慣性式壓電驅動機構具有壓電機構的結構緊湊,響應特性好,無電磁干擾,易于控制的特點,適用于高分辨率,大行程的工作場合,作為微小機械、精密機械的移動裝置,在國內外受到廣大研究人員的關注。本文提出通過改變驅動機構和接觸面之間的摩擦系數(shù),也就是控制驅動機構和支撐面之間的摩擦力的方法,形成新型慣性沖擊式壓電疊堆驅動機構的研究方案。分析了驅動機構的工作原理,設計、制作了可實現(xiàn)直線運動的慣性壓電驅動機構結構,并作了相關的性能測試;同時為了提高慣性驅動機構的定位精度,設計了一套閉環(huán)反饋定位停止控制系統(tǒng)。主要內容如下:1.分析了壓電驅動基礎理論,對兩種常用的壓電驅動元件的性能特性進行了比較,測試了壓電疊堆的動態(tài)特性,了解了壓電疊堆的性能參數(shù)及影響因素,為新型慣性壓電疊堆驅動機構的的設計提供了理論依據(jù)。2.對常規(guī)和新型慣性驅動機構進行了分析比較。針對新型慣性驅動原理,分析了接觸面摩擦系數(shù)改變的基本原理。通過改變接觸面摩擦系數(shù)的方法設計了一套新型慣性壓電疊堆直線驅動機構。3.對所設計的新型慣性驅動機構作了相關的性能測試,進行了定電壓和頻率的方法,測試了驅動機構在改變接觸足不同角度下的速度曲線;測試了直線驅動... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
提要
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 壓電驅動技術的發(fā)展概況
        1.2.1 壓電驅動器的研究內容及特點
        1.2.2 壓電驅動器的主要應用領域
        1.2.3 壓電驅動器的國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 壓電式精密驅動器的分類及特點
    1.4 本文的研究內容
第二章 壓電材料與壓電驅動基礎理論
    2.1 壓電效應與壓電材料
        2.1.1 壓電效應與逆壓電效應
        2.1.2 壓電性能參數(shù)與壓電方程
        2.1.3 壓電材料的發(fā)展
    2.2 壓電雙晶片和壓電疊堆
    2.3 壓電驅動技術
    2.4 本章小結
第三章 新型慣性驅動機構運動原理及結構設計
    3.1 常規(guī)和新型慣性驅動機構的分析比較
        3.1.1 常規(guī)慣性驅動機構及其運動原理
        3.1.2 新型慣性直線驅動機構的運動原理
    3.2 新型壓電疊堆驅動器的運動條件的分析
        3.2.1 驅動元件的動態(tài)特性分析
        3.2.2 使用對稱電壓波形激勵實現(xiàn)慣性沖擊運動的運動條件分析
        3.2.3 接觸面摩擦系數(shù)的改變
    3.3 新型慣性壓電疊堆直線驅動機構的結構設計及運動分析
    3.4 本章小結
第四章 新型慣性驅動機構的試驗研究
    4.1 新型慣性直線驅動機構的參數(shù)
    4.2 驅動電壓信號的選取
    4.3 測試系統(tǒng)的組成及測試方法
    4.4 方波電壓驅動時的機構性能測試
    4.5 本章小節(jié)
第五章 基于LABVIEW 的驅動機構的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的研究
    5.1 LABVIEW 虛擬儀器
    5.2 三種閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)
        5.2.1 使用GPIB 卡的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)
        5.2.2 使用模擬卡的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)
        5.2.3 使用NI 數(shù)據(jù)采集卡的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)
        5.2.4 三種閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的比較與選擇
    5.3 閉環(huán)反饋定位停止控制系統(tǒng)
    5.4 定位停止控制系統(tǒng)實驗分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 論文總結
    6.2 研究展望
參考文獻
摘要
ABSTRACT
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]微型管道機器人鈸形壓電復合驅動器的結構設計及優(yōu)化[J]. 郭彤,李江雄,柯映林.  中國機械工程. 2005(18)
[2]壓電直線驅動器[J]. 左建勇,顏國正,高志軍,盧秋紅.  壓電與聲光. 2005(03)
[3]壓電型精密位移驅動器的研究進展[J]. 華順明,程光明,闞君武,楊志剛.  壓電與聲光. 2004(03)
[4]壓電驅動與控制技術的發(fā)展與應用[J]. 吳博達,鄂世舉,楊志剛,程光明.  機械工程學報. 2003(10)
[5]管內移動微型機器人研究與發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 孫立寧,劉品寬,吳善強,劉濤.  光學精密工程. 2003(04)
[6]壓電式移動機構的研究[J]. 程光明,楊志剛,曾平,陳西平,鈴木勝義.  壓電與聲光. 2003(02)
[7]慣性式壓電陶瓷驅動器的研究[J]. 劉華,顏國正,丁國清.  壓電與聲光. 2001(04)
[8]基于慣性-摩擦原理的PZT驅動四自由度微驅動器的研究[J]. 遲冬祥,顏國正,丁國清.  光學精密工程. 2001(02)
[9]蠕動式X-Y-θ微動工作臺的設計實現(xiàn)[J]. 吳鷹飛,李勇,周兆英,劉欽彥.  中國機械工程. 2001(03)
[10]典型柔性鉸鏈的結構參數(shù)對其剛度性能影響的研究[J]. 王紀武,陳懇,李嘉.  機器人. 2001(01)

博士論文
[1]雙指微動操作器開發(fā)與研究[D]. 劉德忠.北京工業(yè)大學 2002



本文編號：3590859