压电驱动流体柔性盲文点显装置的设计与实验研究
发布时间：2024-10-05 04:27
盲文点显器是一款专供盲人摸读盲文信息的机电一体化产品。自二十世纪初英国学者首创盲文阅读装置以来,盲文点显器的点显驱动技术及整体合成技术都得到了迅猛发展,也成了盲文可刷新显示领域的热门研究。点显驱动装置是盲文点显器的核心部件之一,也是整个装置的动力所在。点显驱动装置与控制器的融合,构成了盲文点显器的主体。为满足盲人方便携带及阅读使用盲文点显器,要求盲文点显器具有体积小、重量轻、方便携带、形变精度高、刷新速度快、响应灵敏、显示稳定、功率消耗小、不产生过多热量等使用特性,这也增加了盲文点显器的技术复杂性。结合国家自然科学基金项目“压电驱动气体柔性驱动器理论设计与关键技术研究(51705031)”和吉林省科技厅优秀青年人才基金项目“压电驱动式柔性驱动器设计理论与性能研究(20190103050JH)”研究工作的开展,本文提出了一种采用双压电晶片“十”字矩形压电振子为驱动力源,利用流体位移放大驱动柔性薄膜实现柔性显示的压电驱动流体柔性盲文点显装置,系统探位究了压电驱动流体柔性盲文点显装置(以下简称“压电柔性点显装置”)的相关理论,并设计了对应的结构形式,进行了相关的动力学分析、仿真分析以及实验研究...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 盲文组成
1.3 盲文点显器的国内外发展现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 论文的主要研究内容
第2章 压电振子理论分析与实验测试
2.1 压电振子的组成
2.1.1 振动模式的选择
2.1.2 金属基板的选用
2.2 压电振子结构、支撑方式的选择
2.2.1 压电振子结构
2.2.2 压电振子支撑方式
2.3 压电振子振动分析与测试
2.3.1 压电振子理论分析
2.3.2 ANSYS有限元仿真分析
2.3.3 压电振子实验测试
2.4 本章小结
第3章 压电柔性点显装置的结构理论分析与测试
3.1 压电柔性点显装置的总体结构设计
3.1.1 压电柔性点显装置总体结构
3.1.2 压电柔性点显装置结构组成及工作原理
3.2 柔性薄膜材料的选择
3.2.1 材料的选取
3.2.2 柔性薄膜弹性力分析
3.3 弹性机构设计
3.3.1 弹性支撑片模型设计
3.3.2 隔膜片结构设计
3.4 底座支架的设计
3.5 橡胶底脚的选取与弹性力分析
3.5.1 橡胶底脚的选取
3.5.2 弹性力分析
3.6 流体腔的结构设计
3.6.1 流体腔高度设计
3.6.2 流体腔直径设计
3.7 触摸板中心触点孔设计
3.8 传振杆的设计
3.9 本章小结
第4章 系统动力学分析
4.1 凸显柔性薄膜振动模型
4.2 激振装置理论分析
4.2.1 压电柔性点显装置激振系统的结构设计
4.2.2 压电柔性点显装置激振系统动力学分析
4.3 整机的系统动力学模型
4.4 柔性薄膜形成字符凸点大挠度分析
4.4.1 凸显柔性薄膜大挠度形变方程推导
4.4.2 凸显柔性薄膜大挠度形变方程求解
4.5 本章小结
第5章 压电柔性点显装置实验研究
5.1 实验装置
5.2 流体腔结构参数对系统输出能力的影响
5.2.1 流体腔直径对系统输出能力的影响
5.2.2 流体腔高度对系统输出能力的影响
5.3 触点孔尺寸结构对压电柔性点显装置的影响
5.3.1 触点孔直径对点显效果的影响
5.3.2 触点孔形状对点显效果的影响
5.4 配重块对系统显示的影响
5.4.1 激振单元谐振频率测试
5.4.2 振动位移的测量
5.5 压电振子尺寸因素对压电柔性点显装置性能的影响
5.5.1 悬臂长度对压电柔性点显装置性能的影响
5.5.2 悬臂宽度对压电柔性点显装置性能的影响
5.6 振子结构及驱动信号对系统的影响
5.6.1 驱动电压对系统的影响
5.6.2 驱动频率对系统的影响
5.7 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果
本文编号：4007537
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 盲文组成
1.3 盲文点显器的国内外发展现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 论文的主要研究内容
第2章 压电振子理论分析与实验测试
2.1 压电振子的组成
2.1.1 振动模式的选择
2.1.2 金属基板的选用
2.2 压电振子结构、支撑方式的选择
2.2.1 压电振子结构
2.2.2 压电振子支撑方式
2.3 压电振子振动分析与测试
2.3.1 压电振子理论分析
2.3.2 ANSYS有限元仿真分析
2.3.3 压电振子实验测试
2.4 本章小结
第3章 压电柔性点显装置的结构理论分析与测试
3.1 压电柔性点显装置的总体结构设计
3.1.1 压电柔性点显装置总体结构
3.1.2 压电柔性点显装置结构组成及工作原理
3.2 柔性薄膜材料的选择
3.2.1 材料的选取
3.2.2 柔性薄膜弹性力分析
3.3 弹性机构设计
3.3.1 弹性支撑片模型设计
3.3.2 隔膜片结构设计
3.4 底座支架的设计
3.5 橡胶底脚的选取与弹性力分析
3.5.1 橡胶底脚的选取
3.5.2 弹性力分析
3.6 流体腔的结构设计
3.6.1 流体腔高度设计
3.6.2 流体腔直径设计
3.7 触摸板中心触点孔设计
3.8 传振杆的设计
3.9 本章小结
第4章 系统动力学分析
4.1 凸显柔性薄膜振动模型
4.2 激振装置理论分析
4.2.1 压电柔性点显装置激振系统的结构设计
4.2.2 压电柔性点显装置激振系统动力学分析
4.3 整机的系统动力学模型
4.4 柔性薄膜形成字符凸点大挠度分析
4.4.1 凸显柔性薄膜大挠度形变方程推导
4.4.2 凸显柔性薄膜大挠度形变方程求解
4.5 本章小结
第5章 压电柔性点显装置实验研究
5.1 实验装置
5.2 流体腔结构参数对系统输出能力的影响
5.2.1 流体腔直径对系统输出能力的影响
5.2.2 流体腔高度对系统输出能力的影响
5.3 触点孔尺寸结构对压电柔性点显装置的影响
5.3.1 触点孔直径对点显效果的影响
5.3.2 触点孔形状对点显效果的影响
5.4 配重块对系统显示的影响
5.4.1 激振单元谐振频率测试
5.4.2 振动位移的测量
5.5 压电振子尺寸因素对压电柔性点显装置性能的影响
5.5.1 悬臂长度对压电柔性点显装置性能的影响
5.5.2 悬臂宽度对压电柔性点显装置性能的影响
5.6 振子结构及驱动信号对系统的影响
5.6.1 驱动电压对系统的影响
5.6.2 驱动频率对系统的影响
5.7 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果
本文编号：4007537
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