壓電驅(qū)動(dòng)器是一種利用壓電材料逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的新型驅(qū)動(dòng)器,具有高定位精度、高響應(yīng)速度、無(wú)電磁干擾、低速大轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)行波型和駐波型壓電驅(qū)動(dòng)器而言,模態(tài)復(fù)合型壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)限制因素少、設(shè)計(jì)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(dòng)器的構(gòu)型設(shè)計(jì)、振動(dòng)特性分析和運(yùn)動(dòng)控制的研究對(duì)于壓電驅(qū)動(dòng)器的理論完善和應(yīng)用拓展具有重要意義。本文首先對(duì)多梁縱振復(fù)合型直線壓電驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)型進(jìn)行了設(shè)計(jì)�；诩庸ぱb配工藝性的要求,設(shè)計(jì)并分析了不同構(gòu)型的優(yōu)缺點(diǎn)。壓電驅(qū)動(dòng)器采用工字型構(gòu)型,由兩個(gè)水平梁和一個(gè)豎直梁組成,驅(qū)動(dòng)足設(shè)置在水平梁變幅桿的末端。對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器的復(fù)合模態(tài)進(jìn)行了分析,復(fù)合模態(tài)由水平梁主動(dòng)激勵(lì)的縱振模態(tài)、豎直梁主動(dòng)激勵(lì)的縱振模態(tài)和非對(duì)稱邊界條件下水平梁耦合激勵(lì)的彎振模態(tài)組成。規(guī)劃了高頻諧振和高頻步進(jìn)兩種激勵(lì)模式,可分別實(shí)現(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器的快速驅(qū)動(dòng)和精密驅(qū)動(dòng),并進(jìn)行了響應(yīng)的致動(dòng)原理分析。建立了壓電驅(qū)動(dòng)器的有限元參數(shù)化模型,進(jìn)行了壓電驅(qū)動(dòng)器振動(dòng)特性的仿真分析。針對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)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(duì)比分析了模態(tài)的特征頻率和振型,通過(guò)結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整最終實(shí)現(xiàn)了模態(tài)頻率的簡(jiǎn)并。... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Kurosawa設(shè)計(jì)的V型壓電驅(qū)動(dòng)器[30]

圖 1-2 Yun 設(shè)計(jì)的共振型壓電驅(qū)動(dòng)器器相對(duì)國(guó)外起步較晚，但是在壓電驅(qū)動(dòng)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(dòng)器方多種不同構(gòu)型和工作原理的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，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(qiáng)博士設(shè)計(jì)出一種蛙型直線種壓電驅(qū)動(dòng)器中間安裝有縱振壓電陶瓷，兩鉸鏈的設(shè)計(jì)不僅放大了輸出的位移，還解決壓電驅(qū)動(dòng)器僅僅利用了一階縱振模態(tài)就實(shí)現(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器構(gòu)型和柔性鉸鏈的融合設(shè)計(jì)，極，同時(shí)減少了加工裝配對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)效

圖 1-2 Yun 設(shè)計(jì)的共振型壓電驅(qū)動(dòng)器國(guó)內(nèi)壓電驅(qū)動(dòng)器相對(duì)國(guó)外起步較晚，但是在壓電驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)樣機(jī)，在壓電驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)型設(shè)計(jì)、致動(dòng)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(qiáng)博士設(shè)計(jì)出一種蛙型直線壓電驅(qū)動(dòng)器[31]。如圖 1-3 所示，這種壓電驅(qū)動(dòng)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(jì)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(wèn)題。該壓電驅(qū)動(dòng)器僅僅利用了一階縱振模態(tài)就實(shí)現(xiàn)了直線型的驅(qū)動(dòng)效果。通過(guò)傳統(tǒng)壓電驅(qū)動(dòng)器構(gòu)型和柔性鉸鏈的融合設(shè)計(jì)，極大降低了壓電驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)難度，同時(shí)減少了加工裝配對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)效果的影響。


本文編號(hào)：3234145