一种低耦合位移动镜支撑机构静动态性能分析

为控制FTIR光谱仪中迈克尔逊干涉仪的动镜做一维的精密直线运动，研究了一种低耦合位移的动镜支撑机构。利用单平行和双平行四杆机构的优点，基于柔性铰链设计了一种动镜支撑机构。根据材料力学及机构动力学理论，对基于压电陶瓷（PZT）驱动器驱动的动镜支撑机构系统的静、动态性能进行了分析。仿真结果表明，低耦合位移动镜支撑机构在外力对称作用时无垂直耦合位移，在外力偏移1mm非对称作用时其耦合转角的数量级（以度为单位）为10-6；在输出相同位移时，动镜机构的最大应力约为双平行四杆机构的0.5倍；动镜机构的基频f为211.3Hz，PZT驱动器和动镜机构构成的机电系统的固有频率fn为823.7Hz，fn约为f的4倍，满足动镜支撑机构系统的动态性能要求。该研究为后续的进一步研究打下了基础，具有一定的工程价值及理论指导意义。