本文首次提出通過機(jī)械方式控制壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)和支撐面之間摩擦力的有序變化，形成有規(guī)律運(yùn)動的摩擦力變化式壓電慣性驅(qū)動裝置的研究方案。控制摩擦力變化的方式有兩種：其一是通過改變運(yùn)動時壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)與接觸面之間的正壓力，控制摩擦力的變化；其二是通過改變壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)與支撐面之間的摩擦系數(shù)，控制摩擦力的變化。形成運(yùn)動的機(jī)理符合摩擦學(xué)的基本定律，且和目前利用鋸齒波電信號控制的壓電慣性驅(qū)動機(jī)構(gòu)具有本質(zhì)的區(qū)別。研究工作內(nèi)容涉及壓電學(xué)、機(jī)械學(xué)、電學(xué)、振動分析、摩擦學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)等多方面知識，屬于多學(xué)科知識綜合運(yùn)用的研究項(xiàng)目。 建立壓電元件的有限元模型，分析振動模態(tài)并測試動態(tài)響應(yīng)。對接觸表面進(jìn)行了摩擦學(xué)分析，利用Simulink仿真分析了簡單機(jī)械系統(tǒng)摩擦狀態(tài)的動態(tài)響應(yīng)特性。對摩擦力變化式壓電慣性驅(qū)動機(jī)構(gòu)，建立了動力學(xué)模型并利用Matlab進(jìn)行了仿真分析，系統(tǒng)研究了驅(qū)動機(jī)構(gòu)的靜、動態(tài)特性，對“驅(qū)動足”與支撐表面的相互作用進(jìn)行了分析，為試驗(yàn)研究奠定了理論基礎(chǔ)。 基于正壓力變化式壓電慣性驅(qū)動機(jī)理，設(shè)計、研制了3種不同結(jié)構(gòu)形式的直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)及2種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)；基于摩擦系數(shù)變化式壓電慣性驅(qū)動機(jī)理，設(shè)計、研制... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

直接驅(qū)動式旅l七微定位裝置

連接式壓電振子輸入端(a)微定位裝置結(jié)構(gòu)(b)機(jī)構(gòu)設(shè)計參數(shù)圖1一3直接驅(qū)動式旅l七微定位裝置1.2.3壓電步進(jìn)驅(qū)動器壓電步進(jìn)驅(qū)動器的歷史可以追溯到Burleigh公司在1975年申請了第一個壓電陶瓷馬達(dá)(驅(qū)動器)的美國專利125]，這種線性步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動機(jī)理是根據(jù)仿生尺峻蟲的運(yùn)動形態(tài)獲得，因此被稱之為微尺蟆。這種馬達(dá)最少使用三組壓電元件，連接成“工”字形狀，前后兩組作為箱位用，中間一組通過伸縮產(chǎn)生位移，如圖1一4所示。運(yùn)動時采用“箱位一驅(qū)動一箱位”的方式運(yùn)動，故這種運(yùn)動方式又被稱為蠕動式126，271壓電步進(jìn)式驅(qū)動器根據(jù)箱位用疊堆安裝位置的不同，可以分為內(nèi)箱位式和外箱位式;根據(jù)驅(qū)動用疊堆安裝位置的不同

占林人學(xué)博!學(xué)位論文壓電微位移驅(qū)動器!34】。近年來美國Bl公司，為解決壓電陶瓷器件移動范圍窄的問題，研制元件組成的尺蝮機(jī)構(gòu)，它具用很高的分辨率(0.0取m)，移動范圍25m度為0.01mm/s~0.smm/s[35]。2000年日本電子通信大學(xué)研制了一種萬能微機(jī)器人國，該機(jī)構(gòu)由四和兩個電磁塊組成。機(jī)構(gòu)尺寸為32mmx32~x15mm，每兩個驅(qū)動足對壓電疊堆相連，通過一個驅(qū)動足上的獨(dú)特的鉸鏈機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)XY平、定點(diǎn)轉(zhuǎn)動、曲線運(yùn)動的多向運(yùn)動。2001年哈工大機(jī)器人研究所孫立寧教授等研制了用于光學(xué)鏡面微調(diào)度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器。行程5“，步進(jìn)角0.01“，分辨率0.02”，最大步速5步2005年韓國電子技術(shù)研究所精密機(jī)械研究中心研制的一種新的帶有進(jìn)式驅(qū)動器的原理及樣機(jī)如圖1一5。分辨率50nm，最大速度10.2~10N，最大行程100nlm【381。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于壓電驅(qū)動的精密步進(jìn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)[J]. 趙宏偉,吳博達(dá),程光明,劉國嵩,張宏壯,楊志剛.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2006(10)
[2]壓電驅(qū)動器性能的有限元分析[J]. 朱建國,駱英.  壓電與聲光. 2006(01)
[3]壓電雙晶片型二維慣性沖擊式精密驅(qū)動器[J]. 張宏壯,程光明,趙宏偉,曾平,楊志剛.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2006(01)
[4]壓電陶瓷的諧振特性研究[J]. 向毅,王亞軍,任曉東,何焰藍(lán).  中國科技信息. 2006(02)
[5]壓電雙晶片型慣性沖擊式旋轉(zhuǎn)精密驅(qū)動器研究[J]. 張宏壯,曾平,華順明,程光明,楊志剛.  光學(xué)精密工程. 2005(03)
[6]一種基于LabVIEW的PID控制器設(shè)計的方法[J]. 金志強(qiáng),包啟亮.  微計算機(jī)信息. 2005(06)
[7]現(xiàn)代超精密加工技術(shù)的概況及應(yīng)用[J]. 周志斌,肖沙里,周宴,汪科.  現(xiàn)代制造工程. 2005(01)
[8]宏/微雙重驅(qū)動機(jī)器人系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 孫立寧,董為,杜志江.  中國機(jī)械工程. 2005(01)
[9]壓電陶瓷線性位移步進(jìn)馬達(dá)研究[J]. 段智勇,王慶康.  電子機(jī)械工程. 2004(03)
[10]壓電型慣性微驅(qū)動器研究[J]. 盧秋紅,高志軍,顏國正,顏德田.  壓電與聲光. 2004(02)

博士論文
[1]壓電型直動式電液伺服閥的基本理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 沈傳亮.吉林大學(xué) 2006



本文編號：3221075