非對稱式和變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器研究.pdf

1、慣性壓電驅(qū)動器是一種以壓電元件為驅(qū)動單元的精密移動裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、功率密度大、精度高、響應(yīng)速度快、工作效率高等特點，在微動開關(guān)、掃描儀、微機器人等設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合國家自然基金項目，以壓電雙晶片振子作為驅(qū)動單元，基于慣性沖擊原理，設(shè)計制作驅(qū)動器樣機，搭建試驗測試平臺，分析在慣性作用和摩擦力的影響下非對稱式和變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的運動特性。具體研究內(nèi)容如下:
　　1.以慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器為研究對象，基于壓電雙晶

2、片振子的慣性沖擊原理，確定了非對稱夾持結(jié)構(gòu)，分析了非對稱夾持壓電雙晶片振子的運動過程和受力情況，采用MATLAB分析了不同夾持差和驅(qū)動電壓對非對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)動器的驅(qū)動機理，并且對采用對稱夾持、與水平面呈一定角度的壓電雙晶片振子進行受力分析。
　　2.基于非對稱的慣性壓電沖擊原理，提出了一種非對稱式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，設(shè)計了非對稱式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)。設(shè)計的非對稱

3、式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器主要包括由壓電雙晶片組成的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動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)計的驅(qū)動器結(jié)構(gòu)，分析了在對稱方波激勵下驅(qū)動器旋轉(zhuǎn)運動的工作原理。提出了一種通過改變正壓力實現(xiàn)驅(qū)動的變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器。對變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器進行了三維建模，分析了驅(qū)動器的工作原理，并討論了摩擦力的大小對變摩擦力式慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器運動方向的影響。
　　3.研制的慣性壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器夾持差可調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)非對稱結(jié)構(gòu)的變化;