无驱动冗余的单层纯中心压电旋转平台

TN384; 为了实现微纳操作任务中所需的高精度、纯中心旋转运动,采用单个压电驱动器致动二级柔顺放大机构,设计了一款单层、纯中心柔顺旋转平台.与传统压电旋转平台相比,所设计的旋转平台具有无驱动冗余、固有频率高、旋转角度大和结构紧凑优点.结合伪刚体法和有限元法,建立了旋转平台的静力学与动力学模型,并利用Ansys软件对输出转角、输入刚度、输出刚度和固有频率进行仿真.最后搭建实验测试系统,通过多组实验测试平台性能,并利用前馈控制补偿压电迟滞现象.实验结果表明,平台旋转角度为 16.8 mrad,固有频率为 527.3 Hz,分辨率为 0.3 μrad,前馈控制能有效补偿迟滞非线性,实现高精度纯中心...

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Published in机械强度 Vol. 46; no. 4; pp. 846 - 852
Main Authors 吴豫席, 杨依领, 吴高华, 杜慧林, 魏燕定
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 宁波大学 机械工程与力学学院,宁波 315211%浙江大学 机械工程学院 浙江省先进制造技术重点实验室,杭州 310027 2024
Subjects
Compliant mechanism
压电驱动
Pure center rotation
纯中心旋转
Large stroke
大行程
柔顺机构
Piezoelectric actuator
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ISSN1001-9669
DOI10.16579/j.issn.1001.9669.2024.04.012

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Summary:TN384; 为了实现微纳操作任务中所需的高精度、纯中心旋转运动,采用单个压电驱动器致动二级柔顺放大机构,设计了一款单层、纯中心柔顺旋转平台.与传统压电旋转平台相比,所设计的旋转平台具有无驱动冗余、固有频率高、旋转角度大和结构紧凑优点.结合伪刚体法和有限元法,建立了旋转平台的静力学与动力学模型,并利用Ansys软件对输出转角、输入刚度、输出刚度和固有频率进行仿真.最后搭建实验测试系统,通过多组实验测试平台性能,并利用前馈控制补偿压电迟滞现象.实验结果表明,平台旋转角度为 16.8 mrad,固有频率为 527.3 Hz,分辨率为 0.3 μrad,前馈控制能有效补偿迟滞非线性,实现高精度纯中心旋转操作.
ISSN:1001-9669
DOI:10.16579/j.issn.1001.9669.2024.04.012