仪器仪表学报

作者：卢倩，陈西府，黄卫清，孙梦馨

单位：卢倩,盐城工学院机械工程学院盐城224051,,陈西府,盐城工学院机械工程学院盐城224051,,黄卫清,南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016；广州大学机械电气工程学院广州510006,,孙梦馨,南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016,

关键词：精密定位平台;并联机构;大行程;柔性铰链

基金：国家自然科学基金（51805465,51405420）项目、江苏省高校自然科学面上项目(18KJB460030)资助

为了解决传统压电陶瓷驱动器所固有的高精度与大行程的矛盾，提出了一种新型可直接外力驱动的三自由度并联精密定位平台，利用压电直线电机直接驱动即可实现大行程与高精度定位。首先，分析了柔性铰链结构参数对其作动行程的影响机理，在此基础上设计了大行程圆柱柔性铰链，并对大行程圆柱柔性铰链的结构参数进行了模糊优化设计；接着，采用两个平移副和一个一体化、大行程圆柱形柔性铰链构建了并联分支链路，采用3条并联支路设计了2R1T并联精密定位平台，并通过坐标齐次变换方法构建了并联平台的运动学模型，推导出了并联平台位姿正反解；最后，对2R1T并联定位平台开展了实验研究。实验结果表明所设计的2R1T并联定位平台具有良好的运动同步性和重复性，利用压电直线电机的步进运动模式可实现精密定位，其平动定位分辨率为0?09μm，转动定位分辨率分别为0?8μrad、0?9μrad和1?0μrad；利用压电直线电机的连续运动模式可实现大行程空间定位，其平动工作行程为120mm，转动工作行程分别为6?18°、6?74°和6?58°。借助于压电直线电机的不同工作模式实现了并联平台的精密定位和大行程工作空间两个关键指标，为进一步研究2R1T并联机构的动态性能、精密定位及控制规律的实现等提供了重要的理论价值和实践基础。

来源：2019年第8期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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