柔性铰链及压电驱动柔性铰链机构传动实现超精密定位

几个人合力找的一些答案，有些可能也不是太准确，可以结合泰杰上传的那份一起看！！！编辑：郑重超然宗毅沛军景森志勇仕炫宇健耀坚小强（精密加工装备部分）1.试论述精密制造装备在精密加工技术中的地位和作用。

精密制造装备是实现精密加工的首要基础条件。

制造技术装备的水平和质量，将直接影响生产技术水平的高低和经济效益的好坏。

（P1和P77）2.试列举您所熟知的国际上著名的精密机床研发、生产的机构或企业。

瑞士的Schaub-lin、前西德的Boley、美国Hardinge、美国Brown Sharp、美国LawrenceLivermore国家实验室、英国Cranfield Precision Engineering等（P77起）3.精密机床主轴有哪些基本要求？精密机床主轴要求达到极高的回转精度，转动平稳，无振动。

（P86)4.精密和超精密主轴的轴承主要采用何种轴承？为什么目前超精密机床主轴很少使用滚动轴承？精密和超精密主轴的轴承主要采用液体静压轴承和空气静压轴承。

很少采用滚动轴承是因为高精度的滚动轴承主轴是不易制造，要进一步提高主轴精度困难。

（P86）5.精密机床采用液体静压轴承时，为什么其推力轴承一般的两个相对的止推面做要做在轴的同一端？因为液压静压轴承工作转动时常产生较大的温升，若两个相对的止推面分别做在轴的两端，当温度升高时轴的长度增长，造成推力轴承间隙的明显变化，使轴承的刚度和承载能力显著下降。

（P86）6.试比较液体静压轴承和空气静压轴承都有哪些优缺点?○1液体静压轴承优点：较高的刚度和回转精度。

缺点：a、控制轴承油温保持恒温较难。

温度升高易造成热变形，影响主轴精度。

b、静压油回油时将空气带入油源，形成微小气泡悬浮在油中，不易排出，因此将降低轴承的刚度和动特性。

○2空气静压轴承优点：很高的回转精度，在高速转动时温升甚小，热变形误差小。

缺点：刚度低，能承受载荷小。

（P87）7.精密机床主轴空气静压轴承有哪些常用的结构形式?圆柱径向轴承、端面止推空气静压轴承、双半球空气轴承、前部用球形，后部用圆柱径向空气轴承、立式空气轴承、大平面铣床的主轴承。

微位移机构的现状及趋势程颖【摘要】微位移机构是精密机械和精密仪器的关键部件之一。

介绍了一些典型的微位移机构的结构、原理、特点和应用, 并对这些机构进行了比较。

关键词: 微位移机构; 扭轮摩擦传动; 直线电机; 弹性变形; 柔性铰链; 压电陶瓷【 Abstract】The micro-motion mechanism is one of key components of precision machinery and precision instrument.Introducesstructure,principle,characteristics and applications of some typical the micro-motion mechanisms.The comparison among these mechanisms are carried out.Keywords: Micro- motion mechanism; Torsion wheel friction transmission; Linear motor ; Elastic deformation; Flexible hinge; Piezoelectric ceramic当前随着科学技术的迅速发展, 尤其是在微电子技术、宇航、材料、生物工程等学科的发展, 对精密机械和精密仪器的精度及灵敏度要求越来越高。

例如, 在材料学科中, 科学家们为了探测材料表面的原子结构, 甚至将其原子结构做重新排列, 对于相应的操作精度要求达到了亚纳米级。

[1]1 机械传动式微位移机构机械传动式微位移机构是一种最古老的机构, 在精密机械和仪器中应用很广, 其结构形式较多, 主要有螺旋机构、杠杆机构、契块凸轮机构以及它们的组合机构。

但因机构中存在机械间隙、摩擦磨损以及爬行现象等, 所以运动灵敏度和精度都很难达到高精度, 所以该机构只适宜于中等精度。

3—RPS柔性并联定位机构运动学分析与仿真作者：孟彩茹等来源：《科技创新与应用》2014年第04期摘要：对具有空间三自由度的3-RPS柔性并联定位机构进行了运动学分析及仿真。

首先，以3-RPS并联机构为基础，将机构中的运动副用柔性铰链代替，研制了一台具有三自由度的精密定位机构；其次采用“伪刚体模型”方法将该精密定位工作台等效为伪刚体模型，利用齐次坐标变换方法和矢量闭环方法构建其逆运动学模型；最后，利用软件RecurDyn进行仿真分析，测量出其位移与速度随时间的变化曲线进行验证。

结果表明所建立的机构理论模型合理，且机构具有良好的运动学性能。

关键词：柔性并联机构；伪刚体模型；运动学引言随着纳米技术的兴起与迅猛发展，具有高分辨率和高精度的超精密定位机构在近代科学的研究领域以及尖端工业生产中都扮演着越来越重要的角色，它的各项技术指标已经成为各国高新技术发展水平的重要标志[1]。

运动学分析是机械系统分析中的首要问题。

并联机构的运动学分析主要包括求解机构的输入与输出构件之间的位置、速度以及加速度的关系[2]。

全柔性机构的首要目标就是精确实现所需的运动，因此对其运动学的研究在机构学领域占有重要的地位[3]。

1 机构描述如图1所示为3-RPS空间三自由度柔性并联定位机构的仿真模型。

该机构的定平台与动平台通过三条完全相同的RPS支链相连。

压电陶瓷驱动器位于三个平行板式柔性铰链中，通过平行板式柔性铰链的变形来带动与之相连的杆件进行运动，从而达到驱动整个柔性并联机构实现空间运动的目的。

2 建立伪刚体模型及分析普渡大学的Her I为了体系化的研究柔性机构问题，提出了“伪刚体模型”的概念，该方法是将柔性杆与柔性运动副等效简化为相应的刚性杆、刚性运动副所组成的纯刚性模型，再利用刚性体结构学及运动学对机构进行分析和综合[4]。

2.1 机构自由度计算2.2 运动学逆解分析用封闭向量表示，如图3所示2.3 速度分析3 基于RecurDyn的运动学仿真3.1 基于ANSYS创建*.rfi文件在ANSYS软件中基于CMS生成RFI文件包括如下四步：（1）在ANSYS中建立有限元模型：用SOLIDWORKS软件建立柔性铰链实体模型，将其导入ANSYS里，选择求解精度较高的Solid45单元，它是一种高阶单元，适于各种较复杂的实体模型。

摘要如今，由于工作台操作简单，精度高，能够满足一般生产需求。

正因为如此，所以它广泛应。

本文主要研究的是两维步进单片机控制工作台的控制部分。

主要的任务就是用单片机实现两个步进电机的正反转和速度的控制。

本控制系统可以由键盘输入运行的步数，由LED 管显示，信号经单片机转换，采用软件对信号进行环形分配，利用光电隔离器进行光电隔离，经功率放大器进行信号的放大，用放大的信号来驱动步进电机的运行。

由各个功能键控制系统的运行，按启动键后，步进电机按照输入的步数进行走步；如在运行期间按停止键，则步进电机停止运行。

工作台的两头都有行程开关，如果超出了极限位置，行程开关闭合，步进电机停止转动，并且蜂鸣器报警。

关键词：工作台；步进电机；单片机AbstractNowadays, The workbench is easy to operate, the precision is high, and it can meet the generally production demand . Just because of this,so it is widely used.Main research of this paper is that the part of control of the two-dimension stepping single-chip microcomputer control workbench. The main task is to realize two stepping motor’s rotating positive and negatively and control of pace with single-chip microcomputer. The running steps are input by keyboard in this control system, displayed by the LED tube. The signal is transformed by single-chip microcomputer . The signal Loop allotter is achieved by software. The photoelectricity seclusion is achieved by Electro-optical disconnector. The signal is enlarged by power Amplifier. Then the signal can run the stepping motor. The system’s run is controlled by functional keys. Stepping motor will run to the given steps if the “start”key is pressed. Meanwhile, stepping motor will stop if the “stop”key is pressed. There are limit switches on the two heads of the workbench, if the workbench go beyond the terminal position, the limit switch is off, the stepping motor will be stop at once, and the buzzer scream.Keywords workbench stepping motor single-chip microcomputer1 绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2工作台的发展现状与方向 (1)1.3本课题研究的范围和意义 (3)1.4步进电机的发展现状 (3)1.5单片机的发展现状 (4)2 控制系统的总体设计 (6)2.1系统总体方案 (6)2.2机械系统 (6)2.3 控制系统设计 (6)2.3.1接口设计 (6)2.3.2控制方案的选择 (7)2.3.3伺服系统设计 (7)3 控制系统的设计方案 (8)3.1 硬件系统设计 (8)3.1.1系统的硬件结构 (8)3.1.2步进电机 (8)3.1.3微处理器的选择 (15)3.1.4键盘操作的接口电路设计 (17)3.1.5显示部分操作的接口和电路设计 (21)3.1.6 报警电路的设计 (24)3.1.7 单片机与PC机的通信 (25)3.1.8系统的抗干扰设计 (26)3.2 软件系统设计 (28)3.2.1 软件结构设计 (28)3.2.2系统的程序流程 (29)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录................................................................................................................. 错误!未定义书签。

杠杆式尺蠖压电直线驱动器
作者：马立， 肖金涛， 周莎莎， 孙立宁， MA Li， XIAO Jin-tao， ZHOU Sha-sha， SUN Li-ning
作者单位：马立,MA Li(上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;苏州大学机器人与微系统研究中心,江苏苏州215021)， 肖金涛,周莎莎,XIAO Jin-tao,ZHOU Sha-sha(上海大学机电工程与自动化学院,上海,200072)
， 孙立宁,SUN Li-ning(苏州大学机器人与微系统研究中心,江苏苏州,215021)
刊名：
光学精密工程
英文刊名：Optics and Precision Engineering
年，卷(期)：2015,23(1)
引用本文格式：马立.肖金涛.周莎莎.孙立宁.MA Li.XIAO Jin-tao.ZHOU Sha-sha.SUN Li-ning杠杆式尺蠖压电直线驱动器[期刊论文]-光学精密工程 2015(1)。