内置位移传感器，方便实现闭环控制，闭环重复定位精度为纳米级，控制方式压电陶瓷驱动电源或与模块化压电陶瓷控制系统。图六维并联微动台柔性铰链研究趋势近年来，采用压电元件驱动，柔性铰链机构传动实现精密定位有着众多的应用，如微动工作台，引激光焊接光学自动聚焦系统等众多领域。纳米定位技术是实现纳米加工和纳米测量的基础，柔性铰链在该领域也有着极其重要的应用。就目前来看，柔性铰链压电致动微动工作台的研究将占主导地位。随着机器人领域的发展，其运动精度要求达到亚微米级，显然以前的技术无法很好满足此要求。柔性铰链技术很好地解决了这个问题，大行程柔性铰链并联机器人的研究成为机器人研究的热门课题。柔性铰链研究意义随着纳米技术的兴起和飞速发展，基于柔性铰链压电陶瓷驱动的纳米级微定位技术已成为能束加工超精密加工微操作系统等前沿技术的基础支持技术。利用柔性铰链的众多优点，易实现亚微米甚至纳米级的精度。因此，研究柔性铰链对于纳米技术的进步发展与广泛应用非常有意义。毕业设计任务本次毕业设计采用柔性铰链设计套维平行四边形结构的微动工作台，利用电容传感测量方法，构成套完整的微运动测量与控制系统，实现运动范围分辨率。主要完成任务有对维柔性铰链微动工作台的机构设计与分析，并对该工作台运动位移的测量方法和控制方法进行详细设计，包括相关电子电路软件程序等部分的详细设计，并绘制出相应的方案图原理图电路图流程图等。第章柔性铰链微动工作台测量与控制系统总体设计总体方案设计本次毕业设计以柔性铰链为基本单元，设计平行四杆机构的微动工作台当时，，则式可以化简为此时电容变化量这时与近似呈线性关系，所以改变极板距离的电容式传感器往往是设计成在极小范围内变化的。另外，由图可以看出，当较小时，对于同样的变化引起的电容变化量可以增大，从而使传感器的灵敏度提高，但过小时，容易引起电容器击穿，改善击穿条件的办法是在极板间放置云母片，如图所示，此时电容变为式中，为云母片的相对介电系数，为空电陶瓷驱动器第章总结与展望总结展望参考文献致谢附录附录二第章绪论六十年代前后，由于宇航和航空等技术发展的需要，对实现小范围内偏转的支承，不仅提出了高分辨率的要求，而且还对其尺寸和体积提出了微型化的要求，人们在经过对各种类型的弹性支承的试验探索后，才逐步开发出体积很小，可做到无机械摩擦无间隙的柔性铰链，柔性铰链立即被广泛地用于陀螺仪加速度计精密天平等仪器仪表中。柔性铰链国内外现状和发展趋势柔性铰链是近年来发展起来的种新型机械传动和支撑机构，用于绕轴作复杂运动的有限角位移。也可理解为利用其结构薄弱部分的弹性变形可实现类似普通铰链的运动传递。柔性铰链具有无摩擦无间隙运动灵活敏度高的特点，常用来作为位移放大器，可将位移放大到数百微米，极大地拓展了微位移驱动器的应用范围和应用领域。尤其在纳米技术领域中有着更好的应用前景，柔性铰链是实现纳米级微运动的关键技术，其运动位移的测量与控制是实现纳米运动的核心技术。柔性铰链的类型目前柔性铰链的类型主要有单轴柔性铰链，双轴柔性铰链两种单轴柔性铰链截面形状有圆形和矩形的两种，如图所示。图单轴柔性铰链双轴柔性铰链是由两个互成的单轴柔性铰链组成的图，对于大部分应用，这种设计的缺点是图单轴柔性铰链两个轴没有交叉，具有交叉轴的最简单的双轴柔性铰链是把颈部作成圆杆状图，这种设计简单且加工容易，但它的截面面积比较小，因此纵向强度比图弱得多。需要垂直交叉和沿纵向轴高强度的双轴柔性铰链，可采用图的结构。图双轴柔性铰链柔性铰链国内外现状就现阶段的发展趋势，柔性铰链的应用主要是与压电致动相结合，形成微位移机构。最早，美国国家标准局开发了个微定位工作台并用于光掩模的线宽测量。为了能在光学和电子显微镜中更好地使用，要求工作台结构紧凑并能在压电驱动高精度工作台真空中工作。如图所示，工作台采用了压电元件驱动，柔性铰链机构进行位移放大的方案。压电元件在低频工作时的能量耗散为零，因此工作台没有内部热源。工作台可在的工作范围内，以或更高的分辨率对物体定位。图压电驱动高精密工作台柔性铰链技术在精密联接采用单极性输出，与单片机接口电路如图