微小位移技術(shù)-文庫(kù)吧
2025-07-31 22:12 本頁(yè)面
【正文】 彈性 導(dǎo)軌 — 機(jī)械式位移縮小機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) （ 1)彈性縮小機(jī)構(gòu) ： 這種微動(dòng)機(jī)構(gòu)利用兩個(gè)彈簧的剛度比進(jìn)行位移縮小，如圖 58所示。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 彈性 導(dǎo)軌 — 機(jī)械式位移縮小機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) （ 1)彈性縮小機(jī)構(gòu) ： 這種微動(dòng)機(jī)構(gòu)利用兩個(gè)彈簧的剛度比進(jìn)行位移縮小，如圖 58所示。這種縮小機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是當(dāng)微動(dòng)臺(tái)承受外力或移動(dòng)導(dǎo)軌部分存在摩擦力時(shí)，它將直接成為定位誤差的因素，而且對(duì)于步進(jìn)狀態(tài)的輸人位移容易產(chǎn)生過(guò)渡性的振蕩，所以在不適于動(dòng)態(tài)響應(yīng)的條件下，可用于光學(xué)零件的精密調(diào)整機(jī)構(gòu)等。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 彈性 導(dǎo)軌 — 機(jī)械式位移縮小機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) (2)杠桿式位移縮小機(jī)構(gòu) 杠桿式位移縮小機(jī)構(gòu)也是微動(dòng)機(jī)構(gòu)中常用的一種形式 。 (3)楔形位移縮小機(jī)構(gòu) 圖 510(a)所示是利用具有微小角度的斜楔機(jī)構(gòu)的位移縮小機(jī)構(gòu)也已在實(shí)際中應(yīng)用。 特點(diǎn)是易獲得大的縮小比，同時(shí)又能獲得較大的移動(dòng)范圍。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 彈性 導(dǎo)軌 — 機(jī)械式位移縮小機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 彈性 導(dǎo)軌 — 電磁或電致伸縮微位移器驅(qū)動(dòng) 為克服絲杠螺母機(jī)構(gòu)的摩擦和間隙，可采用電磁驅(qū)動(dòng)的彈簧導(dǎo)軌微動(dòng)工作臺(tái)。其原理如圖 511所示，微動(dòng)工作臺(tái)用平行片簧導(dǎo)向，在工作臺(tái)端部固定著強(qiáng)磁體，如坡莫合金制成的小片，與坡莫合金小片相隔適當(dāng)?shù)拈g隙裝有電磁鐵，通過(guò)電磁鐵的吸力與上述平行片簧導(dǎo)軌的反力平衡，進(jìn)行微位移動(dòng)工作臺(tái)的定位。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 5．氣浮導(dǎo)軟 ： 在近代精密導(dǎo)向技術(shù)中，行程與分辨率是一對(duì)主要矛盾。彈性導(dǎo)軌是為解決高分辨率 (亞微米甚至是毫微米級(jí) )而采用的，但行程較小。為解決大行程和中等分辨率 (亞微米級(jí) )的矛盾，在實(shí)際中廣泛使用了氣浮導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌雖然也有可能達(dá)到亞微米級(jí)的精度，但一般而言，滾動(dòng)導(dǎo)軌不如氣浮導(dǎo)軌精度高且保持性和抗干擾性比較差。氣浮導(dǎo)軌具有誤差均化作用，因而可用比較低的制造梢度來(lái)獲得較高的導(dǎo)向精度，而目氣浮導(dǎo)軌還可使工作臺(tái)得到無(wú)摩擦和無(wú)振動(dòng)的平滑移動(dòng)，因此在精密機(jī)械和儀器獲得廣泛的應(yīng)用。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 圖 515是日本富士通公司的一種精密自動(dòng)掩模對(duì)準(zhǔn)上作臺(tái)，其獨(dú)特之處是楔形縮小機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)兼作 x， y方向的直線(xiàn)導(dǎo)軌。楔塊部分由空氣軸承構(gòu)成，通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)位移輸人塊，在 2mm的移動(dòng)范圍內(nèi)，得到 m的分辨率。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) — 壓電器件驅(qū)動(dòng) 圖 518是安徽機(jī)械科學(xué)研究所研制的、利用壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)補(bǔ)償?shù)奈⑽灰茩C(jī)構(gòu)及其原理示意圖，在壓電陶瓷上加電壓之后，向左伸長(zhǎng)，推動(dòng)方形楔塊和圓柱楔塊，克服壓板彈簧的彈力將固定鏜刀的刀套頂起，實(shí)現(xiàn)鏜刀的徑向補(bǔ)償。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 、電致伸縮器件 壓電、電致伸縮器件是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新刑微位移器件。它其有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、分辨率高、控制簡(jiǎn)羊等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它沒(méi)有發(fā)熱問(wèn)題，故對(duì)精密工作臺(tái)無(wú)因熱量而引起的誤差。用這種器件制成的微動(dòng)工作臺(tái)，容易實(shí)現(xiàn)精度為 μ m的超精密定位，是理想的微位移器件，在精密機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。 、電致伸縮器件 5. 2. 1壓電與電致伸縮效應(yīng) — 機(jī)電藕合效應(yīng) 電介質(zhì)在電場(chǎng)的作用下，有兩種效應(yīng)壓電效應(yīng)和電致伸縮效應(yīng)，統(tǒng)稱(chēng)機(jī)電 耦合 效應(yīng)。 電介質(zhì)在電場(chǎng)的作用下，由于感應(yīng)極化作用而引起應(yīng)變，應(yīng)變與電場(chǎng)方向無(wú)關(guān)，應(yīng)變的大小與電場(chǎng)的平方成正比，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為 電致伸縮效應(yīng) 。而壓電效應(yīng)是指電介質(zhì)在機(jī)械應(yīng)力作用 下 產(chǎn)生電極化，電極化的大小與應(yīng)力成正比，電極化的方向隨應(yīng)力的方向而改變。 在微位移器件中我們應(yīng)用的是逆壓電效應(yīng)， 即電介質(zhì)在外界電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生 、電致伸縮器件 應(yīng)變，應(yīng)變的大小與電場(chǎng)大小成 正 比，應(yīng)變的方向與電場(chǎng)的方向有關(guān)，即電場(chǎng)反向時(shí)應(yīng)變也改變方向 ； 電介質(zhì)在外加電場(chǎng)作用下應(yīng)變與電場(chǎng)的關(guān)系為 S=dE十 M （ 54） 式中 :dE— 逆壓電效應(yīng)。其中， d為壓電系數(shù) ,m/V； E為電場(chǎng)， V/m； M— 電致伸縮效應(yīng)。其中 M為電致伸縮系數(shù)
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