微/納米精密位移平臺(tái)廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)療、材料化學(xué)、物理電子等領(lǐng)域微小物體的操作、搬運(yùn)、測(cè)量等任務(wù),這些應(yīng)用要求多自由度的協(xié)同運(yùn)動(dòng),且具有納米級(jí)的位移分辨率和毫米級(jí)的運(yùn)動(dòng)行程。壓電沖擊驅(qū)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)微納操控技術(shù)的典型驅(qū)動(dòng)方式,具有結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、分辨率高、易于集成等優(yōu)點(diǎn),在跨尺度精密定位領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。多自由度壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以通過將多個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)串聯(lián)或并聯(lián)疊加,實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。相較于串聯(lián)形式,并聯(lián)形式具有更為緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),更適合于STM、AFM等顯微系統(tǒng)等狹小空間的定位操作需求。本文提出了一種二維并聯(lián)壓電沖擊驅(qū)動(dòng)平臺(tái),通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真、動(dòng)力學(xué)建模和仿真以及樣機(jī)制作和實(shí)驗(yàn)測(cè)試,分析二維并聯(lián)直線驅(qū)動(dòng)與運(yùn)動(dòng)特性。主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括:(1)設(shè)計(jì)二維并聯(lián)壓電沖擊驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電路,建立有限元結(jié)構(gòu)仿真模型并進(jìn)行靜態(tài)和模態(tài)仿真分析,從而優(yōu)化定子結(jié)構(gòu)參數(shù)。(2)構(gòu)建二維并聯(lián)壓電沖擊驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型和矢量化摩擦模型,建立MATLAB/Simulink數(shù)值分析模型并確定動(dòng)力學(xué)模型參量,仿真分析一維、二維沖擊驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性。(3)制作二維并聯(lián)壓電沖擊驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

無位移放大機(jī)構(gòu)的直動(dòng)式壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：（a）示意圖、（b）典型結(jié)構(gòu)

第一章 緒論uen Kuan Yong 等人利用杠桿放大原理，研制了一種壓電驅(qū)動(dòng)納可以實(shí)現(xiàn)亞納米級(jí)的樣品移動(dòng)。加拿大 Q. Yao 等人利用多邊形放款新穎的并聯(lián)壓電驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，如圖 1.2（b）所示，該放大機(jī)構(gòu)由四桿機(jī)構(gòu)和杠桿機(jī)構(gòu)組成，第一級(jí)放大由杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行，第二級(jí)邊形四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其在 XY 方向可實(shí)現(xiàn) 87μm × 87μm 的運(yùn)動(dòng)到 20nm[11]。

圖 1.3 尺蠖式壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理示意圖ig 1.3 Principle diagram of inchworm type piezoelectric drive me的李建平等[14]研究了一種基于尺蠖式的壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)多層定子和柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)，這種馬達(dá)可以實(shí)現(xiàn)高精度電壓為 20V、驅(qū)動(dòng)頻率為 1Hz 時(shí)，轉(zhuǎn)子最小步進(jìn)角為動(dòng)下扭矩達(dá)到 93.1Nmm，在驅(qū)動(dòng)頻率 30Hz 時(shí)轉(zhuǎn)子s。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]步進(jìn)式壓電驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)理論與試驗(yàn)研究[D]. 李建平.吉林大學(xué) 2016
[2]新型壓電尺蠖精密驅(qū)動(dòng)器柔性機(jī)構(gòu)分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張兆成.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]沖擊式壓電馬達(dá)建模仿真與激勵(lì)電路研究[D]. 趙亞慧.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于粘滑驅(qū)動(dòng)原理的跨尺度納米級(jí)定位平臺(tái)研究[D]. 潘鵬.蘇州大學(xué) 2016
[3]慣性壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及磁作用影響研究[D]. 吳祥君.吉林大學(xué) 2009
[4]疊堆驅(qū)動(dòng)二維慣性壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)研究[D]. 王寰斌.吉林大學(xué) 2009
[5]新型慣性壓電疊堆驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及位移精度控制系統(tǒng)[D]. 孫桂林.吉林大學(xué) 2006
[6]新型慣性壓電疊堆驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究[D]. 溫建明.吉林大學(xué) 2006
[7]行波型壓電超聲馬達(dá)的機(jī)理仿真與設(shè)計(jì)制作[D]. 吳業(yè)坤.武漢理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2901773