摘 要

我研究的工作是基于压电驱动的精密回转台，首先拟定了一个基于压电驱动的精密回转台的总体结构方案，设计出了一个由压电陶瓷驱动的精密回转台，由压电陶瓷PZT驱动,并且通过柔性铰链组成的Scott-russell机构将直线运动转为旋转动。该压电驱动精密回转台采用了压电微驱动的技术方案，主要由三部分组成，上夹具，下夹具和驱动器，三者由压电陶瓷分别驱动，在夹具部分中,设计桥式机构来放大压电陶瓷的位移,在不通电时,夹具能牢牢钳住轴,而在通电时,则能放开轴,使轴能自由转动。然后完成了其装配图的设计，对零件进行校核。平台能够做360度旋转，平台是旋转一定角度在驱动器的驱动下不断累积行程。由于采用步进式的工作原理,该平台可以实现大行程的旋转运动。

关键词：压电驱动；回转台；结构方案；装配图设计；校核

Abstract

I studied the work is based on the piezoelectric drive of the precision rotary table, first developed a piezoelectric drive based on the precision turret of the overall structure of the program, designed by a piezoelectric ceramic driven precision rotary table, by the piezoelectric ceramic PZT Driven, and through a flexible hinge composed of Scott-russell institutions will be linear motion to rotation. The piezoelectric drive precision rotary table uses a piezoelectric micro-drive technology program, mainly composed of three parts, the fixture, the next fixture and drive, the three were driven by piezoelectric ceramics, in the fixture part, the design of the bridge to Amplify the displacement of the piezoelectric ceramic, in the absence of power, the fixture can firmly clamp the shaft, and in power, you can release the shaft, so that the shaft can be free to rotate. And then completed the design of its assembly diagram, the parts to check. The platform can do 360-degree rotation, the platform is rotating a certain angle in the drive driven by the cumulative accumulation of travel. As a result of the use of step-by-step principle, the platform can achieve the rotation of the large movement.

Key words: piezoelectric drive; rotary table; structural scheme; assembly diagram design; check

目 录

摘 要 I

Abstract 2

第一章 绪论 4

1.1研究意义 4

1.2研究现状 4

1.3研究内容 8

1.4所做工作 9

第二章 结构设计总体方案 10

2.1概述 10

2.2工作原理与组成 10

2.3旋转平台的工作步骤 11

第三章结构参数确定 12

3.1驱动器 12

3.2夹具 13

3.3底座 15

3.4轴 16

第四章 主要零件的校核计算 18

第五章结论 19

参考文献 20

致谢 21

第一章 绪论

1.1研究意义

精密回转工作台是机床加工、角度测量、光学测量、惯导测试等装备中最重要的一种辅助设备,这些领域中的许多仪器设备都是基于回转工作台的多功能、高精度、智能化,并根据不同的要求向外延伸拓展而来的高精尖技术装备。精密回转工作台,正是基于对不同领域、不同用途的技术指标要求,被各科研院所、高校机构进行研制,并广泛应用于测试计量、机械制造、航空航天等领域。我的题目是基于压电驱动的精密回转台的设计，其设计目的是利用压电驱动来实现回转大行程旋转运动，拥有高精度特点。

某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。其中如果压力是一种高频震动，产生的就是高频电流。如果将高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械震动）。具有这种性能的陶瓷称为压电陶瓷，发生正压电效应时，表面电荷的密度与所受的机械应力成正比。当发生负压电效应时，形变的大小与电场强度成正比。这种压电陶瓷可以变形产生很大的力，所以可以利用这一特性来进行压电陶瓷驱动的研究，这就是研究意义。

1.2研究现状

目前来说,国内对于精密回转工作台的研制,远没达到国外同行业、同领域的技术水平,并导致了在相关领域的技术落后、理论缺失,被迫向国外进口大量的高价格产品。因此,国内亟需对各种精密回转工作台加大投入力度和研发费用。

对于回转台的研究，有这样一些研究：

精密回转台动态倾角测试系统的光学系统研制。研究了一套基于激光和CCD技术的精密回转台动态倾角测试系统,系统采用激光作光源,用CCD图像传感器接收回转台平面的反射信号,根据激光光斑在CCD靶面上的移动量和相应的几何关系,测量出回转台的倾角误差。具有高精度、非接触、在线测量等优点。介绍了光源、CCD器件的选取,和根据实际应用系统需要而设计的光路系统,以及光学系统的固定装置。

大型精密回转工作台传动性能分析研究。针对精密卧式加工中心性能不断提升需求，对其回转工作台的传动精度、快速响应特性、加工稳定性等提出更高要求，通过建立精密回转工作台动力学模型，计算系统在扭转振动、时变啮合刚度、误差激励等因素作用下的动态响应，分析系统动态特性。同时建立其传动精度模型，计算传动系统在各误差因素作用下系统传动精度。研究表明输出轴在高速输入情况下振动情况较差，需要采取一定的措施对其进行减振，以提高其系统动态特性。同时通过理论分析发现重复定位精度与定位精度均满足验收条件，具有较好的输出精度。

数控回转台进给系统的消隙机构研究。研究了一种新型的数控回转台传动消除间隙机构，通过轴向位移，可消除传动副间隙。该结构传动比大，传动链短，回转定位精度高，解决了数控转台的精密分度定位问题。