一种基于Radon变换的精密工作台微位移和转动测量方法

针对精密工作台微位移和转动测量问题,提出一种基于平面正交光栅图像Radon变换的精密工作台位移测量方法.构建了由平面正交光栅和显微摄像系统组成的测量实验台,在不同实验条件下识别了平面正交光栅的栅线间距和角度,进行了工作台运动测量实验.实验结果证明,Radon变换对噪声不敏感,能很容易地识别出不同条件下平面正交光栅的倾角和位置,可精确地测量工作台位移,测量误差小于1μm通过对现有系统测量分辨率的分析,提出了取消相机镜头和适配镜、以CCD感光面直接接收放大的光栅图像来进一步提高测量系统分辨率的方案.     

基于白光干涉的MEMS三维表面形貌测量

利用白光干涉垂直扫描原理,设计了测量微机电系统(MEMS)表面形貌特征的垂直扫描白光干涉系统.该系统由垂直扫描位移工作台驱动被测件,通过检测被测件表面的干涉条纹变化得到表面形貌.垂直扫描位移工作台利用压电陶瓷驱动柔性铰链结构进行纳米驱动,光栅传感器监控整个垂直扫描过程,对压电陶瓷的非线性误差进行实时补偿.垂直扫描位移工作台的性能分析表明:分辨率达到1 nm,定位精度小于10 nm.同时采用图像分析技术对光学仪器测量台阶出现的噪声进行了消噪处理,试验结果表明垂直扫描白光干涉系统能够实现MEMS三维表面形貌的高精度测量.     

压电式微位移补偿机构

设计了一种压电式微位移补偿机构．采用压电陶瓷作为微位移驱动器，柔性铰链为导向机构，对传统电机驱动的丝杠螺母进给工作台运动位置进行自动补偿，实现了工作台二次精密定位．提高工作台的定位精度。设计的柔性铰链微位移放大器．可使工作台定位精度达0．01μm．满足许多精密、超精密加工场合需要。     

机床导轨结合部接触刚度及其影响因素的研究

本文首先对设定条件下的平面移动型结合部的接触变形进行了基本理论解析,并将这种基本解析应用于机床的滑动导轨结合部,对由于接触变形而引起的工作台位移即工作台运动中的姿态变化进行了理论解析。其次,应用由计算机、激光测量装置等组成的测量系统测出工作台运动中的姿态变化,通过实验验证了理论解析的正确性。此外,本文还对影响机床滑动导轨结合部接触变形的因素及其影响程度进行了定量分析,为寻求减小导轨结合部接触变形对机床加工精度影响的措施提供了理论依据。     

微动工作台中弹性导轨的设计计算

介绍了微动工作台中弹性板簧导轨的设计方法、特性误差的计算 ,重点叙述了载荷反对称布置的弹性导轨使微动台产生独立转动自由度的方法 .与以柔性铰链为主体的平面三自由度微动工作台相比 ,弹性板簧导轨式的微动工作台力学模型简单 ,无原理误差 ,从而提高了工作台的位移精度 ,避免工作台在各运动方向之间的耦合 .在板簧上粘贴应变片还可以测出微动台的位移 ,简化了测量系统 .     

三维表面形貌测量系统中移动工作台的校准

以丝杠步进电机驱动和无刷式线性电机驱动的工作台为例，考察它们用于三维表面形貌测量系统中时，工作台的位移、速度特性以及动态稳定性、丝杠误差、间隙和定位可重复性，对三维表面数据的记录和特征化表征产生的影响，从而评价了这两种三维形和于静态和动态的数据采集的适用性。     

精密机械系统综合实验装置的研制

针对高校机械类专业精密机械系统相关课程的实验教学需要,以"直线位移精密工作台"为基础,研制了精密机械系统综合实验装置。该综合实验装置不仅可以完成精密传动、精密运动测量和电机驱动等单独实验,也可以完成体现光机电一体化综合知识的精密运动控制实验。该实验平台采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)光栅位移测量装置以及计算机控制系统,可以让学生在已有实验平台上进行主动设计,完成精密运动测量和运动控制实验,从而培养学生的动手能力和创新能力。     

基于对称金属包覆波导的高精度微位移测量

利用对称金属包覆波导中超高阶导模对入射角度高度灵敏的特性,提出了一种新型的实时高精度微位移测量方法.与将压电材料置于导波层中不同,该方法是在压电材料上粘合一平面镜,并放置于一凸透镜的焦平面处.当对压电材料加载电压而产生微位移时,经凸透镜返回的2条边缘光线会产生微小的入射角度变化,从而引起反射光强的急剧改变.该方法的微位移测量精度和测量范围分别为0.5和170nm,且具有结构简单、实时测量等优点,可应用于微机电系统和精密控制领域.     

单向平动微位移工作台的静刚度分析

文章根据梁单元有限元法,把柔性铰链视为变截面梁单元,建立了柔性铰链的单元刚度矩阵;在此基础上,建立了单向平动微位移工作台的有限元计算模型,得到了微位移工作台的位移输出特性;同时,选取不同的柔性铰链参数,用有限元分析软件对微位移工作台进行分析计算并与理论计算进行比较,结果表明2种方法计算的结果相吻合,验证了理论模型的正确...     

光纤激光器自混合干涉微位移测量研究

研究了光纤激光器自混合干涉效应测量微位移的方法.为提高自混合干涉的微位移传感测量精度,将正弦相位调制方法引入光纤激光器自混合干涉测量.光纤激光器外腔中使用相位调制器调制自混合干涉信号.采用四象限积分技术解调外腔相位得到位移测量结果,与高精度微位移平台位移参数对比,验证传感测量方法的可行性.位移测量精度远优于半个波长.此方法对全光纤高精度位移传感应用有重要意义.