發(fā)布時間：2017-08-08 03:16

  本文關(guān)鍵詞：移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)的研究

  更多相關(guān)文章： 壓電雙晶片 慣性沖擊 非對稱夾持 動態(tài)特性 楔形摩擦足

【摘要】：慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)是一種利用壓電元件產(chǎn)生的慣性沖力來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動或控制的新型壓電裝置。慣性壓電驅(qū)動器具有位移分辨率高、頻率響應(yīng)快、無電磁干擾以及結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在醫(yī)用細(xì)胞操作裝置、掃描隧道顯微鏡、光纖對接、高精度三維工作臺等領(lǐng)域。目前慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動信號常采用非對稱鋸齒波形,控制電路會比較復(fù)雜。本文提出的移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu),利用非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子在對稱波形電信號的激勵作用下,產(chǎn)生往復(fù)方向上的慣性沖擊力大小不同,實(shí)現(xiàn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的定向運(yùn)動。本文的主要研究內(nèi)容如下： 分析壓電材料的基礎(chǔ)特性。理論推導(dǎo)懸臂式壓電雙晶片振子的端部位移方程和慣性沖擊力方程,利用MATLAB軟件仿真分析懸臂式壓電雙晶片振子的夾持長度對其動態(tài)特性影響的規(guī)律,搭建測試平臺并測試懸臂式壓電雙晶片振子的動態(tài)特性,測試不同波形驅(qū)動信號激勵作用下的懸臂式壓電雙晶片振子產(chǎn)生的慣性沖擊力。 對驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動臂的慣性沖擊機(jī)理進(jìn)行分析,建立非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子的動力學(xué)模型,利用MATLAB軟件中的SIMULINK模塊仿真分析非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子的動態(tài)特性,利用有限元仿真軟件ANSYS對非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子的模態(tài)進(jìn)行仿真分析,搭建測試平臺并測試非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子動態(tài)特性。 分析無犁溝作用和具有犁溝作用的移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)的工作原理,對驅(qū)動機(jī)構(gòu)的零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。測試不同楔形角度摩擦足在不同材料導(dǎo)軌上移動的摩擦系數(shù),研制無犁溝作用和具有犁溝作用的移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)樣機(jī)。 針對無犁溝作用和具有犁溝作用兩類移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出特性,建立兩類驅(qū)動機(jī)構(gòu)性能測試的平臺。分別測試兩類驅(qū)動器在不同電壓、不同頻率的方波信號激勵作用下的輸出性能。分別測試兩類驅(qū)動器在不同夾持差下的輸出性能。對兩類樣機(jī)的輸出性能進(jìn)行對比分析。
【關(guān)鍵詞】：壓電雙晶片 慣性沖擊 非對稱夾持 動態(tài)特性 楔形摩擦足
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 直動式壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)11-12
• 1.2.2 步進(jìn)式壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)12-13
• 1.2.3 慣性沖擊式壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)13-17
• 1.3 本文研究主要內(nèi)容17-20
• 第2章 壓電雙晶片振子的振動特性分析20-38
• 2.1 壓電效應(yīng)與壓電材料20-22
• 2.1.1 壓電效應(yīng)20-21
• 2.1.2 壓電材料21-22
• 2.2 壓電陶瓷(PZT)的性能參數(shù)和壓電方程22-24
• 2.2.1 壓電陶瓷(PZT)的性能參數(shù)22-24
• 2.2.2 壓電方程24
• 2.3 壓電雙晶片振子的動態(tài)特性研究24-30
• 2.3.1 壓電雙晶片振子的靜態(tài)端部位移25-27
• 2.3.2 壓電雙晶片振振子的動態(tài)端部位移27-29
• 2.3.3 壓電雙晶片振振子產(chǎn)生的慣性沖擊力29-30
• 2.4 壓電雙晶片振子的動態(tài)特性測試分析30-35
• 2.4.1 壓電雙晶片振子端部位移測試研究31-33
• 2.4.2 壓電雙晶片振子產(chǎn)生的慣性沖擊力測試分析33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-38
• 第3章 移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動臂研究38-52
• 3.1 非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子動態(tài)特性38-41
• 3.1.1 非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子的端部位移39-40
• 3.1.2 非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子的慣性沖擊力40-41
• 3.2 非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子動力學(xué)仿真41-45
• 3.2.1 非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子的動力學(xué)模型41-42
• 3.2.2 仿真分析42-45
• 3.3 非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子模態(tài)的有限元分析45-46
• 3.4 非對稱夾持懸臂式壓電雙晶片振子動態(tài)特性測試46-51
• 3.4.1 測試系統(tǒng)及設(shè)備46-47
• 3.4.2 靜、動態(tài)特性測試47-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)工作原理及設(shè)計52-62
• 4.1 移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)工作原理52-56
• 4.1.1 無犁溝作用移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)的工作原理52-53
• 4.1.2 具有犁溝作用移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)的工作原理53-56
• 4.2 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的零部件設(shè)計56-59
• 4.2.1 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的非對稱夾持裝置的設(shè)計56
• 4.2.2 驅(qū)動機(jī)構(gòu)主體的設(shè)計56-57
• 4.2.3 楔形摩擦足及導(dǎo)軌的設(shè)計57-59
• 4.4 移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)樣機(jī)的研制59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第5章 移動式非對稱慣性壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)分析62-76
• 5.1 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)測試系統(tǒng)62-63
• 5.2 無犁溝作用驅(qū)動機(jī)構(gòu)樣機(jī)性能測試63-66
• 5.2.1 步距與頻率的關(guān)系63-64
• 5.2.2 步距與電壓的關(guān)系64-65
• 5.2.3 夾持差對驅(qū)動機(jī)構(gòu)性能的影響65-66
• 5.3 具有犁溝作用驅(qū)動機(jī)構(gòu)樣機(jī)性能測試66-70
• 5.3.1 步距與頻率的關(guān)系66-68
• 5.3.2 步距與電壓的關(guān)系68-69
• 5.3.3 夾持差對驅(qū)動機(jī)構(gòu)性能的影響69-70
• 5.4 兩類驅(qū)動機(jī)構(gòu)樣機(jī)性能比較70-74
• 5.5 本章小結(jié)74-76
• 第6章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 論文結(jié)論76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-83
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果83-85

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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本文編號：637989