设计了一种适用于微纳米三坐标测量机的高灵敏度接触触发式探头。介绍了该探头的结构和原理,建立了探头的灵敏度模型和刚度模型,依据三维方向等灵敏度和等刚度的原则,利用最优化方法得出了探头结构参数的最优解。对探头的刚度进行了仿真验证;分别对探头的刚度、分辨率以及稳定性进行了实验测试。实验结果表明:该探头在三维方向上的刚度均小于1 mN/μm,且近似相等;分辨率高于50 nm;当环境温度的波动范围小于±0.025℃时,探头在1.3 h内的漂移量为20nm。
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