| 中文摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 字母注释表 | 第15-18页 |
| 英文缩写 | 第18-19页 |
| CHAPTER 1 Introduction | 第19-33页 |
| 1.1 Background | 第19-21页 |
| 1.2 Literature Review | 第21-31页 |
| 1.2.1 Design and Calculations of a Single Flexure Hinge | 第22-23页 |
| 1.2.2 Suspension Design | 第23页 |
| 1.2.3 Surface Topography Measurement | 第23-24页 |
| 1.2.4 Measurement of Friction between Materials | 第24-25页 |
| 1.2.5 Nanoindentation Test | 第25-29页 |
| 1.2.6 Multi-Function Measurement of Engineering Surface | 第29-31页 |
| 1.3 Main Focus of the Dissertation | 第31-33页 |
| CHAPTER 2 Design of a Triangular Flexure Structure | 第33-52页 |
| 2.1 Introduction | 第33页 |
| 2.2 Basic Deflection Formulae for Leaf-type Flexure Hinges | 第33-37页 |
| 2.3 Mechanical Design of a Triangular Flexure Structure | 第37-38页 |
| 2.4 Compliance & Stiffness Matrix Method | 第38-40页 |
| 2.5 Analytical Stiffness Model of the Triangular Flexure Structure | 第40-43页 |
| 2.6 Parameter Optimization of the Triangular Flexure Structure | 第43-45页 |
| 2.7 Finite Element Analysis of the Triangular Flexure Structure | 第45-51页 |
| 2.7.1 Finite Element Method Modeling | 第45-46页 |
| 2.7.2 Static Analysis | 第46-50页 |
| 2.7.3 Harmonic Analysis | 第50-51页 |
| 2.8 Summary | 第51-52页 |
| CHAPTER 3 Design of a Multi-function Stylus Profiling System | 第52-71页 |
| 3.1 Introduction | 第52页 |
| 3.2 The Specifications of the Measurement System | 第52-53页 |
| 3.3 The Block Configuration of the Measurement System | 第53-54页 |
| 3.4 Mechanical System Design | 第54-55页 |
| 3.5 Design of the Sensing Probe | 第55-68页 |
| 3.5.1 The Capacitive sensor Design | 第57-60页 |
| 3.5.2 Fabrication of the Lower Electrode Plates | 第60页 |
| 3.5.3 The Force Actuator | 第60-61页 |
| 3.5.4 Principle of the Electromagnetic Force Actuator | 第61-64页 |
| 3.5.5 Parameter Optimization of the Coil | 第64-65页 |
| 3.5.6 Final Design of the Force Actuator | 第65页 |
| 3.5.7 The Current Drive Design | 第65-68页 |
| 3.6 Prototype Fabrication | 第68-69页 |
| 3.7 Summary | 第69-71页 |
| CHAPTER 4 Finite Element Analysis of the Sensing Probe | 第71-83页 |
| 4.1 Introduction | 第71页 |
| 4.2 Finite Element Analysis of the Electromagnetic Force Actuator | 第71-74页 |
| 4.3 Finite Element Modeling of the Suspension Assembly | 第74-75页 |
| 4.4 Static Analysis of the Suspension Assembly | 第75-79页 |
| 4.4.1 Static Analysis under the Driving Force | 第75-77页 |
| 4.4.2 Static Analysis under the External Force | 第77-79页 |
| 4.5 Modal Analysis of the Suspension Assembly | 第79-80页 |
| 4.6 Harmonic Analysis of the Suspension Assembly | 第80-81页 |
| 4.7 Summary | 第81-83页 |
| CHAPTER 5 Dynamics Modeling of the Sensing Probe | 第83-95页 |
| 5.1 Introduction | 第83页 |
| 5.2 Simplified Dynamics Model of the Sensing Probe | 第83-89页 |
| 5.2.1 Modeling of the Electromagnetic Force Actuator | 第85-86页 |
| 5.2.2 Modeling of the Sensing Probe | 第86-89页 |
| 5.3 Numerical Simulation | 第89-94页 |
| 5.4 Summary | 第94-95页 |
| CHAPTER 6 Experimental Study of the Multi-function Stylus Profiling System | 第95-116页 |
| 6.1 Introduction | 第95页 |
| 6.2 Experimental Setup | 第95-96页 |
| 6.3 The Measurement Modes | 第96-97页 |
| 6.4 Calibration of the Sensing Probe | 第97-108页 |
| 6.4.1 Test of the Current Drive Circuit | 第97页 |
| 6.4.2 Calibration of the Height Sensor | 第97-99页 |
| 6.4.3 Force Actuator Calibration and Static Test | 第99-102页 |
| 6.4.4 Friction Force Calibration | 第102-104页 |
| 6.4.5 Calibration of the Nanoindenter | 第104-105页 |
| 6.4.6 Tracking Performance of the Sensing Probe | 第105-107页 |
| 6.4.7 Dynamic Response of the Sensing Probe | 第107-108页 |
| 6.5 Topography Measurement | 第108-110页 |
| 6.6 Mechanical Properties Measurement | 第110-113页 |
| 6.7 Friction Force Measurement | 第113-114页 |
| 6.8 Summary | 第114-116页 |
| CHAPTER 7 Conclusion of the Dissertation | 第116-119页 |
| 7.1 Results and Summaries of the Research | 第116-117页 |
| 7.2 Improvements to be Done in the Future | 第117-119页 |
| 参考文献 | 第119-128页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第128-129页 |
| 致谢 | 第129-130页 |
