Development of One-piece XY Table with Two Step Magnifying Lever and Extremely Low Interference Ratio

开发具有两级放大杆和极低干涉比的一体式 XY 工作台

• 批准号: 12555042
• 负责人: YOSHIMURA Yasuo
• 金额: $ 2.69万
• 依托单位: Tokyo National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12555042/
• 关键词: Fine Positioning; XY-Table; Piezo Actuator; Magnifying Lever; Magnifying Factor; Interferential Ratio; 圧電アクチュエータ; 弾性ヒンジ; 剛性; 圧電素子; 変位センサ

This research is much concerned with the stage for fine positioning.The conditions under which the design of the mechanism are determined as follows ;1)Independent motion : Although the motion of the table is theoretically independent of the direction of x and y, the interferential motions between both axes are brought in owing to the error of manufacturing.2)One-piece structure : High repeatability of motion is essential.3)Displacement magnifying lever : The output of PZT-actuator is in general very small, then, the mechanical lever for magnifying such a small output is necessary. By using it, around 200〜300 [μzm] travel of the table is realized.The characteristics of the table are studied theoretically, experimentally and by FEM and their results are compared with each others. Main results are : Magnification efficiency Actuation in y direction FEM/Experimental→around 30%, Theoretical 60% Actuation in z direction FEM/Experimental/Theoretical→around 90%(Dlnterferential ratio Actuation in y direction : 2.3% (in x direction), 4.7%(in z) Actuation in z directioni 8.2% (in x), 9.7%(in y)

本研究主要针对精密定位工作台，其设计条件是：1）独立运动：虽然理论上工作台的运动与x、y方向无关，但由于制造误差，两轴之间会产生干涉运动。2）整体结构：运动的高重复性是必不可少的。3）位移放大杠杆：PZT致动器的输出通常很小，那么，放大这样一个小输出的机械杠杆是必要的。本文对该工作台的工作特性进行了理论分析、实验研究和有限元分析，并对它们的结果进行了比较。主要结果如下：放大效率y方向驱动FEM/实验→约30%，理论60% z方向驱动FEM/实验/理论→约90%（干涉比y方向驱动：2. 3%（x方向），4. 7%（z方向）z方向驱动i 8. 2%（x方向），9. 7%（y方向）

项目成果

吉村靖夫, Koh Yee Yong 他2名: "微小位置決め用変位拡大てこ付き一対型XYZテーブルの開発"(社)日本時計学会 マイクロメカトロニクス. Vol.45,No.2. 63-74 (2001)

Yasuo Yoshimura、Koh Yee Yong 和另外 2 人：“开发一对用于分钟定位的位移放大杆的 XYZ 表”，日本钟表学会微机电一体化，第 45 卷，第 63-74 期（2001 年）。

Y.Yoshimaua,H.Tutsumi: "Chara,teriatics of Gnu-piece XYZ Tcak with Mapmfytry lever for Fine Positincoy"Proceeding of 1st Easpen Conderence on *. May2000,Vol.2. 528-533 (2000)

Y.Yoshimaua，H.Tutsumi：“Chara，Gnu-piece XYZ Tcak 的特里亚学与 Mapmfytry 杠杆，用于 Fine Positincoy”* 上第一届 Easpen Conderence 会议记录。

吉村靖夫, Koh Yee Yong, 他2名: "微小位置決め用変位拡大てこ付き一体型XYZテーブルの開発"(社)日本時計学会 マイクロメカトロニクス. Vol.45,No.2. 63-74 (2001)

Yasuo Yoshimura、Koh Yee Yong 等 2 人：“具有用于分钟定位的位移放大杆的集成 XYZ 工作台的开发”，日本钟表学会微机电一体化，第 45 卷，第 63-74 期（2001 年）。

Y, Yoshimura, Koh Yee Yong, others(2): "Development of One-piece XYZ Table with Magnigying Lever for Fine Positioning"Journal of The society of Micromechatoronics. Vol.45, No.2. 63-74 (2001)

Y，Yoshimura，Koh Yee Yong，等（2）：“带有磁力杆的精密定位一体式XYZ工作台的开发”微机电学会杂志。

手塚寛明, 吉村靖夫: "一体型変位拡大てこ付き位置決め用一軸テーブルの機構開発"(社)日本時計学会・平成13年度春季学術講演会論文集. 1-2 (2001)

Hiroaki Tezuka、Yasuo Yoshimura：“带有集成位移放大杆的单轴定位工作台的机构开发”日本钟表学会2001年春季学术会议论文集1-2（2001）。