林 超，俞松松，程 凯，王勇勤，崔新辉，陶友淘

(重庆大学 机械传动国家重点试验室，重庆 400030)

目前，在高精密领域，尤其在纳米技术中，微/纳米传动平台的地位越来越高，比如微/纳米图像成型［1］、生物工程与医疗器械［2］、扫描探针显微镜检测［3］、光学器件微装配［4］、MEMS 的微制造［5］等。同时，也对传动平台的提出了诸多设计要求，既要求平台具有大行程、纳米级分辨率及良好的紧凑性，又要具有高稳定性、高带宽、高速及高加速等优点［6］。基于压电陶瓷驱动和柔性机构的平台［7-9］，可克服机械摩擦、机械间隙，近年来，已得到了越来越广泛的应用。林超等［10］设计了5自由度微/纳米传动平台，由压电陶瓷驱动，利用柔性机构弹性变形实现高精密传动，可满足纳米级分辨率的设计要求。但是，平台的高速高加速和高精度是相互矛盾的，由于柔性机构的弹性，在实际工作中不可避免地会产生振动［11］，严重影响平台的动态性能、传动精度和疲劳寿命。同时，平台在高速高加速情况下，具有较为明显的时变模态特性［12］，而利用模态试验分析对模态参数辨识的方法［13］，可应用于平台结构性能的评价、结构动态修改和优化设计等研究中，模态试验识别出的模态参数对提高平台的精度和可靠性起着重要作用［14］。

本文针对5-DOF微/纳米传动平台，采用理论动力学建模和有限元方法，对平台的模态和振动进行了研究，并分析了柔性板簧厚度、长度对平台固有频率的影响，得到了其变化规律。通过优化柔性板簧厚度、长度设计的两个平台，分别对其进行了模态试验分析，阐述了模态试验过程和方法，并识别出了两个平台的固有频率、阻尼比和模态振型等模态参数，为平台的结构优化设计、控制方法提供了试验依据。……