1、毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化矩形柔性铰链式二维串联压电微动平台的设计一、选题的背景与意义微机电系统在尺度上可以是本身尺度很小的系统,如集成电路、微传感器等,也可以是高度集成的超小型系统,如微型遥控飞机、机电液高度集成的化学分析仪器等,或本身尺寸不小,但其作用对象很小的系统,如基因工程中的显微操作系统等。因此,在微机电系统以及微机电系统制造设备中,要求工作台具有较长的行程十几毫米至几十毫米和高的定位精度亚微米甚至纳米级。对行程达几十毫米的工作台,采用滚珠丝杆驱动、滚动导轨支承。要实现亚微米级的定位,必须对传动机构和支承导轨的加工装配提出极高的要求,为此可采用粗、精两个工作台,粗工作台完
2、成大位移,而高精度定位由微位移工作台实现。其中微位移工作台的微位移机构能否易于实现稳定的微位移和准确的定位,将直接影响微动工作台的精度、使用和经济性。其中采用柔性铰链结构传动、压电陶瓷驱动的二维微位移机构,定位精度高,无爬行,结构简单,使用方便，应用广泛。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题1基于微动平台应同时具有良好的位移输出特性和刚度特性的要求，并考虑材料的加工工艺性，确定微动平台的材料。2基于矩形柔性铰链结构，确定二维串联微动平台的结构形式。3确定矩形柔性铰链与微动平台的几何尺寸。4基于所确定的矩形柔性铰链与微动平台的几何尺寸以及所给定的微动平台的位移行程，计算矩形柔性铰链的最大应力、校
3、核微动平台的强度，计算微动平台的弹性恢复力、刚度。5基于所给定的微动平台的位移行程以及有计算所得的微动平台的弹性恢复力与刚度，确定压电陶瓷执行器的参数最大输出位移、最大驱动力、刚度。分别基于PROEAUTOCAD绘制微动平台的三维造型图、装配图与零件图。三、研究的方法与技术路线31研究方法通过大量文献资料、书籍的查阅，了解微动平台的设计、应用范围和国内各学者关于微动平台升级改进的研究思路，进行总结和归纳，结合一系列资料对微动平台特点的情况进行了解，正确选取加工材料，选用合理结构和尺寸，计算校核铰链各项数据，选用合适压电驱动器，绘制造型图。32技术路线四、研究的总体安排与进度第14周查阅文献，完
4、成外文翻译、文献综述和开题报告。第56周确定压电微动平台的材料、结构形式以及几何尺寸。搜集资料、数据，阅读文献，了解柔性铰链传动原理，压电驱动原理。选用加工材料，选择传动合理结构，确定尺寸。三维造型图、装配图与零件图计算校核矩形柔性铰链的最大应力、校核微动平台的强度，计算微动平台的弹性恢复力、刚度选用合适压电执行器，确定压电陶瓷执行器的参数最大输出位移、最大驱动力、刚度微动平台的基本设计结构第711周基于矩形柔性铰链结构，对微动平台进行设计计算，即对其进行强度校核，计算其弹性恢复力与刚度，确定压电陶瓷执行器参数。第12周绘制微动平台的三维造型图、转配图与零件图。第13周撰写毕业论文。参考文献1
5、黄金永,魏燕定,张炜空间微动平台的柔性铰链参数优化设计J机电工程,2006,23155572吴鹰飞,周兆英柔性铰链的应用J中国机械工程,2002,1318161516183江溯,孙立宁,安辉,李国君机构、驱动、检测一体化的压电陶瓷直线驱动模块的研究J哈尔滨工业大学学报,1998,30434374王光亮,杨川二维微动工作台的设计与分析J机床与液压,2008,36514,85朱仁胜新型微动工作台的设计与计算J合肥工业大学学报自然科学版2008,3110158515896张建雄,孙宝元基于柔性铰链结构的二维微动工作台的设计分析J压电与声光,2006,2856246267张庆,王华坤,范元勋精密微动工
6、作台二维微位移机构的设计研究J组合机床与自动化加工技,2002,639428曹家勇,朱煜,段广洪,尹文生两类柔性微动直线导轨的刚度特性J清华大学学报自然科学版2006,5466336359张庆,王华坤,张世琪微机电系统二维微动工作台微位移机构特性研究J机械与电子2002,10434510田延岭,张大卫,闫兵纳米级XY微定位平台的设计与研究J工艺与备,2005,12838811高鹏,袁哲俊,姚英学基于柔性铰链结构的新型双向微动工作台的研究J仪器仪表学报,1998,19219219512李庆祥,王东生,李玉和现代精密仪器设计M北京清华大学出版社，200413DSKANG,TWSEO,YHYOON,BSSHIN,XJLIUANDJKIMAMICROPOSITIONINGPARALLELMECHANISMPLATFORMWITH100DEGREETILTINGCAPABILITYJ14WANGHUA,ZHANGXIANMININPUTCOUPLINGANALYSISANDOPTIMALDESIGNOFA3DOFCOMPLIANTMICROPOSITIONINGSTAGEJMECHANISMANDMACHINETHEORY432008400410
