压电式粘滑精密运动机构驱动理论与实验研究

发布时间：2021-03-30 17:16

　　本文分析了压电型精密运动机构的研究现状,结合国家863 计划项目“压电型多自由度精密驱动器开发研究”,提出了以压电双晶片作为精密运动机构驱动元件的设想,并开展了相应的研究工作。推导了双晶片的运动微分方程和挠度微分方程,给出了边界条件,并进行了有限元解析;测试了不同结构参数双晶片的出力/位移特性和非线性特性,确认了金属层两端固支方式下的双晶片可以满足精密驱动的要求。设计制作了利用粘滑原理致动的压电式平面精密运动机构样机及其电控单元;建立了粘滑型运动机构的动力学模型,并进行了仿真分析;仿真和实验结果均表明,利用压电双晶片可以驱动小型机构实现平面内的多自由度精密运动。论文针对压电双晶片驱动的精密运动机构进行了系统的研究工作,为构建将机械单元和电控单元集成于一体的、具有自主运动能力的压电晶片式小型平面运动机构奠定了良好的研究基础。 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

微操作的远程操作示意图

便、分辨率高、率可达 nm 级应变小、有迟滞和蠕变小位移小，需要高电压和无尘环境器在同一数量蠕变小应变受温度影响明显态响应迅速 应变小，有电磁干扰其他驱动器 响应速度慢展绕它所进行的精密驱动的相关研究近年瓷实现精密驱动的不同方式。

图实现 X、Y 向移动，中图实现 Z 移动，辨率≤0.02μm；转动分辨率≤0.5μrad。动机构，将 PZT 的变形用平行四边形，最大输出力 50N，可控精度<0.5μm，制了具有纳米级分辨率的单自由度超 PZT 的变形二级减小，可实现 0.2nm/Vnm[17]。结合的方式，宏动机构完成系统的粗定压电式的微动机构来完成。目前该类驱集中在驱动器的灵活应用上。步进机构通过双箝位结构和压电伸缩体

【参考文献】：
期刊论文
[1]两端固定双晶片变形特性的实验研究[J]. 华顺明,曾平,赵宏伟,程光明,杨志刚.  哈尔滨工业大学学报. 2008(05)
[2]新型二维压电移动机构[J]. 华顺明,曾平,王忠伟,程光明,杨志刚.  吉林大学学报(工学版). 2004(04)
[3]一种具有纳米定位精度的四自由度微动平台的研制[J]. 张江波,朱涛,王越超,谈大龙.  机器人. 2003(03)
[4]集成式微操作器的研制[J]. 荣伟彬,曲东升,孙立宁,祝宇虹,楼超飞.  机器人. 2003(03)
[5]MEMS国内外发展状况及我国MEMS发展战略的思考[J]. 孙立宁,周兆英,龚振邦.  机器人技术与应用. 2002(02)
[6]驱动电压幅值对双压电薄膜管道微机器人运动的影响[J]. 罗怡,李朝东,龚振邦,孙麟治,汪勤悫,孙萍.  光学精密工程. 2002(01)
[7]基于微操作的大行程高分辨率旋转微驱动器的研究[J]. 孙立宁,荣伟彬,曲东升,高振国,楼朝飞,蔡鹤皋.  光学精密工程. 2001(06)
[8]微操作系统中微型物体上点的空间坐标的计算方法研究[J]. 朱方文,龚振邦,SeijiHata.  光学精密工程. 2001(06)
[9]压电式微位移机构的现状与趋势[J]. 赵韩,吕召全,沈健.  现代机械. 2001(04)
[10]具有纳米级分辨率的超精密定位工作台[J]. 林德教,吴健,殷纯永.  光学技术. 2001(06)



本文编号：3109851