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| 基于体硅工艺的集成式定位平台 | |
| 引用本文： | 王家畴,荣伟彬,李昕欣,孙立宁,马立.基于体硅工艺的集成式定位平台[J].光学精密工程,2009,17(2). |
| 作者姓名： | 王家畴 荣伟彬 李昕欣 孙立宁 马立 |
| 作者单位： | 1. 中国科学院,上海微系统与信息技术研究所,传感技术国家重点联合实验室,上海,200050 2. 哈尔滨工业大学,机器人技术与系统国家重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001 3. 上海大学,机电工程与自动化学院,上海,200072 |
| 基金项目： | 国家杰出青年基金，国家高技术研究发展计划(863计划)，教育部长江学者和创新团队发展计划 |
| 摘 要： | 针对纳米定位平台的构型和定位精度问题,采用体硅加工技术成功地研制出了一种基于单晶硅并带有位移检测功能的新型二自由度微型定位平台,定位平台采用侧向平动静电梳齿驱动.利用力电耦合和能量守恒原理分析了静电致动器的致动机理,对定位平台的主要失效模型、静态和动态特性进行详细建模分析,证明了静电梳齿力电耦合所导致的侧壁不稳定以及驱动器的最大稳定输出位移,给出了平台稳定工作条件下梳齿间隙、梳齿初始交错长度以及复合柔性支撑梁的弹性刚度比之间的关系.动态分析时考虑空气阻尼对平台的影响,给出了平台最大运行速度、位移及动态条件下的临界驱动电压并把分析结果应用于平台闭环控制.实验结果表明:驱动电压30 V时,平台稳定输出位移达10 μm,机械稳定时间仅为2.5 ms. |
| 关 键 词： | 体硅工艺 纳米级定位平台 静电驱动 致动机理 特性分析 |
Integrating positioning X-Y stage based on bulk micromachining |
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| WANG Jia-chou,RONG Wei-bin,LI Xin-xin,SUN Li-ning,MA Li.Integrating positioning X-Y stage based on bulk micromachining[J].Optics and Precision Engineering,2009,17(2). | |
| Authors: | WANG Jia-chou RONG Wei-bin LI Xin-xin SUN Li-ning MA Li |
| Affiliation: | 1.State Key Laboratory of Transducer Technology;Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology;Chinese Academy of Sciences;Shanghai 20050;China;2.State Key Laboratory of Robotics and System;Harbin Institute of Technology;Harbin 150001;3.School of Mechanical and Electronic Engineering and Automation;Shanghai University;Shanghai 200072;China |
| Abstract: | In order to realize the miniaturized nano-positioning stage,a novel 2-DOF Single Crystal Silicon(SCS) nano-positioning micro XY stage with the function of displacement detection is successfully developed by using silicon bulk-micromachining;the X-Y stage is drived by an electrostatics comb actuator.The theories of electromechanical coupling and energy conservation are used to analyze electrostatic actuated mechanism,X-Y stage static characteristic and X-Y stage dynamic characteristic.Some failure modes of X... |
| Keywords: | silicon bulk micromachining nano-positioning stage electrostatics comb actuator actuating mechanism characteristic analysis |
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