隨著微電機的不斷發(fā)展,壓電馬達由于其低速大轉(zhuǎn)矩、抗電磁干擾、精度高、功率密度大等特性得到了廣泛的應用。慣性馬達相對于其他類型的壓電馬達具有體積小,結(jié)構(gòu)簡單,精度高等優(yōu)勢。但傳統(tǒng)慣性壓電馬達一般采用鋸齒波驅(qū)動,無法工作在諧振狀態(tài)下,這使得其輸出力與運行速度皆不高;而且步進過程中大量的摩擦損耗使得其效率低下。傳統(tǒng)慣性壓電馬達動子的步進位移為鋸齒波狀,具有明顯的后退步距,這導致馬達運行不穩(wěn)定。為解決以上問題國內(nèi)外研究者提出了各種解決方案,但仍然存在很多問題。本文提出了一種新型的自箝位直線慣性壓電馬達。提升了慣性馬達的輸出性能,簡化了其控制策略,降低了其摩擦損耗。主要研究內(nèi)容如下:1)提出了一種由壓電雙晶片和柔性鉸鏈串聯(lián)而成的自箝位機構(gòu)。對自箝位機構(gòu)進行簡化建模并利用Simulink做動力學仿真。采用Comsol對自箝位機構(gòu)進行模態(tài)、諧響應分析。搭建測試平臺測量自箝位機構(gòu)靜、動態(tài)響應。2)闡述自箝位直線慣性壓電馬達的工作原理,建立新型馬達的動力學模型,采用Simulink仿真驗證驅(qū)動方案的可行性。設計新型馬達的結(jié)構(gòu)和預緊方式。3)制造原理樣機,對樣機進行性能測試。樣機可達到最大速度為3.178... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

駐波馬達的驅(qū)動原理

合肥工業(yè)大學專業(yè)碩士研究生學位論文圓運動如圖 1.1（b）所示，通過驅(qū)動足表面摩擦驅(qū)動馬達動子運動。行波馬達的原理是將壓電材料固定于定子上，向壓電材料兩極輸入兩相相位差為 90 度的諧波信號，從而在定子表面激勵出行波。馬達動子貼緊定子表面，定子表面的行波不斷驅(qū)動動子轉(zhuǎn)動，如圖 1.2 所示。壓電材料兩極輸入諧波在馬達定子表面產(chǎn)生行波，通過摩擦驅(qū)動馬達動子運動。為了避免行波遇到障礙發(fā)生反射，一般行波馬達都設計成環(huán)狀，這無疑限制了該類型馬達設計的靈活性。少數(shù)不設計成環(huán)狀的行波馬達需要兩端設置激振器和吸振器，這大大增加馬達結(jié)構(gòu)復雜度，且不利于該類馬達的小型化。

圖 1. 3 慣性壓電馬達的驅(qū)動原理Fig1.3 Driving principle of piezoelectric inertial motor馬達是一類仿生馬達，其驅(qū)動原理類似于尺蠖類昆蟲的行進。兩個壓電箝位開關(guān)和一個壓電驅(qū)動部，壓電驅(qū)動部置于兩個壓構(gòu)成尺蠖馬達的動子。尺蠖馬達的定子固定于地面且與動子之方式：一種為主動預緊型，即當箝位開關(guān)不通電時，動子與定，馬達直接靠箝位開關(guān)的箝位力預緊；另一種為被動預緊型，通電時，通過外部裝置在動子與定子之間產(chǎn)生預緊力，馬達靠緊。尺蠖馬達需要三路方波信號配合控制。該類馬達的驅(qū)動步，首先給壓電箝位開關(guān) 1 中的壓電體輸入高電平使箝位開關(guān) 1壓電箝位開關(guān) 2 中的壓電體輸入低電平使箝位開關(guān) 2 收縮脫離壓電箝位開關(guān) 1 的高電平和壓電箝位開關(guān) 2 的低電平，給壓電平使壓電驅(qū)動部伸長推動壓電箝位開關(guān) 2 向右運動一段位移；開關(guān) 2 中的壓電體輸入高電平使壓電箝位開關(guān) 2 伸長卡緊定子

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]一種基于壓電振動的微型旋轉(zhuǎn)馬達研究[D]. 周茂瑛.浙江大學 2016



本文編號：3355246