正压力变化式惯性压电驱动机构研究

发布时间：2020-11-12 10:02

　　 在分析了目前惯性式压电驱动器研究现状的基础上,提出以压电双晶片振子作为动力元件,通过控制移动机构和支撑面之间的正压力,使摩擦力有序变化而形成定向运动的新型压电驱动方式。基于这种方式,设计了直线型压电驱动机构和旋转型压电驱动机构。具体研究内容如下: 1.通过对压电材料的特性分析,说明了可以采用压电双晶片作为实现惯性冲击的基本元件。 2.论述了利用压电双晶片振子构造的正压力变化式惯性压电驱动机构的结构形式及驱动机理,分析了机构的运动特性。 3.通过有限元软件分析了振子结构参数变化对振子端部静态变形量和固有频率的影响;以理论建模和实验测试两种分析方式,对所选取的压电双晶片振子进行了静态特性和动态特性分析。 4.通过试验测试,选择适合压电驱动机构工作的驱动电源信号;分析了驱动电源电压、工作频率以及载荷对机构的速度和步长的影响规律,提出了控制方法。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH112
【部分图文】：

常采用此种方式来构造压电型多自由度微动工作台，一端固定，另一端通过柔性铰链将压电陶瓷的变形放大，选择合适的机械结构，可得到多维的位移输出。如图1-3所示。这种形式，结构紧凑、连续进给、力大、精度高，易于控制，但是行程小，定位精度受迟滞、非线性影响。直动式驱动器行程一般在几十微米以内，在实际使用中往往是宏微结合的方式，宏动机构完成系统的粗定位，微驱动器完成高精度、高灵敏度的定位作业。目前该类驱动器研究的活跃点集中在驱动器的灵活使用和柔性铰链的分析设计上。由于多向柔性铰链之间有干涉，因此采用整体柔性铰链实现多自由度驱动较为困难。常见的做法是把不同方向的柔性铰链模块采用不同方式组合起来。

蠕动式[11-23]动驱动方式因仿照生物界爬行动物运动原理而得名，它是将压经过某种方式转换后，形成连续的步进运动的精密位移驱动机构的差别在于：通过箝位装置的使用，使得机构能够实现大行图 1-4 为美国 Connecticut 大学研制的单自由度步进式直线马达电致动器用于进给驱动，前后 2 个压电致动器用于箝位。其蠕：①首先使左箝位件松开，而右箝位件此时伸长夹紧；②驱动向伸长，带动左边箝位装置左进一步；③使左箝位件收缩松开伸长夹紧；④使压电致动器沿轴向收缩；⑤再使右箝位件伸长始状态。循环步骤①～步骤⑤的操作，即可实现驱动器的直线步运动可通过改变轴向压电致动器，以及左右的箝位夹紧用压电作控制顺序实现。该蠕动式驱动器的特点是采用整体柔铰形式刚度和输出推力增大，刚度 90N/μm，输出推力 200N，定位精度 100μm/s。

第一章 绪 论式[24-33]理主要是利用摩擦力与本体惯性的综合作用，带动惯性质量块产生反向惯性冲击力，克服有构造简单，容易实现，高精度，大行程目基础，设计了以压电双晶片和惯性块作为动面之间的正压力，使摩擦力变化而形成定向运细内容将在第三章中介绍。图 1-5 为惯性驱动击式驱动器驱动毛细管探针，用来实现细胞驱动器的作用下，毛细管探针在很短时间内大的冲击力，从而使毛细管探针迅速穿透细质的功能。
【引证文献】

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1 杨宝岩;非对称夹持式压电惯性冲击旋转驱动器的研究[D];吉林大学;2007年

本文编号：2880609