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螺旋传动式驱动器的爬行运动分析

2012-02-13张俊波张学军张雨东

振动与冲击 2012年6期

张俊波,张学军,张雨东

(1.中国科学院 光电技术研究所自适应光学重点实验室,成都 610209;2.中国科学院 研究生院,北京 100039)

随着大口径天文望远镜的发展,能动光学系统以其具备校正光学像差,提高成像质量等技术特点,成为望远镜主镜系统中不可或缺的技术手段。在能动光学系统中,驱动器作为重要的校正执行器件,主要用于承受主镜结构的重力载荷和实现主镜镜面的能动变形,因此对驱动器的精度和稳定性的要求变得十分严格。螺旋传动式结构作为一种重要而且技术成熟的机械传动结构,在高精度要求的发展趋势下,在微位移驱动与定位,精密与超精密加工等系统中仍然发挥着重要作用,因此使用螺旋传动结构来设计驱动器成为一种重要的选择。但是,螺旋传动式结构中可能会出现的爬行现象被认为是低速运动状态下,影响其精度和稳定性的重要因素之一,本文针对螺旋传动式驱动器的爬行运动展开分析。

爬行运动又被称为蠕动,或“粘附-滑动”(stickslip)运动,其主要运动特征就是被动机构在主动机构的低速驱动下,出现时走时停的不稳定运动现象。爬行问题的提出始于上世纪30年代,迄今为止很多科学家对爬行机理提出了不同的解释,但是一直未形成统一的结论。Bowden、Stolarski等[1-2]把爬行当作一种摩擦现象来研究,Mokhtar、Capone 等[3-4]把爬行当作一种摩擦产生的振动来分析。学者们对爬行机理观点的不同,主要归因于各自对摩擦特性研究的差异,但是都认为是由于摩擦的存在使得滑动体在低速运动状态下发生的爬行运动。……

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