基于黏滑运动原理的单自由度纳米定位台设计与动力学分析

• 作者: 于淼 台国安 孙立宁 张世忠 荣伟彬
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 纳米定位 黏滑驱动 LuGre 纳米操作
• 年，卷（期）: 2012,（19）
• 所属期刊栏目: 机构学及机器人
• 页码范围: 29-34
• 分类号: TP242
• 字数: 2797字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2012.19.029

摘要

为解决基于扫描电镜纳米操作系统定位驱动方面的关键技术,分别研制能够实现水平定位和垂直定位的单自由度纳米定位台.定位台采用黏滑驱动原理,驱动机构采用柔性铰链设计,O形调节圈的引入既实现摩擦力的精密调节又保证整体结构的紧凑.为研究黏滑驱动原理和辅助纳米定位台设计,建立单自由度纳米定位台的动力学模型.考虑压电陶瓷的动态特性和摩擦力的非线性变化,对压电驱动模型进行线性化处理,引入LuGre模型实现对摩擦力的表达.试验结果表明该动力学模型能够有效地描述黏滑定位台的运动状态.单自由度水平和垂直纳米定位台的最大外形尺寸分别为24 mm×24 mm×17 mm和24 mm×24mm×34 mm,均具有8nm定位分辨率和50 mm行程,最大负载质量可达66 g.利用所设计的两种纳米定位台搭建基于SEM的双探针纳米操作系统,纳米线双探针操作试验表明该两种纳米定位台完全满足SEM下进行纳米操作的要求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	荣伟彬	哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室	98	1491	23.0	33.0
2	孙立宁	哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室	379	7003	43.0	61.0
3	于淼	哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室	18	118	7.0	10.0
4	张世忠	哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室	4	40	4.0	4.0
5	台国安	南京航空航天大学纳米科学研究所	16	152	6.0	12.0