超精密加工與測(cè)量、精密光學(xué)工程、生物工程與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、微機(jī)械加工與裝配、航空航天等高尖端領(lǐng)域的迅速發(fā)展對(duì)微納定位系統(tǒng)的性能提出了定位精度高、頻響快、能耗低、重量輕、體積小等特性要求。然而傳統(tǒng)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)器已日漸無法滿足精密驅(qū)動(dòng)定位的需要,具有納米級(jí)定位精度、毫米級(jí)運(yùn)動(dòng)行程的跨尺度納米驅(qū)動(dòng)器逐漸發(fā)展成為納米尺度操作不可或缺的關(guān)鍵裝置。其中基于生物仿生技術(shù)的壓電式尺蠖驅(qū)動(dòng)器兼顧了大行程與高分辨率的特點(diǎn),可以滿足許多微納工程領(lǐng)域?qū)Ω呔取⒋筝敵隽�、大行程的要求。然而現(xiàn)有壓電式尺蠖驅(qū)動(dòng)器普遍存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與時(shí)序電路復(fù)雜等問題,這對(duì)驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化以及驅(qū)動(dòng)速度的提升提出了一系列挑戰(zhàn)。此外,針對(duì)尺蠖驅(qū)動(dòng)器的理論研究還僅停留在柔性機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化上,對(duì)其主要輸出性能如承載能力與步長(zhǎng)的建模仍有待完善。針對(duì)上述問題與挑戰(zhàn),本文基于傳統(tǒng)柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了互補(bǔ)型尺蠖驅(qū)動(dòng)器,并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真,理論建模與分析,性能測(cè)試與探究。主要研究?jī)?nèi)容如下:為簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與時(shí)序電路,設(shè)計(jì)了雙通道信號(hào)驅(qū)動(dòng)的互補(bǔ)型尺蠖驅(qū)動(dòng)器,降低了驅(qū)動(dòng)器的裝配難度。通過將柔性機(jī)構(gòu)的輸出位移與寄生位移分別用于驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)與箝位,有效實(shí)現(xiàn)了新型... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 仿生尺蠖驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 壓電式尺蠖驅(qū)動(dòng)技術(shù)原理
        1.2.3 壓電式尺蠖驅(qū)動(dòng)器研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)
第2章 互補(bǔ)型尺蠖驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析
    2.1 引言
    2.2 互補(bǔ)型尺蠖驅(qū)動(dòng)器整體結(jié)構(gòu)
    2.3 互補(bǔ)型尺蠖驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)原理
    2.4 互補(bǔ)柔性箝位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.5 尺蠖驅(qū)動(dòng)器的有限元仿真分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 尺蠖驅(qū)動(dòng)器的建模與分析
    3.1 引言
    3.2 柔性機(jī)構(gòu)理論建模與分析
        3.2.1 橋式機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)建模
        3.2.2 杠桿機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)建模
        3.2.3 柔性機(jī)構(gòu)有限元分析與驗(yàn)證
    3.3 箝位預(yù)緊位移建模與分析
    3.4 箝位力建模
    3.5 驅(qū)動(dòng)器步長(zhǎng)建模
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于時(shí)序信號(hào)的變步長(zhǎng)與變承載力建模
    4.1 引言
    4.2 基于時(shí)序信號(hào)的變步長(zhǎng)與變承載力原理分析
        4.2.1 輸入信號(hào)分析
        4.2.2 變步長(zhǎng)與變承載力原理分析
    4.3 基于時(shí)序信號(hào)的變步長(zhǎng)建模
    4.4 基于時(shí)序信號(hào)的變承載力建模
    4.5 本章小結(jié)
第5章 尺蠖驅(qū)動(dòng)器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和性能測(cè)試
    5.1 引言
    5.2 尺蠖驅(qū)動(dòng)器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    5.3 尺蠖驅(qū)動(dòng)器的基本性能測(cè)試
        5.3.1 箝位機(jī)構(gòu)性能測(cè)試
        5.3.2 電壓輸出特性
        5.3.3 頻率輸出特性
        5.3.4 箝位力與負(fù)載能力輸出特性
    5.4 基于時(shí)序信號(hào)的尺蠖驅(qū)動(dòng)器性能測(cè)試
        5.4.1 變步長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)測(cè)試
        5.4.2 分辨率測(cè)試與比較
        5.4.3 變速驅(qū)動(dòng)測(cè)試
        5.4.4 變箝位力與變負(fù)載能力測(cè)試
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果及獎(jiǎng)勵(lì)
致謝
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]尺蠖式直線微驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)[J]. 胡俊峰,楊展宏.  光學(xué)精密工程. 2018(01)
[2]基于橋式放大機(jī)構(gòu)的柔順微定位平臺(tái)的研究[J]. 杜志元,閆鵬.  機(jī)器人. 2016(02)
[3]深切口橢圓柔性鉸鏈優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 盧倩,黃衛(wèi)清,王寅,孫夢(mèng)馨.  光學(xué)精密工程. 2015(01)
[4]杠桿式尺蠖壓電直線驅(qū)動(dòng)器[J]. 馬立,肖金濤,周莎莎,孫立寧.  光學(xué)精密工程. 2015(01)
[5]面向顯微操作的混合驅(qū)動(dòng)式微小型機(jī)器人的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 張勤,杜啟亮,吳志斌,青山尚之.  機(jī)器人. 2012(06)
[6]行走式尺蠖壓電直線驅(qū)動(dòng)器研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 馬立,周莎莎,王坤.  微電機(jī). 2012(07)
[7]應(yīng)用慣性沖擊原理的非對(duì)稱夾持式壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)[J]. 李曉韜,程光明,楊志剛,馬希里,曾平.  光學(xué)精密工程. 2010(01)
[8]尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器的閉環(huán)控制[J]. 趙宏偉,楊志剛,范尊強(qiáng),張志宇,吳博達(dá),程光明.  光學(xué)精密工程. 2008(09)
[9]大行程納米級(jí)步距壓電電動(dòng)機(jī)[J]. 趙美蓉,溫麗梅,林玉池,張玉祥.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2004(08)

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



本文編號(hào)：3155781