細(xì)胞生物醫(yī)學(xué)、納米材料科學(xué)、半導(dǎo)體制造以及宇航工程等前沿領(lǐng)域的發(fā)展離不開微納精密驅(qū)動技術(shù)的廣泛應(yīng)用,這些應(yīng)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(qū)動能力。多自由度壓電沖擊驅(qū)動機構(gòu)憑借高分辨率、大行程、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)相比,并聯(lián)機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)更加緊湊的結(jié)構(gòu),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(qū)動平臺,設(shè)計并研究此類精密定位平臺的主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新點包括:(1)基于對稱柔性放大機構(gòu)設(shè)計二維并聯(lián)壓電慣性驅(qū)動平臺的基本結(jié)構(gòu),分析其工作原理和驅(qū)動方式。構(gòu)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(jié)構(gòu)參數(shù)。(2)構(gòu)建包含拓展Karnopp摩擦模型的二維矢量化動力學(xué)方程,通過實驗測試和結(jié)構(gòu)仿真確定動力學(xué)參數(shù)取值。建立Simulink動力學(xué)仿真模型和仿真分析二維平臺慣性驅(qū)動的運動特性。(3)制作二維并聯(lián)壓電慣性驅(qū)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(jié)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(xué)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(qū)動機構(gòu)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 壓電沖擊驅(qū)動機構(gòu)的分類
        1.3.2 多自由度壓電沖擊驅(qū)動機構(gòu)
        1.3.3 壓電沖擊驅(qū)動機構(gòu)的典型應(yīng)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(qū)動平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真
    2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作原理
        2.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.1.2 工作原理
        2.1.3 驅(qū)動方式
    2.2 結(jié)構(gòu)建模與仿真分析
        2.2.1 柔性放大機構(gòu)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(jié)果分析
        2.3.1 靜態(tài)仿真結(jié)果分析
        2.3.2 模態(tài)仿真結(jié)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(jié)構(gòu)優(yōu)化
    2.4 本章小結(jié)
第三章 二維并聯(lián)壓電慣性驅(qū)動平臺動力學(xué)建模與分析
    3.1 動力學(xué)建模基本理論
        3.1.1 動力學(xué)方程
        3.1.2 摩擦模型
    3.2 動力學(xué)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(xué)仿真結(jié)果分析
        3.3.1 仿真模型對比驗證
        3.3.2 幅值特性仿真結(jié)果
        3.3.3 頻率特性仿真結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第四章 二維并聯(lián)壓電慣性驅(qū)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(fù)載特性測試分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況



本文編號：4010956