面向微細作業(yè)的微操作器的關鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著納米技術(shù)的發(fā)展，微細作業(yè)作為一種新型的作業(yè)形式越來越受到研究者的注意；而微操作器作為微細作業(yè)系統(tǒng)的末端，是介于宏裝置與微對象的橋梁，其性能優(yōu)劣是微細作業(yè)任務成功的關鍵。為研制符合需求的微操作器，本文對微操作器的驅(qū)動技術(shù)、機構(gòu)設計、傳感檢測及控制方法等關鍵技術(shù)進行了探討。 基于柔性機構(gòu)的放大原理，論文采用壓電陶瓷驅(qū)動器加柔性機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式來設計微操作器的執(zhí)行機構(gòu)；以數(shù)字直流穩(wěn)壓電源和電渦流傳感器實現(xiàn)定位檢測；在此基礎上進行機構(gòu)

2、的試制與測試并進一步優(yōu)化；機構(gòu)設計結(jié)合理論參數(shù)優(yōu)化和有限元分析交叉進行。 由于壓電陶瓷的復雜致動機理，其精確的解析模型較難建立；為實現(xiàn)高精度自動化定位，根據(jù)相關的控制原理制定前饋控制加反饋控制的復合控制策略，并在所搭建的系統(tǒng)硬件平臺上編程調(diào)試實現(xiàn)。 結(jié)果表明，所研制的微操作器執(zhí)行機構(gòu)有效改善了微操作器大工作空間與高定位精度的矛盾，且結(jié)構(gòu)緊湊，末端細長，便于微細作業(yè)；此外，所采用的控制策略編制的控制程序能快速準確地實現(xiàn)定位