六自由度微位移定位平台的设计与试验

压电叠堆与柔性机构构成了微位移的基本形式,其行程与精度、输出力的矛盾需要结合应用要求对结构进行综合设计。针对所构建的超精密加工工具对六自由度微位移的需求,提出了一种以压电叠堆作为驱动元件,以柔性铰链和楔形机构作为传动机构的空间六自由度微位移定位平台。由于压电叠堆需要一定的预紧力才能发挥其微位移精度和输出力的优势,通过静力分析,得出了微位移平台各个自由度驱动力和位移输出关系的表达式及刚度表达式,对结构进行了优化。试验表明,各自由度的行程与分辨率如下:x,y,z方向的最大位移分别为7.48,8.33和4.14μm,分辨率为0.01μm;沿θx,θy,θz方向的最大旋转角度均为0.13°,分辨率为0.01°,满足所构建的超精密加工工具定位的精度要求。试验获得了微位移定位平台的激励电压与各自由度位移输出曲线,为平台的运动、定位控制提供了依据,也为柔性铰链机构和楔形机构在其他结构中的应用提供了理论依据和试验基础。

半球缺纵向排列对半球缺阻流体无阀泵的影响

为分析半球缺阻流体无阀压电泵中阻流体半球缺的绕流阻力的大小及变化规律对泵输出性能的影响,对阻流体作用规律进行了试验研究。首先,建立了两个半球缺纵向遮流系数及流阻系数的计算公式;其次,递推出多个半球缺纵向排列遮流阻力作用规律;最后,建立了任意多个半球缺纵向流阻系数的关系式。通过对纵向排列半球缺的流阻及泵流量试验,验证了该关系式的正确性;同时,在驱动电压为120V、频率为6Hz时,置入4个半球缺得到了43.89mL/min的最大泵流量,理论与试验流量变化趋势一致。研究表明,半球缺纵向流阻系数关系式可用于半球缺无阀压电泵的流阻及泵流量计算,球缺数量与泵流量呈正相关。