發(fā)布時(shí)間：2020-04-10 10:38

【摘要】：隨著變體飛行技術(shù)的發(fā)展,新型折疊機(jī)翼飛機(jī)以其機(jī)翼可以靈活展開(kāi)和折疊的特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。這種變換形態(tài)的飛行,使其可保持最佳氣動(dòng)性能,以滿足多任務(wù)飛行時(shí)所需的不同飛行條件。機(jī)翼折疊功能的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng),并且要求作動(dòng)器不僅具有大的推力以克服飛行中相應(yīng)的氣動(dòng)阻力和結(jié)構(gòu)阻力,而且可實(shí)現(xiàn)大行程運(yùn)動(dòng)以滿足折疊角度的實(shí)現(xiàn)。由此,本文通過(guò)分析機(jī)翼折疊的需求提出了一種基于尺蠖運(yùn)動(dòng)原理的雙向大推力、大行程直線壓電作動(dòng)器,對(duì)其驅(qū)動(dòng)機(jī)理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、性能測(cè)試等方面展開(kāi)了研究。主要內(nèi)容如下:(1)總結(jié)了折疊翼飛機(jī)功能特點(diǎn)和對(duì)作動(dòng)器的特性需求,系統(tǒng)闡述了壓電尺蠖式作動(dòng)器特點(diǎn)以及研究現(xiàn)狀。(2)分析了折疊機(jī)翼構(gòu)型和動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu),利用ADAMS軟件對(duì)折疊翼構(gòu)型進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真,由此提出作動(dòng)器輸出推力和行程的要求。(3)提出了一種基于螺旋箝位原理的雙向大推力、大行程直線壓電尺蠖式作動(dòng)器,分析了壓力和拉力負(fù)載下單疊堆和雙疊堆分別驅(qū)動(dòng)的工作原理。(4)通過(guò)對(duì)作動(dòng)器主要功能部件的特性分析,實(shí)現(xiàn)了對(duì)各功能部件的選型和設(shè)計(jì),利用ANSYS/Workbench軟件對(duì)主要零件進(jìn)行了仿真分析,由此完成了作動(dòng)器的整體設(shè)計(jì)。(5)加工制作了作動(dòng)器樣機(jī),測(cè)試了單疊堆和雙疊堆分別驅(qū)動(dòng)以及換用雙頭絲杠時(shí)作動(dòng)器的的輸出性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:作動(dòng)器能夠滿足所設(shè)計(jì)的折疊機(jī)翼構(gòu)型的動(dòng)力和行程需求。
【圖文】：

圖 1.2 行走型尺蠖式作動(dòng)器尺蠖式作動(dòng)器，如圖 1.2 所示。其結(jié)構(gòu)主要由兩其用于精密加工中材料的定位。該款作動(dòng)器性能的限制，作動(dòng)器輸出行程較小。的尺蠖式作動(dòng)器提出了真正意義上的行走型尺蠖機(jī)構(gòu)和箝位機(jī)構(gòu)的動(dòng)力，以提高其承載能力和輸“Inchworm”命名的商標(biāo)，申請(qǐng)了一項(xiàng)尺蠖式作動(dòng)移為 0.004 μm ~4 μm，最大速度可達(dá) 2 mm/s，最的尺蠖式作動(dòng)器產(chǎn)品，為后續(xù)的研究提供了良好式作動(dòng)器，結(jié)構(gòu)采用多層式壓電盤(pán)堆疊在一起以首次提出了利用柔性放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行箝位夾持的尺動(dòng)原理為：壓電疊堆 1 和 2 組成伸縮機(jī)構(gòu)，壓電將壓電疊堆的振幅放大，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其空載下

圖 1.15 楊宜民等設(shè)計(jì)的尺蠖式作動(dòng)器 1999 年，，清華大學(xué)李勇等[64]提出了一種尺鉸鏈機(jī)構(gòu)進(jìn)行箝位，如圖 1.16 所示。該結(jié)構(gòu)缺于作動(dòng)器的小型化與高頻響。2001 年，哈爾濱作動(dòng)器，采用微脊式箝位結(jié)構(gòu)使得輸出推力可不適合大行程作動(dòng)。2004 年，天津大學(xué)的趙美蓉等[66]提出了一統(tǒng)單作動(dòng)器結(jié)構(gòu)改為雙作動(dòng)器結(jié)構(gòu)，采用一種動(dòng)，該作動(dòng)器最小步距小于 6nm，行程大于 10和 1.4 N。2006 年，吉林大學(xué)劉建芳等[67]利用柔順機(jī)分辨率高、行程大和運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)勢(shì)。緊接著動(dòng)的方式以及薄壁柔性鉸鏈微變形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了示。結(jié)構(gòu)采用壓電疊堆為動(dòng)力源，提高了箝位和行程大于 360°，但其驅(qū)動(dòng)力較小，為 30 N。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V24

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