壓電尺蠖精密驅(qū)動器是基于尺蠖原理實現(xiàn)雙向、大行程、高精度直線運動的精密驅(qū)動器。針對壓電尺蠖驅(qū)動器存在的主要問題,本文重點針對尺蠖驅(qū)動器關(guān)鍵元件柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)而深入的研究,提出了一種新型行走型尺蠖驅(qū)動器。本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:對各類尺蠖驅(qū)動器的工作原理、運動方式等進(jìn)行了系統(tǒng)地分析和研究,針對傳統(tǒng)行走型尺蠖驅(qū)動器加工要求高、調(diào)整配合困難的缺點,提出了利用兩根平行軸作為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的新型行走型尺蠖驅(qū)動器。該構(gòu)型的特點便于采用調(diào)整機(jī)構(gòu)對壓電疊堆預(yù)緊及箝位摩擦面間隙進(jìn)行調(diào)整,降低了加工要求,提高了系統(tǒng)可靠性。對該尺蠖驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)原理方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析,同時對驅(qū)動器的導(dǎo)向軸、銅套和預(yù)緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行了具體設(shè)計與分析,本文還分析了壓電疊堆與柔性機(jī)構(gòu)的耦合特性。對尺蠖驅(qū)動器的關(guān)鍵元件柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析研究,探討了柔性鉸鏈的精度特性�；谟邢拊椒ń⒘藛吻锌谌嵝糟q鏈旋轉(zhuǎn)剛度模型。提出利用橋式柔性機(jī)構(gòu)作為尺蠖驅(qū)動器中間驅(qū)動機(jī)構(gòu)與箝位機(jī)構(gòu)的耦合柔性機(jī)構(gòu),對橋式耦合柔性機(jī)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的理論分析,研究了柔性鉸鏈寄生剛度及旋轉(zhuǎn)剛度精度對該類柔性機(jī)構(gòu)靜力學(xué)模型的影響,并建立了高精度的剛度和應(yīng)力模型,... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

壓電慣性驅(qū)動器原理圖

尺蠖驅(qū)動器是模仿自然界中尺蠖的運動原理而得名，以壓電元件為件，將壓電元件的微小位移利用尺蠖原理累積成步進(jìn)連續(xù)的精密位。典型的尺蠖驅(qū)動器主要包括 4 部分：2 個箝位機(jī)構(gòu)(A 和 C)、1 個動機(jī)構(gòu)(B)及平行導(dǎo)軌。2 個箝位機(jī)構(gòu)與中間驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成動子一，箝位過程和驅(qū)動過程均在動子上實現(xiàn)，其工作原理如圖 1-2 所示，動器箝位機(jī)構(gòu)與中間驅(qū)動機(jī)構(gòu) 3 個單元機(jī)構(gòu)通過時序動作完成直線運個工作循環(huán)。具體運動情況如下所述：(1) 箝位機(jī)構(gòu) A 通電夾緊導(dǎo)軌，中間驅(qū)動機(jī)構(gòu) B 與箝位機(jī)構(gòu) C，即驅(qū)動機(jī)構(gòu) B 未伸長且箝位機(jī)構(gòu) C 未夾緊；(2) 箝位機(jī)構(gòu) A 保持通電，驅(qū)動機(jī)構(gòu) B 通電伸長；(3) 箝位機(jī)構(gòu) A 與驅(qū)動機(jī)構(gòu) B 保持通電，箝位機(jī)構(gòu) C 通電夾緊導(dǎo)(4) 箝位機(jī)構(gòu) A 斷電放松，箝位機(jī)構(gòu) C 與驅(qū)動機(jī)構(gòu) B 保持通電；(5) 驅(qū)動機(jī)構(gòu) B 斷電收縮，箝位機(jī)構(gòu) C 保持通電；(6) 箝位機(jī)構(gòu) A 通電夾緊導(dǎo)軌，從而實現(xiàn)驅(qū)動器向前運動一步，實工作循環(huán)。

- 10 -1-3 推動型尺蠖驅(qū)動器運動原理圖(箝位機(jī)構(gòu)固定chanism of pusher type inchworm actuator (clamp 構(gòu)固定的推拉型尺蠖驅(qū)動器運動原理如圖：第一步，箝位機(jī)構(gòu) A 通電夾緊動子；第子及箝位機(jī)構(gòu) A 向左移動，同時推動箝位機(jī)構(gòu) C 通電夾緊動子；第四步，箝位機(jī)動機(jī)構(gòu) B 斷電，拉動箝位機(jī)構(gòu) A 回縮到初動子回縮到初始長度，此時動子再次向左夾緊動子；第七步，箝位機(jī)構(gòu) C 斷電松開狀態(tài)，完成一個循環(huán)�？梢娫谝粋�運動周期動。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高速大推力直線型超聲電機(jī)的設(shè)計與實驗研究[J]. 李玉寶,時運來,趙淳生,黃衛(wèi)清.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2008(33)
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[4]微型管道機(jī)器人鈸形壓電復(fù)合驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化[J]. 郭彤,李江雄,柯映林.  中國機(jī)械工程. 2005(18)
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博士論文
[1]微小管道機(jī)器人用慣性式壓電執(zhí)行器的研究[D]. 楊志欣.大連理工大學(xué) 2008
[2]尺蠖型壓電驅(qū)動器基礎(chǔ)理論與試驗研究[D]. 趙宏偉.吉林大學(xué) 2006
[3]壓電步進(jìn)二維精密驅(qū)動器理論及實驗研究[D]. 劉國嵩.吉林大學(xué) 2006
[4]壓電步進(jìn)精密驅(qū)動器理論及實驗研究[D]. 劉建芳.吉林大學(xué) 2005
[5]壓電式粘滑精密運動機(jī)構(gòu)驅(qū)動理論與實驗研究[D]. 華順明.吉林大學(xué) 2005

碩士論文
[1]壓電步進(jìn)式直線精密驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)研究[D]. 劉鵬.吉林大學(xué) 2007



本文編號：2963148