微纳测量机测头弹性结构的参数设计

• 作者: 李瑞君 王珊 陈晓怀 陈贺 高伟
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 坐标测量机 微纳米测量 接触扫描测头 弹性结构设计 有限元分析
• 年，卷（期）: 2013,（10）
• 所属期刊栏目: 维纳技术与精密机械
• 页码范围: 2587-2593
• 页数: 7页
• 分类号: TH72|TH112
• 字数: 2304字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20132110.2587

摘要

根据微纳米三坐标测量机对测头各项指标的要求,提出了4种测头弹性结构的设计方案.通过力学分析建立测头弹性结构三维刚度模型,应用有限元分析软件ANSYS分别对4种弹性结构的刚度进行仿真计算;然后,分析讨论了4种弹性结构的性能特点.综合考虑测量刚度、灵敏性及结构紧凑稳定等多种因素,选择十字型结构作为微纳米测量机测头的弹性结构,并对其进行了结构参数的优化和测头刚度各向同性设计.搭建了高精度三维微位移测试平台,对测头的测量范围、线性、位移误差进行了实验验证.仿真分析和实验结果表明,测头的弹性结构满足测量范围40 μm×40 μm×20 μm、测量刚度小于0.5 mN/μm及刚度各向同性的要求,整体测量误差小于100 nm.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈晓怀	合肥工业大学仪器科学与光电工程学院	100	1009	16.0	25.0
2	李瑞君	合肥工业大学仪器科学与光电工程学院	26	89	6.0	8.0
3	陈贺	合肥工业大学仪器科学与光电工程学院	5	23	3.0	4.0
4	王珊	合肥工业大学仪器科学与光电工程学院	2	17	2.0	2.0
5	高伟	合肥工业大学仪器科学与光电工程学院	3	17	2.0	3.0