毕业设计（论文）-基于三角放大原理的压电型精密定位机构研究

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1、摘要论文编号：论文题目：基于三角放大原理的压电型精密定位机构研究III摘要摘要本文来源于“压电式大负荷精密驱动方法及机构研究”博士基金课题，对一种纳米分辨力微位移定位机构进行了研究。通过查阅大量相关文献资料，提出了以压电陶瓷驱动器作为驱动元件，以三角放大原理为机理的柔性铰链机构作为位移输出的柔顺定位机构设计方案。文中首先对微位移定位机构的基本组成和压电陶瓷驱动器基本理论做了论述，阐述了层叠型压电陶瓷驱动器的工作原理、柔性铰链的工作原理，并对柔性铰链的转角刚度公式进行了推导，并编制了相应的计算程序。随后本文进行了微位移机定位机构的设计，对微位移机构

2、的整体结构进行了理论分析和建模，得出微位移机构的放大倍数和力输出特性，接着利用有限元分析软件对微位移定位机构进行静力学分析，得出了机构的位移输入和输出之间的关系，进行了机构的应力校核，并对铰链的参数进行了优化设计。最后设计制作了微位移定位移机构的样机，并进行了位移—电压特性、位移分辨力等测试，对测试结果进行了分析后，得出了结论：定位机构的行程为3.5μm，分辨率为18nm。关键词:压电陶瓷驱动器；柔性铰链；三角原理；微位移定位机构；纳米分辨力IIIAbstractAbstractFromtheDr.Foundscheme“Theresearcho

3、npiezoelectricprecision-drivemethodsandmechanismwithgrandloadingcapacity”，thearticlehasstudiedonemechanismformicro-displacementwithnanometerresolution.Basedonalotofrelativedocuments，thearticlesubmitsthatusesPZTasdrivingelementandflexiblehingeasguidingelementbasedontheprincipl

4、eoftriangulationamplificationtostructureamicro-displacementmechanism.Firstofall,thearticlediscussedonthemicro-displacementorganizationbasiccompositionandpiezoelectricityceramicsdriverelementtheoryelaboration，thearticlestatedtheoperatingprincipleofPZTdriverandflexib1ehingeandh

5、asdeducedtheformulaofanglesstiffness.Inthisarticletheprogramforcalculatingtheanglestiffnessofflexiblehingebasbeengiven.Thenthearticlecarriedonthemicro-displacementorganizationdesign，hascarriedonthetheoreticalanalysisandmodelingtothemicro-displacementorganizationovera11constru

6、ction，wehasgotthemagnificationandforceoutputcharacteristics，nextthearticlecarriedonstaticanalysisonthemicro-displacementpositioningmechanismusingfiniteelementanalysissoftware.Thedisplacementrelationshipbetweeninputandoutputhasbeengotandthestresscheckofthemechanismhasbeenexecu

7、ted.Alsothehingedesignparametershavebeenoptimized.Finallytheprototypeofthemicro-displacementmechanismwasmade.Meanwhilethedisplacement-voltagecharacteristicsanddisplacementresolutionhasbeentest.Finallybyanalyzingthetestresultstheconclusioncouldbedrawn，thestrokeofpositioningmec

8、hanismis3.5μmandresolutionis18nm.Keywords:PZTdriver；Flexiblehinge；Tr