一种高精度大行程2R1T并联定位平台

论文摘要

为了解决传统压电陶瓷驱动器所固有的高精度与大行程的矛盾,提出了一种新型可直接外力驱动的三自由度并联精密定位平台,利用压电直线电机直接驱动即可实现大行程与高精度定位。首先,分析了柔性铰链结构参数对其作动行程的影响机理,在此基础上设计了大行程圆柱柔性铰链,并对大行程圆柱柔性铰链的结构参数进行了模糊优化设计;接着,采用两个平移副和一个一体化、大行程圆柱形柔性铰链构建了并联分支链路,采用3条并联支路设计了2R1T并联精密定位平台,并通过坐标齐次变换方法构建了并联平台的运动学模型,推导出了并联平台位姿正反解;最后,对2R1T并联定位平台开展了实验研究。实验结果表明所设计的2R1T并联定位平台具有良好的运动同步性和重复性,利用压电直线电机的步进运动模式可实现精密定位,其平动定位分辨率为0. 09μm,转动定位分辨率分别为0. 8μrad、0. 9μrad和1. 0μrad;利用压电直线电机的连续运动模式可实现大行程空间定位,其平动工作行程为120 mm,转动工作行程分别为6. 18°、6. 74°和6. 58°。借助于压电直线电机的不同工作模式实现了并联平台的精密定位和大行程工作空间两个关键指标,为进一步研究2R1T并联机构的动态性能、精密定位及控制规律的实现等提供了重要的理论价值和实践基础。

论文目录

• 0引言
• 1大行程并联精密定位平台设计研究
•   1.1柔性铰链作动机理分析
•     1)Wz对旋转刚度Kαz的影响
•     2)Sz对旋转刚度Kαz的影响
•   1.2大行程圆柱柔性铰链的设计与优化
•   1.3并联支路设计
•   1.4并联平台拓扑构型设计
•   1.5 2R1T并联平台运动机理
• 2 2R1T并联平台实验研究
•   2.1 实验系统
•   2.2 2R1T并联平台运动同步性与重复性实验
•     1)运动同步性验证
•     2)运动重复性验证
•   2.3 步进运动定位精度实验
•     1)沿Z轴升降运动分辨率
•     2)绕X轴、Y轴旋转运动分辨率
•   2.4 连续运动行程实验
•     1)沿Z轴连续升降运动
•     2)绕X轴、Y轴连续旋转运动
• 3应用讨论
• 4结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 卢倩,陈西府,黄卫清,孙梦馨

关键词: 精密定位平台,并联机构,大行程,柔性铰链

来源: 仪器仪表学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 机械工业,仪器仪表工业

单位: 盐城工学院机械工程学院,南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,广州大学机械电气工程学院

基金: 国家自然科学基金(51805465,51405420)项目,江苏省高校自然科学面上项目(18KJB460030)资助

分类号: TH112;TH703

DOI: 10.19650/j.cnki.cjsi.J1904862

页码: 148-157

总页数: 10

文件大小: 507K

下载量: 142