本文選題：壓電驅(qū)動(dòng)　切入點(diǎn)：液壓傳動(dòng)　出處：《吉林大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：為滿足航空航天、行走機(jī)器人等領(lǐng)域?qū)Υ筝敵隽�、大行程、高輸出精度、低能耗的微小型直線驅(qū)動(dòng)器的需求,本文結(jié)合壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)與液壓傳動(dòng)技術(shù),提出一種壓電晶片泵驅(qū)動(dòng)的液壓驅(qū)動(dòng)器(簡稱壓電液壓驅(qū)動(dòng)器)。為降低其生產(chǎn)成本、擴(kuò)展適用范圍,采用低成本的壓電晶片泵作為驅(qū)動(dòng)器動(dòng)力源,以液壓缸作為動(dòng)力輸出終端,流體為能量傳輸介質(zhì),通過循環(huán)壓縮累積液滴的方式,實(shí)現(xiàn)由電能到機(jī)械能、微觀振動(dòng)到宏觀運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。所提出的壓電液壓驅(qū)動(dòng)器在理論上將具有壓電驅(qū)動(dòng)和液壓傳動(dòng)的綜合技術(shù)優(yōu)勢。本文主要研究內(nèi)容如下： 1.壓電振子是壓電泵的動(dòng)力元件,其性能的好壞直接影響壓電泵的輸出能力。本文結(jié)合板殼理論和壓電學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí),對(duì)所要使用的單晶片圓形壓電振子進(jìn)行了理論建模與仿真分析。獲得了在流體壓力、驅(qū)動(dòng)電壓單獨(dú)作用下,壓電振子變形的撓度公式,及壓電振子變形所引起的壓電泵腔體體積變化量；進(jìn)而獲得最大的輸出壓力表達(dá)式。通過對(duì)所得公式進(jìn)行的數(shù)值分析及ANSYS仿真分析驗(yàn)證,獲得了壓電振子半徑比(壓電陶瓷半徑與壓電振子半徑比值)與厚度比(壓電陶瓷厚度與壓電振子厚度比值)對(duì)壓電泵輸出性能(輸出流量、輸出壓力)的影響規(guī)律,為壓電振子輸出性能分析與優(yōu)選提供了理論依據(jù)。 2.對(duì)壓電液壓驅(qū)動(dòng)器輸出性能(輸出速度、推力)的影響因素進(jìn)行了分析與優(yōu)選。通過對(duì)幾種常見截止閥的分析,確定選用傘形橡膠截止閥；為保持良好的輸出性能,確定了出流孔與閥片邊緣的距離以及出流孔直徑、泵體的腔高。壓電泵的輸出能量是通過液壓缸傳遞到外部工件的,液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)壓電液壓驅(qū)動(dòng)器的輸出性能有著直接影響,本文給出了液壓缸輸出能力計(jì)算公式,為其選取提供理論依據(jù)。 3.根據(jù)所選參數(shù)制作了五腔串聯(lián)壓電泵,通過試驗(yàn)獲得了其最佳的工作方式(輸出性能最好)。測試了在最佳工作方式下,3、4、5個(gè)壓電振子工作時(shí)壓電泵的輸出性能,獲得其輸出性能隨驅(qū)動(dòng)頻率、工作壓電振子數(shù)目的變化規(guī)律。 4.選用適合的液壓缸與五腔串聯(lián)壓電泵等各部件組裝成壓電液壓驅(qū)動(dòng)器整體,在壓電泵最佳工作方式下,3、4、5個(gè)壓電振子工作時(shí),對(duì)驅(qū)動(dòng)器輸出性能進(jìn)行了測試： 1)進(jìn)行了壓電液壓驅(qū)動(dòng)器最大驅(qū)動(dòng)力(速度為零)和最大輸出速度(無負(fù)載)的相關(guān)試驗(yàn)研究,獲得了最大驅(qū)動(dòng)力及最大輸出速度與工作頻率、驅(qū)動(dòng)電壓及工作壓電振子數(shù)目間的關(guān)系。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的進(jìn)一步計(jì)算分析,獲得了壓電液壓驅(qū)動(dòng)器輸出功率、步長與工作頻率、驅(qū)動(dòng)電壓及工作壓電振子數(shù)目的關(guān)系。 2)進(jìn)行了不同負(fù)載作用下,壓電液壓驅(qū)動(dòng)器輸出速度的試驗(yàn)測試,并計(jì)算得到相應(yīng)的輸出功率、步長,得到負(fù)載及工作壓電振子數(shù)目對(duì)驅(qū)動(dòng)器輸出性能的影響規(guī)律,為驅(qū)動(dòng)器工作負(fù)載及工作方式的選取提供理論依據(jù)。 5.根據(jù)壓電泵、壓電液壓驅(qū)動(dòng)器在各種工作條件下的輸出性能的測試結(jié)果,進(jìn)行了壓電液壓驅(qū)動(dòng)器能量效率分析：獲得了試驗(yàn)用壓電液壓驅(qū)動(dòng)器的機(jī)電轉(zhuǎn)化效率(輸入電能與壓電泵輸出功率比值)以及能量利用率(壓電泵輸出功率與驅(qū)動(dòng)器輸出功率比值)；并從減少能量損失的角度,對(duì)系統(tǒng)中某些結(jié)構(gòu)提出了改進(jìn)意見。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH137

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本文編號(hào)：1576960