精密驅(qū)動(dòng)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(dòng)器作為新型的精密驅(qū)動(dòng)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(diǎn),近年來得到了深入研究。步進(jìn)式壓電驅(qū)動(dòng)器兼有高步距分辨率和大行程的雙重優(yōu)點(diǎn),針對(duì)傳統(tǒng)步進(jìn)式壓電驅(qū)動(dòng)器加工裝配復(fù)雜,且只能實(shí)現(xiàn)一維直線運(yùn)動(dòng)的不足,本文設(shè)計(jì)了一種基于懸臂梁結(jié)構(gòu)壓電振子的兩自由度步進(jìn)式壓電驅(qū)動(dòng)器。首先對(duì)兩自由度壓電驅(qū)動(dòng)器的致動(dòng)原理進(jìn)行了分析。本壓電驅(qū)動(dòng)器由兩個(gè)縱彎復(fù)合型壓電振子組成,驅(qū)動(dòng)足位于振子末端,壓電振子的上下彎曲運(yùn)動(dòng)用于帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)足進(jìn)行上下箝位運(yùn)動(dòng),壓電振子的水平彎曲運(yùn)動(dòng)使驅(qū)動(dòng)足實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向驅(qū)動(dòng),壓電振子的縱向伸縮運(yùn)動(dòng)則使驅(qū)動(dòng)足實(shí)現(xiàn)另一個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)。對(duì)驅(qū)動(dòng)器兩個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)過程進(jìn)行了分析,確定了一個(gè)周期內(nèi)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)足的動(dòng)作時(shí)序,并由此規(guī)劃了壓電振子的激勵(lì)信號(hào)時(shí)序。將驅(qū)動(dòng)器等效為懸臂梁,利用壓電方程推導(dǎo)了激勵(lì)電壓和驅(qū)動(dòng)足輸出位移的關(guān)系,并利用卡氏定理計(jì)算了壓電振子驅(qū)動(dòng)足處的剛度。為了研究驅(qū)動(dòng)器的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性,對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行有限元仿真分析。根據(jù)驅(qū)動(dòng)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(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Galutva研制出壓電疊堆驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器1975年，Burleigh公司申請(qǐng)了一款步進(jìn)式壓電驅(qū)動(dòng)器的專利，并將其投

圖 1-2 Toshitaka 設(shè)計(jì)的壓電驅(qū)動(dòng)器國(guó) Zhang B 研制了一種行走式步進(jìn)壓電驅(qū)動(dòng)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(qiáng)，其最大靜態(tài)輸出力高達(dá)圖 1-3 B. Zhang 提出的步進(jìn)式壓電驅(qū)動(dòng)器國(guó)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(fù)載驅(qū)動(dòng)能力，最大輸出力可達(dá) 500N，但

圖 1-3 B. Zhang 提出的步進(jìn)式壓電驅(qū)動(dòng)器國(guó)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(fù)載驅(qū)動(dòng)能力，最大輸出力可達(dá) 500N，但國(guó) Burleigh 公司 Henderon D A 通過增加箝箝位的方法提高摩擦力，進(jìn)而增大輸出力[29對(duì)加工和裝配工藝要求較高。

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

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
[2]基于三角放大箝位的壓電蠕動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)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(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)控制[D]. 秦巖丁.天津大學(xué) 2011
[4]新型壓電尺蠖精密驅(qū)動(dòng)器柔性機(jī)構(gòu)分析與實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jí)步進(jìn)壓電微動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能分析研究[D]. 權(quán)哲浩.天津大學(xué) 2007
[7]壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉建芳.吉林大學(xué) 2005

碩士論文
[1]音圈電機(jī)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(jìn)直線精密驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)的研究[D]. 呂超.吉林大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2960093