細胞生物醫(yī)學、納米材料科學、半導體制造以及宇航工程等前沿領域的發(fā)展離不開微納精密驅動技術的廣泛應用,這些應用場合普遍需要具備實現(xiàn)多個自由度的納米級位移分辨率和毫米級運動范圍的驅動能力。多自由度壓電沖擊驅動機構憑借高分辨率、大行程、結構緊湊、控制靈活、成本低等優(yōu)點表現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。與串聯(lián)結構相比,并聯(lián)機構能夠實現(xiàn)更加緊湊的結構,更適合諸如掃描探針顯微系統(tǒng)等狹小空間的精密定位操作場合。本文提出了一種二維并聯(lián)壓電慣性驅動平臺,設計并研究此類精密定位平臺的主要工作內容和創(chuàng)新點包括:(1)基于對稱柔性放大機構設計二維并聯(lián)壓電慣性驅動平臺的基本結構,分析其工作原理和驅動方式。構建二維慣性動子的有限元仿真模型進而進行靜態(tài)和模態(tài)仿真,優(yōu)化二維慣性動子的結構參數(shù)。(2)構建包含拓展Karnopp摩擦模型的二維矢量化動力學方程,通過實驗測試和結構仿真確定動力學參數(shù)取值。建立Simulink動力學仿真模型和仿真分析二維平臺慣性驅動的運動特性。(3)制作二維并聯(lián)壓電慣性驅動平臺的原理樣機,搭建實驗測試平臺,測試慣性動子的振動特性和二維平臺的運動特性。實驗結果表明:該二維并聯(lián)平臺具有運動行程大、位移分辨率高、...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 壓電馬達的基本原理和分類
        1.2.1 尺蠖式壓電馬達
        1.2.2 壓電超聲馬達
        1.2.3 沖擊式壓電馬達
        1.2.4 各類壓電馬達對比
    1.3 壓電沖擊驅動機構的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 壓電沖擊驅動機構的分類
        1.3.2 多自由度壓電沖擊驅動機構
        1.3.3 壓電沖擊驅動機構的典型應用
    1.4 本文的選題意義及主要工作
第二章 二維并聯(lián)壓電慣性驅動平臺結構設計與仿真
    2.1 結構設計與工作原理
        2.1.1 結構設計
        2.1.2 工作原理
        2.1.3 驅動方式
    2.2 結構建模與仿真分析
        2.2.1 柔性放大機構建模分析
        2.2.2 慣性動子建模仿真過程
    2.3 慣性動子仿真結果分析
        2.3.1 靜態(tài)仿真結果分析
        2.3.2 模態(tài)仿真結果分析
        2.3.3 與一維慣性動子對比分析
        2.3.4 慣性動子結構優(yōu)化
    2.4 本章小結
第三章 二維并聯(lián)壓電慣性驅動平臺動力學建模與分析
    3.1 動力學建�；纠碚�
        3.1.1 動力學方程
        3.1.2 摩擦模型
    3.2 動力學建模仿真
        3.2.1 Simulink建模
        3.2.2 仿真參數(shù)確定
        3.2.3 仿真過程
    3.3 動力學仿真結果分析
        3.3.1 仿真模型對比驗證
        3.3.2 幅值特性仿真結果
        3.3.3 頻率特性仿真結果
    3.4 本章小結
第四章 二維并聯(lián)壓電慣性驅動平臺樣機制作與測試
    4.1 原理樣機與測試平臺
    4.2 慣性動子振動特性測試分析
    4.3 平臺運動特性測試分析
        4.3.1 幅值特性測試分析
        4.3.2 頻率特性測試分析
        4.3.3 負載特性測試分析
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：4010956