用于履帶驅(qū)動的壓電振子改進(jìn)設(shè)計及實驗研究.pdf

1、針對月面復(fù)雜多變的地貌，結(jié)合履帶式結(jié)構(gòu)具有地形適應(yīng)能力強(qiáng)、動載荷小及結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，結(jié)合超聲電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快的特點(diǎn)，以結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械集成度高、重量輕為目標(biāo)，提出建立壓電驅(qū)動的履帶式月面巡視驅(qū)動系統(tǒng)，探索月面巡視驅(qū)動系統(tǒng)的新原理。針對前期研究中，用于履帶行駛系統(tǒng)的壓電振子存在的不足，分析了影響系統(tǒng)驅(qū)動效率的因素。
　　以四環(huán)型壓電振子為研究對象，從振子結(jié)構(gòu)和工作模態(tài)兩方面對其進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計。利用ANSYS有限元分析軟件對改進(jìn)后的

2、壓電振子進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析；通過模態(tài)頻率靈敏度分析得到了壓電振子結(jié)構(gòu)尺寸的加工精度要求；利用結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化，獲得了一組最佳的結(jié)構(gòu)尺寸，使得壓電振子的動力學(xué)性能最優(yōu)。在有限元分析的基礎(chǔ)上，制作了原理樣機(jī)進(jìn)行測振實驗，實驗結(jié)果表明改進(jìn)設(shè)計后的壓電振子性能明顯改善。
　　對改進(jìn)后的壓電振子進(jìn)行了接觸、摩擦實驗，實驗結(jié)果表明壓電振子的運(yùn)動特性與其接觸的界面的硬度、粗糙度以及外界施加的預(yù)壓力密切相關(guān)，存在著一組最佳搭配使得