的意义。本文以重庆大学机械传动国家重点实验室科研业务专项项目

3、和上海空间飞行器机构重点实验室开放课题为依托，以多自由度、大行程和高定位精度等为目标，发明了一体式六自由度精密定位平台（专利号：ZL201310029779.5），针对该定位平台，开展了结构设计、静态特性分析、位姿误差分析、精度补偿、精度综合及仿真试验等研究，具体研究内容如下：应用柔顺机构学、空间机构学等理论，创新性地设计并研制了六自由度精密定位平台，利用虚功原理和伪刚体法进行运动学分析，推导了定位平台总体刚度矩阵和运动学正解方程，并通过RPY（滚动-俯仰-偏转）角姿态描述方法得到了精密定位平台的位姿描述方程。利用误差-微分关系理论，建立了定位平

4、台位姿误差数学模型和精度补偿模型，引入误差权重系数的概念，提出了利用误差权重系数法分析原始误差对定位平台整体位姿误差影响的理论和基于权重系数加权法的精度综合方法，揭示了定位平台位姿误差随几何参数的变化规律。研究了精密定位平台的整体加工工艺，以及针对该定位平台的线切割加工方法。搭建了精密定位平台的试验平台，对其输出特性、重复定位精度、线性度、精度补偿等进行了试验研究，实现了高精度、多自由度的纳米级定位，并对定位平台的定位性能进行综合评价，得到了定位平台的各项性能指标，达到了预期的设计目标。开展了六自由度精密定位平台在纳米压印光刻机中的应用研究，根据

5、纳米压印光刻机的工作原理，以精密定位平台为承片台系统进行了纳米压印光刻机的三维建模，并对承片台系统进行了原理分析及有限元运动仿真。关键词：柔性机构，精密定位，位姿描述，误差分析，精度综合I英文摘要ABSTRACTPrecisionpositioningtechnologyisoneofthekeytechnologiesofnanooperation,nanomeasurementandnanomanufacture.Thereforeithasaprofoundsignificanceforpromotingthedevelopmentofae

6、rospaceengineeringandadvancedscienceandtechnologytocarryoutthekeytechnologyresearchofpositioningsystemwithmultidegreesoffreedom,largetravelandhighprecisionpositioningbasedonthenewmechanismform,drivemode,testingtechnologyandcontrolmethod.ThisdissertationdependsontheIndependent

7、ResearchFoundofChongqingUniversityStateKeyLaboratoryofMechanicaTransmissionandtheOpenFoundtainofShangHaiKeyLaboratoryofSpacecraftMechanism.Inthisdissertationaone-piece6-DOFprecisionpositioningplatform(ZL201310029779.5)isdesignedaimingatmulti-degreesoffreedom,largetravelandhig

8、hpositioningaccuracy.Basedonthepositioningplatform,someresearcheswer