壓電驅(qū)動器是一種利用壓電材料逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化成機械能的新型驅(qū)動器,具有高定位精度、高響應(yīng)速度、無電磁干擾、低速大轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點。相對行波型和駐波型壓電驅(qū)動器而言,模態(tài)復(fù)合型壓電驅(qū)動器結(jié)構(gòu)限制因素少、設(shè)計靈活方便、轉(zhuǎn)矩和推力大。開展模態(tài)復(fù)合型壓電驅(qū)動器的構(gòu)型設(shè)計、振動特性分析和運動控制的研究對于壓電驅(qū)動器的理論完善和應(yīng)用拓展具有重要意義。本文首先對多梁縱振復(fù)合型直線壓電驅(qū)動器的構(gòu)型進行了設(shè)計�；诩庸ぱb配工藝性的要求,設(shè)計并分析了不同構(gòu)型的優(yōu)缺點。壓電驅(qū)動器采用工字型構(gòu)型,由兩個水平梁和一個豎直梁組成,驅(qū)動足設(shè)置在水平梁變幅桿的末端。對壓電驅(qū)動器的復(fù)合模態(tài)進行了分析,復(fù)合模態(tài)由水平梁主動激勵的縱振模態(tài)、豎直梁主動激勵的縱振模態(tài)和非對稱邊界條件下水平梁耦合激勵的彎振模態(tài)組成。規(guī)劃了高頻諧振和高頻步進兩種激勵模式,可分別實現(xiàn)壓電驅(qū)動器的快速驅(qū)動和精密驅(qū)動,并進行了響應(yīng)的致動原理分析。建立了壓電驅(qū)動器的有限元參數(shù)化模型,進行了壓電驅(qū)動器振動特性的仿真分析。針對壓電驅(qū)動器的部分結(jié)構(gòu)參數(shù),繪制了各組成模態(tài)的參數(shù)敏感度曲線,對比分析了模態(tài)的特征頻率和振型,通過結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整最終實現(xiàn)了模態(tài)頻率的簡并。... 

【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)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Kurosawa設(shè)計的V型壓電驅(qū)動器[30]

圖 1-2 Yun 設(shè)計的共振型壓電驅(qū)動器器相對國外起步較晚，但是在壓電驅(qū)動器的濱工業(yè)大學(xué)陳維山教授課題組、南京航空航大學(xué)董蜀湘教授課題組等，在壓電驅(qū)動器方多種不同構(gòu)型和工作原理的實驗樣機，在壓分析和控制方法研究上取得了豐碩的研究成濱工業(yè)大學(xué)張強博士設(shè)計出一種蛙型直線種壓電驅(qū)動器中間安裝有縱振壓電陶瓷，兩鉸鏈的設(shè)計不僅放大了輸出的位移，還解決壓電驅(qū)動器僅僅利用了一階縱振模態(tài)就實現(xiàn)壓電驅(qū)動器構(gòu)型和柔性鉸鏈的融合設(shè)計，極，同時減少了加工裝配對壓電驅(qū)動器驅(qū)動效

圖 1-2 Yun 設(shè)計的共振型壓電驅(qū)動器國內(nèi)壓電驅(qū)動器相對國外起步較晚，但是在壓電驅(qū)動器的研究上也取得快速的發(fā)展。哈爾濱工業(yè)大學(xué)陳維山教授課題組、南京航空航天大學(xué)趙淳生教授課題組、北京大學(xué)董蜀湘教授課題組等，在壓電驅(qū)動器方面做了大量的研究工作，研制了多種不同構(gòu)型和工作原理的實驗樣機，在壓電驅(qū)動器的構(gòu)型設(shè)計、致動原理分析和控制方法研究上取得了豐碩的研究成果。2016 年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)張強博士設(shè)計出一種蛙型直線壓電驅(qū)動器[31]。如圖 1-3 所示，這種壓電驅(qū)動器中間安裝有縱振壓電陶瓷，兩側(cè)為蛙型的柔性鉸鏈。蛙型柔性鉸鏈的設(shè)計不僅放大了輸出的位移，還解決了導(dǎo)軌間隙和平行度的問題。該壓電驅(qū)動器僅僅利用了一階縱振模態(tài)就實現(xiàn)了直線型的驅(qū)動效果。通過傳統(tǒng)壓電驅(qū)動器構(gòu)型和柔性鉸鏈的融合設(shè)計，極大降低了壓電驅(qū)動器的設(shè)計難度，同時減少了加工裝配對壓電驅(qū)動器驅(qū)動效果的影響。


本文編號：3234145