本文關(guān)鍵詞：用于履帶驅(qū)動(dòng)的壓電振子改進(jìn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：針對月面復(fù)雜多變的地貌,結(jié)合履帶式結(jié)構(gòu)具有地形適應(yīng)能力強(qiáng)、動(dòng)載荷小及結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn),結(jié)合超聲電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快的特點(diǎn),以結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械集成度高、重量輕為目標(biāo),提出建立壓電驅(qū)動(dòng)的履帶式月面巡視驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),探索月面巡視驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的新原理。針對前期研究中,用于履帶行駛系統(tǒng)的壓電振子存在的不足,分析了影響系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)效率的因素。以四環(huán)型壓電振子為研究對象,從振子結(jié)構(gòu)和工作模態(tài)兩方面對其進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。利用ANSYS有限元分析軟件對改進(jìn)后的壓電振子進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析;通過模態(tài)頻率靈敏度分析得到了壓電振子結(jié)構(gòu)尺寸的加工精度要求;利用結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化,獲得了一組最佳的結(jié)構(gòu)尺寸,使得壓電振子的動(dòng)力學(xué)性能最優(yōu)。在有限元分析的基礎(chǔ)上,制作了原理樣機(jī)進(jìn)行測振實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)設(shè)計(jì)后的壓電振子性能明顯改善。對改進(jìn)后的壓電振子進(jìn)行了接觸、摩擦實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明壓電振子的運(yùn)動(dòng)特性與其接觸的界面的硬度、粗糙度以及外界施加的預(yù)壓力密切相關(guān),存在著一組最佳搭配使得壓電振子運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到最大值。振子在測試界面上的運(yùn)動(dòng)最大速度能達(dá)到36.7mm/s。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)加工了與振子動(dòng)力學(xué)特性相匹配的履帶,并進(jìn)行了履帶驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明履帶張緊力、外界載荷對壓電驅(qū)動(dòng)行駛系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)效率有很大的影響。改進(jìn)后的履帶行駛系統(tǒng)的最大運(yùn)動(dòng)速度為2.1mm/s。
【關(guān)鍵詞】：履帶車 壓電振子 改進(jìn)設(shè)計(jì) 接觸摩擦 實(shí)驗(yàn)研究
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V476.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 行星探測器簡述11-14
• 1.3 超聲電機(jī)概述14-16
• 1.4 課題研究意義及內(nèi)容安排16-18
• 第二章 壓電驅(qū)動(dòng)式履帶車的工作機(jī)理18-24
• 2.1 壓電驅(qū)動(dòng)式履帶車的結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)原理18-21
• 2.1.1 壓電振子工作原理18-19
• 2.1.2 壓電振子結(jié)構(gòu)夾角與振型階數(shù)的關(guān)系19-20
• 2.1.3 壓電振子圓環(huán)部分行波行進(jìn)的方向控制20-21
• 2.1.4 壓電振子存在的問題21
• 2.2 影響系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)效率的因素21-23
• 2.2.1 壓電振子工作模式對驅(qū)動(dòng)效率的影響21-22
• 2.2.2 摩擦系數(shù)對驅(qū)動(dòng)效率的影響22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 用于履帶驅(qū)動(dòng)的壓電振子改進(jìn)設(shè)計(jì)24-42
• 3.1 壓電振子的改進(jìn)方案24-26
• 3.2 改進(jìn)后壓電振子圓環(huán)表面的振動(dòng)特性26-27
• 3.3 壓電振子的有限元仿真分析27-33
• 3.3.1 壓電振子模態(tài)分析28-31
• 3.3.2 壓電振子的模態(tài)頻率靈敏度分析31-32
• 3.3.3 壓電振子的諧響應(yīng)分析32-33
• 3.4 壓電振子的尺寸優(yōu)化33-37
• 3.5 壓電振子的測振實(shí)驗(yàn)37-40
• 3.6 本章小結(jié)40-42
• 第四章 用于履帶驅(qū)動(dòng)的壓電振子實(shí)驗(yàn)研究42-56
• 4.1 壓電振子的接觸、摩擦實(shí)驗(yàn)研究42-49
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)42-43
• 4.1.2 預(yù)壓力對運(yùn)動(dòng)特性的影響43-45
• 4.1.3 接觸界面表面粗糙度對運(yùn)動(dòng)特性的影響45-49
• 4.2 壓電振子驅(qū)動(dòng)履帶實(shí)驗(yàn)49-52
• 4.2.1 履帶結(jié)構(gòu)49-50
• 4.2.2 履帶結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對驅(qū)動(dòng)速度的影響50-51
• 4.2.3 履帶初始張緊力對驅(qū)動(dòng)速度的影響51-52
• 4.3 雙壓電振子協(xié)同驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)52-54
• 4.3.1 無履帶驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)52-53
• 4.3.2 履帶驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 全文總結(jié)56
• 5.2 后續(xù)工作展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曾一致;陶紅艷;劉天寶;余成波;王晟;;復(fù)合壓電振子非軸對稱優(yōu)化[J];四川兵工學(xué)報(bào);2013年05期

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3 任露泉,楊志剛,佟金,曾平;雙彎曲型壓電振子的振動(dòng)解析[J];壓電與聲光;1998年03期

4 張建輝;路計(jì)莊;夏齊霄;王守印;;壓電振子及流體對泵近場噪聲的影響[J];光學(xué)精密工程;2006年04期

5 張愛云;何R，

本文編號：1029270