基于铰链位移放大原理的直线压电粘滑驱动器研究

发布时间：2021-03-12 22:15

　　随着航空航天、微纳加工、生物医疗工程及精密光学仪器等领域的快速发展,使得其对精密驱动技术的性能提出了更高的要求。压电粘滑驱动技术由于具有响应速度快、行程大、精度高和无电磁干扰的优点,近年来受到广泛的关注。本文提出了基于铰链位移放大原理的压电粘滑驱动器,设计了压电叠堆垂直于导轨和压电叠堆平行于导轨两种结构,以解决铰链型单压电叠堆粘滑驱动器输出速度低和反向运动受到抑制的问题。其中,三角型压电粘滑驱动器利用三角放大时长边受力变形大于短边变形的特点,可有效提高驱动器的输出速度,但仍存在反向运动抑制问题;杠杆型压电粘滑驱动器利用杠杆放大时输出力方向与输入力方向平行的特点,不仅提高了驱动器的速度,并且使正、反向性能趋于相同。本文主要研究内容如下:首先,阐述了压电粘滑驱动器的基础理论,包括压电材料的基本知识、压电叠堆的内部结构组成和柔性铰链的应用。概述了压电材料的正、逆压电效应和柔性铰链的发展、分类及材质,并进行直圆型铰链仿真,为不同位置的铰链选择提供依据;建立柔性铰链基本的力学模型,给出了柔性铰链在不同方向力和力矩作用下柔度的计算,为驱动器的设计计算提供理论支撑。其次,基于铰链位移放大原理对压电粘... 

【文章来源】：长春工业大学吉林省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

压电粘滑

粘滑驱动原理图

Okamoto等人

【参考文献】：
期刊论文
[1]粘滑驱动式小型运动平台的动力学分析[J]. 娄成树,时运来,张军,程丁继.  压电与声光. 2018(05)
[2]非共振型压电电机驱动的大行程精密定位旋转平台的建模和实验[J]. 黄卫清,陶杰,孙梦馨,王寅,卢倩.  光学精密工程. 2016(11)
[3]抗拉柔性铰链的理论建模及有限元分析[J]. 曹毅,刘凯,单春成,王强.  光学精密工程. 2016(01)
[4]Large Thrust Trans-scale Precision Positioning Stage Based on Inertial Stick-Slip Driving[J]. 李宗伟,钟博文,王振华,金子祺,孙立宁,陈林森.  Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics. 2015(02)
[5]尺蠖式压电陶瓷驱动电源设计[J]. 郑楠,王学亮,李佩玥.  国外电子测量技术. 2014(08)
[6]基于铌酸锂压电弹光双效应的单晶体弹光调制器[J]. 陈友华,张记龙,王艳超,魏海潮,王志斌,张瑞,王立福.  光学学报. 2012(11)
[7]基于黏滑运动原理的单自由度纳米定位台设计与动力学分析[J]. 张世忠,荣伟彬,台国安,于淼,孙立宁.  机械工程学报. 2012(19)
[8]基于虚功原理的3-RRPR柔性精密定位工作台动力学分析[J]. 贾晓辉,田延岭,张大卫.  机械工程学报. 2011(01)
[9]空间弹性变形梁动力学的旋量系统理论方法[J]. 丁希仑,J·M·塞里格.  应用数学和力学. 2010(09)
[10]基于曲线柔性单元的新型大变形柔性铰链[J]. 赵山杉,毕树生,宗光华,于靖军.  机械工程学报. 2009(04)

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]尺蠖型压电驱动器基础理论与试验研究[D]. 赵宏伟.吉林大学 2006

硕士论文
[1]基于非对称柔性铰链的压电粘滑驱动器机理与实验研究[D]. 何猛.长春工业大学 2018
[2]散射抑制车削新方法及装置研究[D]. 朱志伟.吉林大学 2013



本文编号：3079075