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V01．18 第18卷第1期 光学精密工程 NO．1 andPrecisionEngineering 2010年1月 Optics Jan．2010 文章编号1004—924X(2010)01—0175—08 三维精密位移系统的设计 王生怀1’2，陈育荣2，王淑珍1，谢铁邦1 (1．华中科技大学机械学院仪器系，湖北武汉430074； 2．湖北汽车工业学院机械系，湖北十堰442002) 摘要：为满足精密位移的需要，研究开发了一种大行程、纳米级和计量型三维精密位移系统。采用模块化结构设计，即3 个方向的驱动机构均采用完全相同的设计结构，分别称为X、y、Z向一维工作台。位移系统在X、y、Z3个方向采用粗、 精两级驱动，并分别装有计量光栅。各方向粗驱动采用交流伺服电机配合精密丝杠和直线导轨进行，精驱动采用压电陶 瓷微位移器配合柔性铰链进行，每个方向的两级驱动共用一套计量光栅，从而保证了位移系统的大行程、纳米级和计量 型。介绍了位移系统的结构设计，分析r位移系统的位移分辨率、计量原理以及它的运动性能。实验表明，在40mm位 移行程内，X、y和Z向工作台两级驱动实际位移与设定位移之差分别不超过土0．030、土0．028和5=O．033 bLm，验证了位 移系统设计的有效性，为位移系统的设计提供了依据。 关键词：三维精密位移系统；结构设计；粗、精两级驱动 中图分类号：TH703．8文献标识码：A of3D Design precisiondisplacementsystem WANG EN Shu—zhenl，XIE Sheng—huail”，CH Tie-ban91 Yu—ron92，WANG Scienceand Instrumentation，SchoolMechanical (1．Departmentof of Engineering， Scienceand 430074，China； HuazhongUniversityof Technology，Wuhan 2．Mechanical AutomotiveIndustries 442002，China) Department，Hubei Institute，Shiyan leveland Abstract：Anovel3D of travel，nanometer precisiondisplacementsystemlarge displacement measurementitselfis of isde— to theneed system by developedsatisfy
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