
怎样为纳米位移台设计稳定的机械固定结构?
为纳米位移台设计稳定的机械固定结构,目标是减少外界干扰、结构变形和振动传递,以保障其高精度性能。关键设计要点如下:
一、结构稳固性设计原则
高刚性平台
选用花岗岩、铸铁或蜂窝铝合金平台;
保证整体结构重心低、结构紧凑、刚度高,减少共振效应。
避免结构回弹与挠曲
支撑结构应对称布置、受力均匀,减少因温差或载荷变化引起的翘曲;
优先使用封闭框架结构或加强筋设计,降低形变量。
使用膨胀系数一致材料
连接部件(支架、固定块)与平台材料热膨胀系数相近,防止因温差导致移位或应力积累。
二、防震隔振设计
隔振底座
采用气浮隔振平台、橡胶阻尼块或弹簧-阻尼组合结构;
有效隔离地面高频微振,避免传导到位移台上。
远离振源
位移台应远离风机、压缩机、真空泵、重型设备等振源;
机架与振动源之间可增加阻尼层或隔振腔。
三、固定与连接方式
螺栓紧固 + 定位销
同时采用高强度螺丝和定位销进行固定,防止微移和旋转;
若需拆卸维护,建议使用带止退垫圈的结构防止松动。
柔性联接但不浮动
在必要时采用柔性连接(如卡槽限位+柔性夹紧),防止热胀冷缩强应力传递;
但须确保在微米甚至纳米级无自由滑动。
四、应力与热稳定性设计
避免装配残余应力
零部件装配前应校正、消除残余应力,保证长时间运行后不因变形导致误差。
热源隔离
避免将电机、激光器、控制模块等热源紧邻位移台;
必要时加设隔热屏障或热导通块,控制温度梯度。
五、整合考虑电缆与负载路径
线缆拖链
电缆应使用柔性拖链引导,避免拉扯造成力矩干扰;
拖链固定点设置应使电缆在全程无力回传至位移台。
负载重心匹配
被驱动物体的重心应与位移台的运动中心一致,避免偏载引起扭矩干扰;
对于多轴系统,应设计载物平台使力传递路径短且直。