基于压电驱动的二维运动平台的研究

发布时间：2021-01-06 06:29

　　精密驱动技术在超精密加工制造、微纳操作及微纳装配、微电子等领域有着广泛的应用和需求。压电驱动器作为新型的精密驱动装置具有定位精度高、响应速度快、体积小和成本低等众多优点,近年来得到了深入研究。步进式压电驱动器兼有高步距分辨率和大行程的双重优点,针对传统步进式压电驱动器加工装配复杂,且只能实现一维直线运动的不足,本文设计了一种基于悬臂梁结构压电振子的两自由度步进式压电驱动器。首先对两自由度压电驱动器的致动原理进行了分析。本压电驱动器由两个纵弯复合型压电振子组成,驱动足位于振子末端,压电振子的上下弯曲运动用于带动驱动足进行上下箝位运动,压电振子的水平弯曲运动使驱动足实现一个方向驱动,压电振子的纵向伸缩运动则使驱动足实现另一个方向的驱动。对驱动器两个方向的驱动过程进行了分析,确定了一个周期内两个驱动足的动作时序,并由此规划了压电振子的激励信号时序。将驱动器等效为悬臂梁,利用压电方程推导了激励电压和驱动足输出位移的关系,并利用卡氏定理计算了压电振子驱动足处的刚度。为了研究驱动器的静态、动态特性,对驱动器进行有限元仿真分析。根据驱动原理确定的基本结构,利用ANSYS建立参数化的有限元模型。分析了... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Galutva研制出压电叠堆驱动的驱动器1975年，Burleigh公司申请了一款步进式压电驱动器的专利，并将其投

图 1-2 Toshitaka 设计的压电驱动器国 Zhang B 研制了一种行走式步进压电驱动7]，如图 1-3 所示，由于采用了直接箝位方式输出能力显著增强，其最大静态输出力高达图 1-3 B. Zhang 提出的步进式压电驱动器国的 Chen Q 和 Carman G P 利用表面刻蚀技蚀出微齿结构[28]，通过微齿的啮合来增大箝了负载驱动能力，最大输出力可达 500N，但

图 1-3 B. Zhang 提出的步进式压电驱动器国的 Chen Q 和 Carman G P 利用表面刻蚀技蚀出微齿结构[28]，通过微齿的啮合来增大箝了负载驱动能力，最大输出力可达 500N，但国 Burleigh 公司 Henderon D A 通过增加箝箝位的方法提高摩擦力，进而增大输出力[29对加工和装配工艺要求较高。

【参考文献】：
期刊论文
[1]桥式直接耦合柔性机构的优化设计方法[J]. 张兆成,苏继军,胡泓.  机器人. 2010(01)
[2]仿生型步进式直线驱动器的研究[J]. 杨宜民,李传芳,程良伦.  机器人. 1994(01)

博士论文
[1]步进式压电驱动基础理论与试验研究[D]. 李建平.吉林大学 2016
[2]基于三角放大箝位的压电蠕动直线驱动器研究[D]. 郭文峰.哈尔滨工业大学 2014
[3]两自由度精密定位平台结构设计与运动控制[D]. 秦岩丁.天津大学 2011
[4]新型压电尺蠖精密驱动器柔性机构分析与实验研究[D]. 张兆成.哈尔滨工业大学 2010
[5]大行程高精度微进给系统的研究[D]. 姜文锐.哈尔滨工业大学 2009
[6]纳米级步进压电微动台结构设计与性能分析研究[D]. 权哲浩.天津大学 2007
[7]压电步进精密驱动器理论及实验研究[D]. 刘建芳.吉林大学 2005

硕士论文
[1]音圈电机位置伺服控制系统的研究[D]. 刘丽丽.哈尔滨工业大学 2010
[2]新型压电步进直线精密驱动器结构的研究[D]. 吕超.吉林大学 2006



本文编号：2960093