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壓電驅動超精密定位平台

國 立 高 雄 用 應 科 技 大 學. 壓電驅動超精密定位平台. 指導教授 : 黃世疇 教授 學 生 : 陳浴祥. 精密定位的等級. 精密定位是 0.1~1 µ m 的精度 超精密定位是 0.001~0.1 µ m 的精度. 背景. 早期 : 顯微鏡 (STM, AFM, …) 近期 : 高科技產業 ( 半導體、光電、 精密量測檥器 …).

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壓電驅動超精密定位平台

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Presentation Transcript

  1. 國 立 高 雄 用 應 科 技 大 學 壓電驅動超精密定位平台 指導教授:黃世疇 教授 學 生:陳浴祥

  2. 精密定位的等級 • 精密定位是0.1~1µm的精度 • 超精密定位是0.001~0.1µm的精度

  3. 背景 早期:顯微鏡(STM, AFM, …) 近期:高科技產業(半導體、光電、 精密量測檥器…)

  4. 本文是設計一個單層的撓性結構，完成能夠做XYΘz三自由度的精密定位平台。利用撓性鉸鏈為基礎的撓性結構配合積層式壓電致動器，通入電壓的大小使壓電材伸縮，以達到施力的目的，驅使結構產生精密微小變形(也就是材料的滑移現象)，進而到達奈米級的5nm位移解析度。

  5. 致動器

  6. 壓電致動器(PZT)的優點 具有奈米級的解析度，響應頻寬可達到千赫等級，它擁有耗電量少、無雜訊、體積小、反應快、發熱少、精密度佳、轉換效率高和控制容易以及有足夠的剛性、系統結構簡單、無電磁干擾、、等多方面的優點 。

  7. 設計方針 • 更高精密度 • 單層結構實現更多自由度 • 更長行程 • 微小化(不站空間)

  8. 撓性鉸鏈

  9. 撓性鉸鏈具有無餘隙、不需潤滑、沒有摩擦的優點，唯一消耗能量的地方是最薄處變形時分子的內摩擦力所造成。撓性鉸鏈具有無餘隙、不需潤滑、沒有摩擦的優點，唯一消耗能量的地方是最薄處變形時分子的內摩擦力所造成。

  10. 旋轉平台

  11. 結論 微定位系統之研究已行之有年，在精密工程應用日益廣泛的今天，微定位系統之研發越形重要，而且朝更高精密度、更大行程與多自由度的方向發展。

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