一種基于壓電振動的微型旋轉馬達研究.pdf

1、本論文主要研究了一種基于尺蠖的微型旋轉壓電馬達及其動力學模型?；趯Τ唧吨本€運動原理的分析，提出了L型結構的旋轉運動原理，進一步考慮運動穩(wěn)定性和相對運動原理，發(fā)展得到了一種具有Y型不對稱定子結構的微型壓電馬達運動原理，設計并制作了樣機;根據(jù)對馬達運動原理的分析，提出了一些假設，并從不同的角度對馬達的輸出特性進行了預測和分析;針對不同的原理樣機搭建了相應的實驗平臺，設計了不同的測試方案，并結合實驗數(shù)據(jù)和預測結果對馬達的運動原理進行了分析，

2、驗證了所提出的假設;根據(jù)微型壓電馬達摩擦力驅動的特點，通過分析不同類型壓電馬達的結構特點，總結得到了兩種典型的摩擦驅動結構，并針對其中一種結構建立了完整的摩擦接觸模型，并結合馬達的系統(tǒng)動力學方程提出了該摩擦驅動結構的非光滑動力學模型，通過仿真獲得了摩擦驅動結構的不同穩(wěn)態(tài)運動方式，分析了摩擦驅動結構的結構參數(shù)和系統(tǒng)輸入?yún)?shù)對穩(wěn)態(tài)運動的影響，并由此提出了一些針對馬達結構設計的建議。
　　論文的主要工作及結論包括:
　　1、微型壓

3、電馬達的運動原理和結構設計。
　　基于生物界尺蠖的直線運動原理，通過機械模擬的方式，借助于微型壓電致動器，提出了L型結構的旋轉運動原理。根據(jù)幾何穩(wěn)定性分析和相對運動原理，發(fā)展得到了具有Y型不對稱結構定子的微型壓電馬達旋轉運動原理;根據(jù)微型壓電馬達的運動原理和定子的不對稱結構，詳細設計了馬達的機械結構;結合微型壓電馬達主要依靠摩擦力驅動的特點，考慮結構的摩擦和磨損特性，設計選擇了Y型定子和環(huán)形轉子的制作材料和它們之間的機械配合方式，

4、并制作了不同尺寸的樣機。
　　2、微型壓電馬達的初步運動分析和實驗。
　　通過對微型壓電馬達運動原理的分析，提出了一系列的假設，并從不同的角度分析，利用有限元分析和理論分析等方法，得到了對馬達的輸出轉速特性進行了分析和預測;針對兩種尺寸不同的樣機設計了相應的實驗平臺和測試方法，分別測量了樣機的動力學輸出特性;結合實驗結果和預測數(shù)據(jù)對馬達的運動原理進行了分析，驗證了所提出的假設。
　　3、摩擦驅動結構的動力學模型及其分析