超磁致伸缩二维精密工作台研究.pdf

节选段落一：
超磁致伸缩二维精密工作台研究
宋文杰
(杭州电子科技大学 机电工程学院 ,浙江 杭州 310018)
摘 　要 :在超磁致伸缩驱动器的基础上 ,以柔性铰链机构作为传动部件 ,设计了创新结构的二维精
密工作台。应用 ANSYS软件对所设计的柔性铰链机构进行了应力和位移分析。设计了闭环控制
系统来控制工作台的输出精密和响应速度。经分析 , X和 Y方向的最大位移量可达 0. 2 mm。


节选段落二：
超磁致伸缩驱动器与基于压电陶瓷材料设计
的驱动器相比 ,结构更为简单、轻巧 ,造价更低 ,同
时更为安全 ,可广泛应用于精确定位、超精密加
工、微马达、机器人、减振降噪、声纳及微机电系统
等领域。
本研究探讨了在适合的柔性铰链基础上 ,将
超磁致伸缩驱动器应用到二维精密工作台的设
计。
1　工作台结构及工作原理
工作台模型 [ 1 ] ,如图 1所示。微动平台呈圆形 ,
由 4个点通过连接杆与底座固定 ,厚度为 5 mm。微
动平台内部设计了 2个柔性铰链机构以及用来回复
其位置的弹性支架 ,中心配有模拟载物作为位移测量
部件。


节选段落三：
TMS320C31芯片是控制系统的核心部分 ,
它根据计算值将控制信号传送给数控电流源以激励
驱动器输出位移 ,电涡流传感器完成载物台位移的
检测 ,并由 A /D 转换器转换为数字信号再反馈给
TMS320C31。工作台控制系统框图 ,如图 7所示。
超磁致伸缩驱动器的控制环节框图 ,如图 8所
图 7　二维精密工作台控制系统原理图
示。考虑到柔性铰链机构是立即响应的 ,结合上一
节的分析结果 ,将柔性铰链机构和超磁致伸缩驱动
器合并为致动器环节。
图 8　超磁致伸缩驱动器控制原理图
工作台开始工作时先清零 ,由键盘分别输入 X
向和 Y向的目标值 p和 q,并存储在芯片内部。