精密驅(qū)動技術(shù)在超精密加工制造、微納操作及微納裝配、微電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和需求。壓電驅(qū)動器作為新型的精密驅(qū)動裝置具有定位精度高、響應(yīng)速度快、體積小和成本低等眾多優(yōu)點,近年來得到了深入研究。步進式壓電驅(qū)動器兼有高步距分辨率和大行程的雙重優(yōu)點,針對傳統(tǒng)步進式壓電驅(qū)動器加工裝配復(fù)雜,且只能實現(xiàn)一維直線運動的不足,本文設(shè)計了一種基于懸臂梁結(jié)構(gòu)壓電振子的兩自由度步進式壓電驅(qū)動器。首先對兩自由度壓電驅(qū)動器的致動原理進行了分析。本壓電驅(qū)動器由兩個縱彎復(fù)合型壓電振子組成,驅(qū)動足位于振子末端,壓電振子的上下彎曲運動用于帶動驅(qū)動足進行上下箝位運動,壓電振子的水平彎曲運動使驅(qū)動足實現(xiàn)一個方向驅(qū)動,壓電振子的縱向伸縮運動則使驅(qū)動足實現(xiàn)另一個方向的驅(qū)動。對驅(qū)動器兩個方向的驅(qū)動過程進行了分析,確定了一個周期內(nèi)兩個驅(qū)動足的動作時序,并由此規(guī)劃了壓電振子的激勵信號時序。將驅(qū)動器等效為懸臂梁,利用壓電方程推導(dǎo)了激勵電壓和驅(qū)動足輸出位移的關(guān)系,并利用卡氏定理計算了壓電振子驅(qū)動足處的剛度。為了研究驅(qū)動器的靜態(tài)、動態(tài)特性,對驅(qū)動器進行有限元仿真分析。根據(jù)驅(qū)動原理確定的基本結(jié)構(gòu),利用ANSYS建立參數(shù)化的有限元模型。分析了... 

【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)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Galutva研制出壓電疊堆驅(qū)動的驅(qū)動器1975年，Burleigh公司申請了一款步進式壓電驅(qū)動器的專利，并將其投

圖 1-2 Toshitaka 設(shè)計的壓電驅(qū)動器國 Zhang B 研制了一種行走式步進壓電驅(qū)動7]，如圖 1-3 所示，由于采用了直接箝位方式輸出能力顯著增強，其最大靜態(tài)輸出力高達圖 1-3 B. Zhang 提出的步進式壓電驅(qū)動器國的 Chen Q 和 Carman G P 利用表面刻蝕技蝕出微齒結(jié)構(gòu)[28]，通過微齒的嚙合來增大箝了負載驅(qū)動能力，最大輸出力可達 500N，但

圖 1-3 B. Zhang 提出的步進式壓電驅(qū)動器國的 Chen Q 和 Carman G P 利用表面刻蝕技蝕出微齒結(jié)構(gòu)[28]，通過微齒的嚙合來增大箝了負載驅(qū)動能力，最大輸出力可達 500N，但國 Burleigh 公司 Henderon D A 通過增加箝箝位的方法提高摩擦力，進而增大輸出力[29對加工和裝配工藝要求較高。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]橋式直接耦合柔性機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法[J]. 張兆成,蘇繼軍,胡泓.  機器人. 2010(01)
[2]仿生型步進式直線驅(qū)動器的研究[J]. 楊宜民,李傳芳,程良倫.  機器人. 1994(01)

博士論文
[1]步進式壓電驅(qū)動基礎(chǔ)理論與試驗研究[D]. 李建平.吉林大學(xué) 2016
[2]基于三角放大箝位的壓電蠕動直線驅(qū)動器研究[D]. 郭文峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]兩自由度精密定位平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動控制[D]. 秦巖丁.天津大學(xué) 2011
[4]新型壓電尺蠖精密驅(qū)動器柔性機構(gòu)分析與實驗研究[D]. 張兆成.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[5]大行程高精度微進給系統(tǒng)的研究[D]. 姜文銳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[6]納米級步進壓電微動臺結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能分析研究[D]. 權(quán)哲浩.天津大學(xué) 2007
[7]壓電步進精密驅(qū)動器理論及實驗研究[D]. 劉建芳.吉林大學(xué) 2005

碩士論文
[1]音圈電機位置伺服控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉麗麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]新型壓電步進直線精密驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的研究[D]. 呂超.吉林大學(xué) 2006



本文編號：2960093