壓電馬達(dá)是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)制成的一類驅(qū)動(dòng)器的統(tǒng)稱,具有結(jié)構(gòu)緊湊、易于微型化、運(yùn)動(dòng)精度高、自鎖等優(yōu)點(diǎn),在航天航空、醫(yī)療儀器和光學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。作為一種典型的機(jī)電耦合設(shè)備,壓電馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)特性受到質(zhì)量和剛度分布的影響。本論文深入研究這種影響的機(jī)制,首次在壓電馬達(dá)領(lǐng)域提出振動(dòng)質(zhì)量隔離的思想,通過引入振動(dòng)濾波器可控地調(diào)整壓電馬達(dá)的質(zhì)量和剛度分布,以此達(dá)到改善現(xiàn)有壓電馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)特性,提高運(yùn)行效率的目標(biāo)�？紤]到壓電馬達(dá)種類繁多,運(yùn)動(dòng)機(jī)理各不相同,本論文分別針對(duì)多種壓電馬達(dá)展開討論,從理論或?qū)嶒?yàn)角度闡述了基于振動(dòng)濾波器的振動(dòng)質(zhì)量隔離方法的工作機(jī)制,主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:從理論角度闡述了振動(dòng)質(zhì)量隔離方法在駐波型壓電馬達(dá)(簡稱駐波馬達(dá))上的應(yīng)用。傳統(tǒng)的駐波馬達(dá)存在嚴(yán)重的摩擦磨損問題,導(dǎo)致使用壽命短�；谡駝�(dòng)質(zhì)量隔離方法,本論文提出了分離式動(dòng)子結(jié)構(gòu),即將傳統(tǒng)動(dòng)子分為一大一小兩個(gè)部分,二者通過振動(dòng)濾波器連接。小動(dòng)子具有極高的頻響特性,與振子的驅(qū)動(dòng)足接觸期間能夠快速跟隨對(duì)方的運(yùn)動(dòng)而不產(chǎn)生相對(duì)滑移。小動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過振動(dòng)濾波器傳遞給大動(dòng)子,其中包含的高頻諧波分量被有效抑制。因此,大動(dòng)子的質(zhì)量將不會(huì)...

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 壓電馬達(dá)分類及其發(fā)展歷程
        1.2.1 慣性沖擊型壓電馬達(dá)
        1.2.2 尺蠖型壓電馬達(dá)
        1.2.3 駐波型壓電馬達(dá)
        1.2.4 行波型壓電馬達(dá)
        1.2.5 復(fù)合模態(tài)型壓電馬達(dá)
    1.3 壓電馬達(dá)應(yīng)用場景以及發(fā)展趨勢(shì)
        1.3.1 壓電馬達(dá)應(yīng)用場景
        1.3.2 壓電馬達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 本論文研究目的及主要內(nèi)容
第2章 壓電馬達(dá)振動(dòng)理論
    2.1 引言
    2.2 壓電理論
        2.2.1 壓電效應(yīng)
        2.2.2 壓電方程
        2.2.3 壓電陶瓷振動(dòng)模式
    2.3 用于壓電馬達(dá)的機(jī)械振動(dòng)理論
        2.3.1 桿梁形振子的縱振模態(tài)和彎振模態(tài)
        2.3.2 壓電馬達(dá)建模實(shí)例
        2.3.3 復(fù)合梁形振子中性層位置
    2.4 振動(dòng)濾波器基本原理
    2.5 振動(dòng)濾波器應(yīng)用實(shí)例
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于振動(dòng)濾波器的駐波型壓電馬達(dá)
    3.1 引言
    3.2 駐波型壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)原理
        3.2.1 駐波型壓電馬達(dá)運(yùn)動(dòng)過程
        3.2.2 駐波型壓電馬達(dá)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)理
        3.2.3 本論文提出的驅(qū)動(dòng)機(jī)理
    3.3 駐波型壓電馬達(dá)動(dòng)力學(xué)模型分析
        3.3.1 駐波型壓電馬達(dá)動(dòng)力學(xué)模型
        3.3.2 動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 振動(dòng)濾波器用于解決行波型壓電馬達(dá)的諧振點(diǎn)漂移問題
    4.1 引言
    4.2 行波型壓電馬達(dá)工作原理
        4.2.1 振子行波生成原理
        4.2.2 振子表面質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡
    4.3 振動(dòng)質(zhì)量隔離方法以及振子和轉(zhuǎn)子耦合問題
        4.3.1 振子和轉(zhuǎn)子耦合狀態(tài)分析
        4.3.2 振子和轉(zhuǎn)子完全耦合對(duì)行波馬達(dá)啟動(dòng)影響
        4.3.3 振動(dòng)質(zhì)量隔離方法的應(yīng)用
    4.4 振子解析模型與有限元驗(yàn)證
        4.4.1 振子解析模型
        4.4.2 振子解析模型的有限元計(jì)算方法驗(yàn)證
        4.4.3 環(huán)形振子與等效簡支梁
        4.4.4 振動(dòng)質(zhì)量隔離方法
        4.4.5 振動(dòng)質(zhì)量隔離方法理論分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于振動(dòng)濾波器的慣性沖擊型壓電馬達(dá)
    5.1 引言
    5.2 基于振動(dòng)濾波器的慣性沖擊型壓電馬達(dá)工作原理
        5.2.1 結(jié)構(gòu)介紹
        5.2.2 工作過程
    5.3 基于振動(dòng)濾波器的慣性沖擊型壓電馬達(dá)動(dòng)力學(xué)分析
        5.3.1 帶負(fù)載的慣性沖擊型壓電馬達(dá)步距特性
        5.3.2 帶負(fù)載的慣性沖擊型壓電馬達(dá)動(dòng)力學(xué)模型
        5.3.3 帶負(fù)載的慣性沖擊型壓電馬達(dá)動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果
    5.4 基于振動(dòng)濾波器的慣性沖擊型壓電馬達(dá)實(shí)驗(yàn)測(cè)試
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        5.4.2 碳纖維桿彈性對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響
        5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.4.4 誤差誘因分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 基于振動(dòng)濾波器的高精度壓電位移平臺(tái)
    6.1 引言
    6.2 壓電位移平臺(tái)結(jié)構(gòu)和工作原理
        6.2.1 壓電位移平臺(tái)結(jié)構(gòu)
        6.2.2 壓電位移平臺(tái)工作原理
    6.3 壓電位移平臺(tái)實(shí)驗(yàn)測(cè)試
        6.3.1 壓電致動(dòng)器結(jié)構(gòu)介紹
        6.3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)
        6.3.3 柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    6.4 壓電位移平臺(tái)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果
        6.4.1 移動(dòng)臺(tái)階躍響應(yīng)
        6.4.2 移動(dòng)臺(tái)階躍響應(yīng)與驅(qū)動(dòng)電壓的關(guān)系
        6.4.3 移動(dòng)臺(tái)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)特性
        6.4.4 移動(dòng)臺(tái)的納米級(jí)定位特性
    6.5 壓電位移平臺(tái)動(dòng)力學(xué)分析
        6.5.1 移動(dòng)臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型
        6.5.2 動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果
    6.6 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 工作總結(jié)
    7.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3855346