①课题来源与背景； 项目来源于精密加工和超精密加工领域，被黑龙江省教育厅立项，获得黑龙江省普通高等学校骨干教师创新能力资助计划资助。 高精度和高分辨率的精密微位移系统在近代尖端工业生产和科学研究领域内占有极其重要的地位。它是直接影响精密、超精密切削加工水平、精密测量水平及超大规模集成电路生产水平的关键环节，它的各项技术指标是各国技术发展水平的重要标志。随着科学技术的发展，更多的其他领域也越来越迫切需要精密的微位移系统。 微位移平台是指行程小于毫米级的机构，它是微位移系统的核心。在精密磨削加工中，为提高加工精度，可采用微进给技术提高磨床的进给精度。研制满足精密磨削加工要求的高精度微位移平台，以适应精密加工和超精密加工的要求，是当前我国科学工作者面临的重要问题，也是提高我国现代装备制造业水平的重要任务之一。 位移在毫米以下的微位移机构称为微进给机构。微进给机构是保证零件尺寸加工精度的重要因素，是实现精密和超精密切削加工的必要手段，也是精密加工和超精密加工所需的重要环节。 ②技术原理及性能指标； 本项目利用能量法对直圆型柔性铰链和S型柔性机构的力学特性进行研究，揭示其设计参数对其刚度的影响规律。基于直圆型柔性铰链设计压电式一维微动平台和微夹持器，基于S型柔性机构设计压电驱动一维微动平台和二维微动平台。基于伪刚体模型理论分别建立上述微动机构的动力学模型和固有频率模型，对其进行动力学分析，并对压电式微动机构的应力、位移及模态进行仿真分析。 ③技术的创造性与先进性 1.压电驱动器是近年发展起来的新型智能微位移器件，具有体积小、推力大、精度及位移分辨率高等特点，是理想的微位移驱动器。本项目阐述了压电堆栈驱动器的工作原理，对PSt1000/16/60VS25型压电堆栈驱动器的输出位移和迟滞特性进行了测试分析。 2.研究了直圆型柔性铰链的力学特性，并揭示其设计参数对直圆型柔性铰链转动刚度的影响规律；基于直圆型柔性铰链分别设计压电式一维微动平台和微夹持器。压电式一维微动平台可以实现0~21.3μm的微位移输出，微夹持器位移放大倍数为20.36倍 3.首次推到了S型柔性定位机构的刚度计算公式，研究了S型柔性机构的力学特性，并揭示其设计参数对S型柔性机构刚度的影响规律；基于S型柔性机构设计压电式一维微动平台和压电式二维微动平台。一维微动平台可以实现0~46.8μm的微位移输出，二维微动平台的X向平台可以实现0~2.67μm的微位移输出，Y向平台可以实现0~0.08μm的微位移输出。 ④技术的成熟程度，适用范围和安全性； 精密加工中应用的微进给工作台是一种高精度工作台，采用智能材料（压电陶瓷）驱动，具有位移精度高、刚性好、体积小、易于控制等优点，且结构紧凑，体积很小，无机械摩擦，无间隙，具有很高的位移分辨率且不存在发热问题，同时没有噪声，适用于各种介质环境工作，是目前研究的一个热点。 微进给机构不仅可广泛应用于微量进给、各种精密测量仪器、精密和超精密加工，而且在光纤对接、微细加工、微型机器人装配、纳米技术、大规模集成电路光刻设备、精密测量、微电子、生物工程、和航空航天等领域具有广阔的应用前景。基于智能材料的微位移平台设计分析对智能材料驱动工作台的研究与发展具有重要意义，对提高精密定位技术水平具有重要的科学意义与应用价值。 ⑤应用情况及存在的问题； 本项目属于应用基础研究，项目负责人做了大量工作，完成了课题计划研究的全部内容，获得了一些有价值的数据，鉴于研究时间和实验条件的限制，尚需进一步开展微动平台动态特性研究。 ⑥历年获奖情况； 论文“Design and Analysis of a Micro-gripper Based on Smart Materials”获哈尔滨市2012年度自然科学技术学术成果优秀奖

黑龙江科技大学

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。