一种微动台刚度测量装置及其刚度测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104614254A(43)申请公布日2015.05.13(21)申请号201510032284.7(22)申请日2015.01.22(71)申请人广东工业大学地址510090广东省广州市越秀区东风东路729号(72)发明人赵荣丽陈新李克天陈新度刘强王素娟(74)专利代理机构广州市南锋专利事务所有限公司44228代理人刘媖梁华行(51)Int.Cl.G01N3/14(2006.01)G01N3/44(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种微动台刚度测量装置及其刚度测量方法(57)摘要本发明公开了一种微动台刚度测量装置，用于测量微动台的刚度，微动台包括方形的微动平台、静态框架、柔性铰链，微动台刚度测量装置包括隔震固定平台、与隔震固定平台和静态框架均固定连接的滑轮支架、安装于滑轮支架的定滑轮、有间隙地穿过静态框架预留的通孔并连接于微动平台的平行于微动平台的运动方向的牵引轴、与牵引轴尾端连接并绕过定滑轮的悬空牵引组件，微动平台设有移动标，微动台刚度测量装置还包括可探测移动标的位移采集器。该装置安装方便、操作简单，具有通用性并且施加的力不随微动台的移动而变化使该装置具有高精度。本发明还公开了一种使用上述微动台刚度测量装置对微动台直接施力进行刚度测量的方法。CN104614254ACN104614254A权利要求书1/1页1.一种微动台刚度测量装置，用于测量微动台的刚度，所述微动台包括方形的微动平台、环绕所述微动平台的静态框架、位于微动平台两侧的连接微动平台与静态框架的两组柔性铰链，其特征在于：所述微动台刚度测量装置包括隔震固定平台、与隔震固定平台和静态框架均固定连接的滑轮支架、安装于滑轮支架的定滑轮、有间隙地穿过静态框架预留的通孔并连接于所述微动平台的平行于所述微动平台运动方向的牵引轴、与所述牵引轴尾端连接并绕过所述定滑轮的可变重量的悬空牵引组件，所述微动平台设有移动标，所述微动台刚度测量装置还包括静态设置的可探测所述微动平台移动标的位移采集器。2.根据权利要求1所述的微动台刚度测量装置，其特征在于：所述悬空牵引组件包括绕所述定滑轮的柔索、连接所述柔索自由端的托盘、加载于所述托盘的砝码。3.根据权利要求1所述的微动台刚度测量装置，其特征在于：所述定滑轮的上沿与所述牵引轴的延伸线相切。4.根据权利要求1所述的微动台刚度测量装置，其特征在于：所述移动标是反射镜，所述位移采集器包括激光头和静态设置于所述隔震固定平台的激光干涉仪。5.根据权利要求1所述的微动台刚度测量装置，其特征在于：所述滑轮支架包括侧倒的V型架，V型架的一端固定连接于隔震固定平台并与所述静态框架侧面抵触，V型架的另一端固定连接于所述静态框架。6.一种使用权利要求1所述的微动台刚度测量装置对微动台直接施力进行刚度测量的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤１准备重量逐级增大的砝码若干个或者重量相同的砝码若干个，砝码的总重量为微动台的最大受力值之和，其中至少可形成5个以上差别等级；设置托盘盛放砝码并通过柔索连接托盘与牵引轴，柔索绕过定滑轮改变牵引方向；步骤2在微动平台安装位移采集器；步骤3安装直接施力装置，将滑轮支架固定连接于隔震固定平台和静态框架，将牵引轴穿过静态框架预留的通孔并通过螺纹连接于所述微动平台使其平行于所述微动平台的台面并与通孔周边保持一定间隙，将柔索打结连接于牵引轴尾端并绕过定滑轮连接托盘；步骤4将位移采集器的数据清零；步骤5将最小重量单位的砝码放置到砝码托盘上，并读取位移采集器采集的位移量；步骤6逐级增大砝码重量，直到砝码总重量达到最大，并记录每一个重量值对应的位移数值；步骤7逐级减小砝码重量，直到砝码重量为最小，并记录每一个重量值对应的位移数值；步骤8对加载和减载的重量、位移进行拟合，可得到微动台的整体刚度。7.根据权利要求6所述的对微动台直接施力进行刚度测量的方法，其特征在于：位移采集器是激光干涉仪位移采集器或LVDT位移采集器。2CN104614254A说明书1/5页一种微动台刚度测量装置及其刚度测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种刚度测量装置，尤其涉及一种微动台刚度测量装置。本发明还涉及一种刚度测量方法。背景技术[0002]柔顺机构组成的微动台包括静态框架和微动平台，两者之间设有间隙并通过柔性铰链连接在一起，是实现超精密工程的关键结构，一般都由柔性铰链进行支撑，利用压电陶瓷等精密动力元件驱动和柔性铰链的弹性变形形成工作台的微动，从而实现纳米级定位。微动台的刚度是一个非常重要的参数，它会直接影响微动台的静动态特性，微动台刚度过小会降低平台整体的固有频率，从而降低其运动速度，运动中产生较大的过冲现象，影响稳定时间及定位精度；如果刚度过大，会减小平台