基于洛伦兹力的二自由度纳米定位平台的设计与试验

文献类型： 中文期刊

第一作者： 刘道奇

作者： 刘道奇;刘龙;董慧锋

作者机构：

关键词： 二自由度纳米定位平台;洛伦兹力驱动;柔性铰链机构;柔度矩阵建模

期刊名称： 机械设计与研究

ISSN： 1006-2343

年卷期： 2025 年 41 卷 005 期

页码： 243-247

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 纳米定位平台是微/纳操作、原子力显微测量、纳米压印、超精密加工以及光纤对接等领域中的关键共性基础组件，其核心驱动源通常为压电致动器。然而，压电致动器固有的小行程特性在诸如运动调制等应用中表现出一定的局限性，限制了其在大范围、高精度定位控制中的发挥。为此，文中研制了一种基于洛伦兹力的二自由度音圈电机驱动的二自由度纳米定位平台，利用了洛伦兹力的切应力原理，在一定频率范围内实现较大的工作行程。采用海尔巴赫阵列构建动子，并采用谐波模型建立动子磁场模型，采用洛伦兹力积分法分析电磁力。同时，考虑结构尺寸、成本等因素，采用了柔性铰链机构实现驱动力传递和运动导向，并采用柔度矩阵建模方法对导向机构部分进行理论建模。为了验证纳米定位平台设计理论的正确性，分别进行了相应驱动和结构仿真验证，并进行了相应样机制造，最后通过相应测试实验验证纳米定位平台的性能。

分类号： TH703

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