铰链式压电粘滑双向致动机理与实验研究

来源 :长春工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:delphiall
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
压电粘滑驱动技术是微纳加工、半导体制造、精密光学等领域的主要支撑技术,具有定位精度高、行程大及无电磁干扰等特点。当前压电粘滑驱动器极少能够实现驱动过程中对摩擦力的综合调控,这使得驱动器存在大行程、高精度与高负载等性能难以同时兼顾的问题;少数可以实现摩擦力综合调控的驱动器也由于结构限制,难以进行双向驱动,从而极大的限制了压电驱动器的应用范围。本文针对以上问题设计出一种厚度非对称型柔性铰链机构,以此与压电堆叠相结合开发出铰链厚度非对称式压电粘滑驱动器。驱动器定子轴向刚度非对称,从而产生侧向位移进行驱动,提升了样机整体输出性能;在此基础上为使驱动器能够实现双向运动,设计出局部为轴向刚度非对称但整体又为对称结构定子,从而使得驱动器具有双向运动特性并具有良好的双向驱动一致性。本文首先阐述了压电粘滑驱动的基础理论,并介绍了柔性铰链的分类及直圆型柔性铰链激励变形计算方法;利用降维法(MDR)建立定子驱动端与动子间摩擦特性的数学模型,分析了非对称压电粘滑驱动摩擦力调控规律。继而通过有限元仿真分析方法,以获取最大侧向位移为设计目标,兼顾结构强度与精度,设计出合理的厚度非对称型铰链结构。提取关键的几何结构参数,分析相关参数对柔性铰链机构驱动端最大侧向位移、结构强度之间的关系,采用伪刚体法对柔性铰链机构进行力学特性分析,揭示了厚度非对称型柔性铰链机构输出端位移输出轨迹规律,分别研制了单向驱动及双向驱动两种压电粘滑驱动器实物样机。最后搭建了整机测试系统并进行了相应的实验测试。其中单向驱动器最大输出速度为15.04 mm/s,最大效率为3.66%,有效的提升了压电驱动器的整体输出性能。双向驱动器在x轴正反方向的最大输出速度分别为10.14 mm/s和9.99 mm/s,正反向输出性能一致性十分良好。进而计算出不同实验条件下驱动端的运动轨迹特性,仿真结果与实验数据一致性良好,验证了MDR方法应用于粘滑驱动器的可行性。本文提出了柔性铰链厚度非对称的设计思想,设计的厚度非对称型驱动器与双向驱动器拓宽了压电粘滑驱动器的结构形式,该研究可为提高压电粘滑驱动输出特性与应用范围的研究提供理论与实验基础。
其他文献
目的观察运用不同给药方法和剂量的米索前列醇对初孕者人工流产术操作难易和并发症发生率的影响。方法拟行人工流产的未产妇250例,随机分成空白组(N1=50)、口服200μg组(N2=50)、
京城房贵已不是一年两年的事了,老板们自然去郊区买HOUSE了,金领们SOHO进三环以内的公寓了,唯独白领们在观望、在犹豫.
2016年5月13日至16日,21世纪第五届全国人兽共患病学术研讨会暨2016年"中国人兽共患病研究新技术培训"在江苏省扬州市召开,各地人兽共患病研究领域科研人员两百多人参加了研讨
近年来,我国的旅游模式已经转变成为了大众旅游模式,旧的景点旅游模式已经不能满足现代人的需求与发展,所以全域旅游的发展为各个领域的发展带来了无限的生机。全域旅游就是
冷冻技术在食品中的应用越来越广泛,冷冻米面制品不仅能保持新鲜的状态和原有的营养物质,还能有效延长货架期。抗性淀粉(Resistant Starch,RS)被证实对糖尿病患者的血糖具有良
目的探讨髋部骨折后下肢静脉血栓形成的有效预防和护理方法。方法对68例髋部骨折患者DVT发生的高危因素进行分析,采取积极的预防和护理措施。结果术后下肢静脉血栓形成4例,血
上市公司的大股东利用上市公司为自己敛集巨资早已不是新闻.为了应对中国证券市场的日益规范,使自己"交易"得来的钱名正言顺,并能够进一步扩股筹资,许多企业在"关键时刻"都对
目的对北京地区分离自布病患者血液的2株布鲁菌进行多位点序列分型(Multilocus sequence typing,MLST)及其遗传学特征进行研究,为布病的预防和控制提供科学依据。方法应用布鲁
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