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《低電壓驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)型壓電作動器研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號：TM356論文編號：102870118-S106學(xué)科分類號：0802J1碩士學(xué)位論文低電壓驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)型壓電作動器研究研究生姓名邱建敏學(xué)科、專業(yè)精密驅(qū)動與振動利用研究方向壓電作動器指導(dǎo)教師楊穎教授南京航空航天大學(xué)研究生院航空宇航學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringDesignandDevelopmentofRotaryTypePiezoelectricActuat
2、orUsingLowDrivingVoltageAThesisinMechanicalEngineering(VibrationUtilizationandPrecisionDriving)byQiuJianminAdvisedbyProf.YangYingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注
3、和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：2018/03/29南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著電子科技的蓬勃發(fā)展，尖端設(shè)備的發(fā)展越來越趨于高度集成化與小型化。其中，在運動執(zhí)行機構(gòu)方面，壓電作動器因為具備結(jié)構(gòu)簡單緊湊，能量密度高且不受電磁干擾等特點，十分適于整
4、合到小型機電系統(tǒng)當(dāng)中。然而，由于壓電器件中壓電陶瓷的場致應(yīng)變非常小，使得絕大多數(shù)的壓電作動器件需要較高的驅(qū)動電壓，高電壓驅(qū)動使壓電作動器的應(yīng)用領(lǐng)域受到極大限制，嚴(yán)重制約了其在諸多領(lǐng)域內(nèi)的綜合性應(yīng)用。比如，在航空航天領(lǐng)域中，降低壓電作動器的驅(qū)動電壓可有效地減輕電源的質(zhì)量和減少火災(zāi)隱患。與此同時，將壓電作動器驅(qū)動電壓降低至人體安全電壓在醫(yī)療器械領(lǐng)域中的需求也是十分迫切的。因此，研發(fā)低電壓驅(qū)動的壓電作動器是現(xiàn)如今壓電技術(shù)發(fā)展的重要方向。本文的主要內(nèi)容包括：1、在分析現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)型超聲電機和非共振旋轉(zhuǎn)壓電作動器各自的優(yōu)勢與不足的基礎(chǔ)上，由于壓電
5、疊堆具備低電壓驅(qū)動的特點，選擇壓電疊堆作為核心激振單元。2、結(jié)合壓電疊堆的輸出特性提出了與其適配的柔性夾持機構(gòu)，建立了包括柔性鉸鏈、柔性曲殼、柔性杠桿等柔性結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型，為后續(xù)壓電作動器的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。通過結(jié)合超聲電機摩擦驅(qū)動機理和現(xiàn)有的非共振壓電作動技術(shù)，提出利用多級柔性杠桿之間的聯(lián)動將壓電疊堆輸出位移放大的方法實現(xiàn)作動器在非共振狀態(tài)下的摩擦驅(qū)動，設(shè)計了一種多級杠桿聯(lián)動型壓電旋轉(zhuǎn)作動器。通過參數(shù)化仿真的辦法，優(yōu)化了該作動器內(nèi)部柔性杠桿的空間排布與幾何尺寸，增強了柔性杠桿的位移放大效果。制作原理樣機并進行了樣機的性能測試測試，實驗
6、發(fā)現(xiàn)該電機可在4KHz范圍內(nèi)平穩(wěn)運行。3、為了深入杠桿聯(lián)動型壓電作動器的研究，基于三點定圓理論并通過結(jié)構(gòu)拓?fù)渥儞Q的方法，設(shè)計了一種正三角形柔性定子結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可驅(qū)動環(huán)形轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。本文對該電機的設(shè)計原理、仿真優(yōu)化、接觸模型、控制方法做了初步的解釋與討論，為進一步優(yōu)化實驗奠定了基礎(chǔ)。綜上，本文以實現(xiàn)低電壓驅(qū)動作為目的，設(shè)計了適用于不同要求的旋轉(zhuǎn)型壓電作動器的新結(jié)構(gòu)，致力于擴寬壓電作動器的應(yīng)用范圍，為高端裝備提供低電壓驅(qū)動的新型壓電作動器。關(guān)鍵詞：壓電疊堆、旋轉(zhuǎn)、壓電作動器、低電壓驅(qū)動、非共振I低電壓驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)型壓電作動器研究ABSTRAC
7、TResearchofpiezoelectricstackactuatorsgrowingvigorouslyinpastdecadesandtheywereappliedtomicro-grippers,movingplatform,pumps,micromotors,etc.However,actuatorswhichworksunderresonantmodeisunstable,frequencyofitsworkingmodechangesbymanyfactorssuchastemperature,preload,boun
8、darycondition,etc.Whendrivingfrequencydoesn’tfitwiththenaturefrequency,outputperformanceofactuatorwillbesharpl
