新型三自由度微操作平台的动力学性能研究

李杨民^1,2，李祥春¹，徐洪业¹，丁冰晓³

1. 天津理工大学机械工程学院天津市先进机电系统与智能控制重点实验室2. 香港理工大学工业与系统工程学系3. 澳门大学科技学院

摘 要：提出了一种新型三自由度柔性并联微操作平台,该平台采用压电陶瓷驱动器为驱动装置,以新型二级杠杆放大机构作为放大器来扩大压电陶瓷驱动器的输出行程,在功能上可以实现X轴、Y轴以及Z轴方向的微米范围内移动。首先通过拉格朗日方程建立了该三自由度柔性并联微操作平台的动力学模型,然后计算了该机构的理论固有频率,最后采用有限元软件对该微操作平台进行了模态分析。结果表明该机构的理论固有频率与有限元仿真分析中的第一阶模态结果相比其误差率仅为2.54%,验证了固有频率理论分析的正确性及可行性。

关键词：3-PRC;二级杠杆放大机构;微操作平台;动力学;固有频率;模态分析;