在分析了目前慣性式壓電驅(qū)動(dòng)器研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出以壓電雙晶片振子作為動(dòng)力元件,通過(guò)控制移動(dòng)機(jī)構(gòu)和支撐面之間的正壓力,使摩擦力有序變化而形成定向運(yùn)動(dòng)的新型壓電驅(qū)動(dòng)方式�；谶@種方式,設(shè)計(jì)了直線型壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)型壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。具體研究?jī)?nèi)容如下: 1.通過(guò)對(duì)壓電材料的特性分析,說(shuō)明了可以采用壓電雙晶片作為實(shí)現(xiàn)慣性沖擊的基本元件。 2.論述了利用壓電雙晶片振子構(gòu)造的正壓力變化式慣性壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及驅(qū)動(dòng)機(jī)理,分析了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。 3.通過(guò)有限元軟件分析了振子結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)振子端部靜態(tài)變形量和固有頻率的影響;以理論建模和實(shí)驗(yàn)測(cè)試兩種分析方式,對(duì)所選取的壓電雙晶片振子進(jìn)行了靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性分析。 4.通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試,選擇適合壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作的驅(qū)動(dòng)電源信號(hào);分析了驅(qū)動(dòng)電源電壓、工作頻率以及載荷對(duì)機(jī)構(gòu)的速度和步長(zhǎng)的影響規(guī)律,提出了控制方法。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TH112
【部分圖文】：

常采用此種方式來(lái)構(gòu)造壓電型多自由度微動(dòng)工作臺(tái)，一端固定，另一端通過(guò)柔性鉸鏈將壓電陶瓷的變形放大，選擇合適的機(jī)械結(jié)構(gòu)，可得到多維的位移輸出。如圖1-3所示。這種形式，結(jié)構(gòu)緊湊、連續(xù)進(jìn)給、力大、精度高，易于控制，但是行程小，定位精度受遲滯、非線性影響。直動(dòng)式驅(qū)動(dòng)器行程一般在幾十微米以內(nèi)，在實(shí)際使用中往往是宏微結(jié)合的方式，宏動(dòng)機(jī)構(gòu)完成系統(tǒng)的粗定位，微驅(qū)動(dòng)器完成高精度、高靈敏度的定位作業(yè)。目前該類驅(qū)動(dòng)器研究的活躍點(diǎn)集中在驅(qū)動(dòng)器的靈活使用和柔性鉸鏈的分析設(shè)計(jì)上。由于多向柔性鉸鏈之間有干涉，因此采用整體柔性鉸鏈實(shí)現(xiàn)多自由度驅(qū)動(dòng)較為困難。常見的做法是把不同方向的柔性鉸鏈模塊采用不同方式組合起來(lái)。

蠕動(dòng)式[11-23]動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式因仿照生物界爬行動(dòng)物運(yùn)動(dòng)原理而得名，它是將壓經(jīng)過(guò)某種方式轉(zhuǎn)換后，形成連續(xù)的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的精密位移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的差別在于：通過(guò)箝位裝置的使用，使得機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)大行圖 1-4 為美國(guó) Connecticut 大學(xué)研制的單自由度步進(jìn)式直線馬達(dá)電致動(dòng)器用于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，前后 2 個(gè)壓電致動(dòng)器用于箝位。其蠕：①首先使左箝位件松開，而右箝位件此時(shí)伸長(zhǎng)夾緊；②驅(qū)動(dòng)向伸長(zhǎng)，帶動(dòng)左邊箝位裝置左進(jìn)一步；③使左箝位件收縮松開伸長(zhǎng)夾緊；④使壓電致動(dòng)器沿軸向收縮；⑤再使右箝位件伸長(zhǎng)始狀態(tài)。循環(huán)步驟①～步驟⑤的操作，即可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的直線步運(yùn)動(dòng)可通過(guò)改變軸向壓電致動(dòng)器，以及左右的箝位夾緊用壓電作控制順序?qū)崿F(xiàn)。該蠕動(dòng)式驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)是采用整體柔鉸形式剛度和輸出推力增大，剛度 90N/μm，輸出推力 200N，定位精度 100μm/s。

第一章 緒 論式[24-33]理主要是利用摩擦力與本體慣性的綜合作用，帶動(dòng)慣性質(zhì)量塊產(chǎn)生反向慣性沖擊力，克服有構(gòu)造簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，高精度，大行程目基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了以壓電雙晶片和慣性塊作為動(dòng)面之間的正壓力，使摩擦力變化而形成定向運(yùn)細(xì)內(nèi)容將在第三章中介紹。圖 1-5 為慣性驅(qū)動(dòng)擊式驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)毛細(xì)管探針，用來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞驅(qū)動(dòng)器的作用下，毛細(xì)管探針在很短時(shí)間內(nèi)大的沖擊力，從而使毛細(xì)管探針迅速穿透細(xì)質(zhì)的功能。
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 楊寶巖;非對(duì)稱夾持式壓電慣性沖擊旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的研究[D];吉林大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2880609