非對(duì)稱式和變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器研究.pdf

1、慣性壓電驅(qū)動(dòng)器是一種以壓電元件為驅(qū)動(dòng)單元的精密移動(dòng)裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度大、精度高、響應(yīng)速度快、工作效率高等特點(diǎn)，在微動(dòng)開(kāi)關(guān)、掃描儀、微機(jī)器人等設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合國(guó)家自然基金項(xiàng)目，以壓電雙晶片振子作為驅(qū)動(dòng)單元，基于慣性沖擊原理，設(shè)計(jì)制作驅(qū)動(dòng)器樣機(jī)，搭建試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，分析在慣性作用和摩擦力的影響下非對(duì)稱式和變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)特性。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.以慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器為研究對(duì)象，基于壓電雙晶

2、片振子的慣性沖擊原理，確定了非對(duì)稱夾持結(jié)構(gòu)，分析了非對(duì)稱夾持壓電雙晶片振子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和受力情況，采用MATLAB分析了不同夾持差和驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)非對(duì)稱夾持壓電雙晶片振子端部振幅和旋轉(zhuǎn)力矩的影響;研究了變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)機(jī)理，并且對(duì)采用對(duì)稱夾持、與水平面呈一定角度的壓電雙晶片振子進(jìn)行受力分析。
　　2.基于非對(duì)稱的慣性壓電沖擊原理，提出了一種非對(duì)稱式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，設(shè)計(jì)了非對(duì)稱式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)的非對(duì)稱

3、式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器主要包括由壓電雙晶片組成的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元和由四桿鉸鏈組成的摩擦力調(diào)節(jié)裝置。根據(jù)設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)，分析了在對(duì)稱方波激勵(lì)下驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的工作原理。提出了一種通過(guò)改變正壓力實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。對(duì)變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了三維建模，分析了驅(qū)動(dòng)器的工作原理，并討論了摩擦力的大小對(duì)變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)方向的影響。
　　3.研制的慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器夾持差可調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的變化;