压电谐波电机的研究

压电谐波电机是利用固定的压电驱动器及其位移放大机构作为谐波齿轮传动的波发生器,通过对压电元件的变形形状进行周期性控制,经过位移放大器进行位移放大,使柔轮产生周期性变形。只要使压电波发生器与柔轮接触的各离散点,按给定的柔轮变形规律进行变形,且驱动器的数目以及结构等参数满足连续啮合传动的要求,便可得到低转速的输出,它是一种基于谐波传动原理的新型步进电机。分析了压电波发生器结构以及控制系统的设计。它具有低速输出,功率密度大,结构简单,尺寸小,容易微型化,转动惯量小,定位精度高、效率高和噪音低等特点。

压电谐波电机位移放大机构的设计

压电谐波电机是一种基于谐波传动原理的新型低速电机,它由压电波发生器、柔轮、刚轮等组成。压电波发生器由八组以上压电驱动器及弹性铰链位移放大机构组合而成。该文在研究了杠杆、三角、压曲三种位移放大原理后,根据这三种放大原理设计出压电谐波电机的弹性铰链一体化位移放大机构。分析了影响放大机构性能的因素。介绍了放大机构的制造方法。

机电集成压电谐波电机传动系统非线性自由振动分析

设计集压电驱动、谐波传动及活齿传动为一体的机电集成压电谐波电机,并分析其工作机理。借鉴行星齿轮传动理论,建立传动系统动力学模型。利用Linz Ted-Poincaré法推导传动系统非线性频率特性方程及位移响应方程,分析传动系统的非线性频率变化规律及时域响应特点;通过ANSYS有限元软件对频率进行验证。结果表明,传动系统非线性由啮合齿数变化引起,啮合齿数越少系统非线性越显著;系统位移响应受非线性影响最明显、微弱的分别为波发生器x及u向;利用有限元仿真验证动力学模型的正确性。

换能器式波发生器驱动的压电谐波电机设计与分析

提出一种新型压电换能器式波发生器驱动的压电谐波电机。首先研究新型压电谐波电机的结构及工作原理。然后进行压电换能器波发生器的设计,设计两级变幅杆压电换能器的结构以及两级杠杆式位移放大机构。最后利用有限元分析软件Ansys,进行压电波发生器的输出位移分析,通过有限元模态分析,获得压电换能器的纵振模态及振动频率,瞬态分析获得压电换能器变幅杆前端质点的最大位移,在此基础上,通过位移放大机构的静力学分析,获得压电波发生器的最大输出位移,结果显示该位移能够满足柔轮的弹性变形需求。

压电谐波电机的控制系统设计

压电谐波电机是根据谐波传动和压电逆效应原理设计的一种新型电机;控制系统是使其运转及实现各种控制功能的关键。针对设计的由四相压电驱动器构成的压电谐波电机样机,通过分析其控制原理,提出了相应的控制方案。根据压电陶瓷为容性负载的条件,设计了可快速响应的压电驱动器驱动电路。简要叙述了使电机实现调速、换向、精确定位等各项功能的控制系统软件设计方案。

压电谐波电机位移放大机构的设计及有限元分析

设计了压电驱动器的弹性铰链位移放大机构,通过利用ANSYS软件对其模型进行有限元分析;得到了放大机构的应力及变形图,分析了产生位移损失的原因;并提出了提高放大机构放大倍数的设计思路。

基于单片机的压电谐波电机控制系统的研究

文章阐述了压电谐波电机的工作原理,提出了压电谐波电机的控制系统的一种设计方案。利用单片机控制系统完成电机的起动、调速、换向与暂停等控制功能,结合力反馈,可以实现较高级的控制任务。

压电谐波电机承载能力的研究

以保证柔轮与刚轮的正常啮合为条件,引入计算径向变形量系数,设计径向变形量系数以及允许位移损失系数,通过确定位移放大机构输出端允许位移损失量或柔轮的实际径向变形量,计算压电谐波电机承载能力。建立了压电谐波电机承载能力的设计准则,是包括压电驱动器驱动能力选择以及其他结构尺寸设计与校核的主要依据。其输出扭矩与压电驱动器与位移放大机构的刚度成正比,与柔轮变形力、轮齿啮合角以及摩擦系数成反比。克服了基于压电驱动器最大驱动能力建立压电谐波电机输出扭矩方法的缺陷。该模型也可用于采用超磁致伸缩等其他驱动器的谐波电机承载能力的计算。设计计算表明,相对于一般原动机,压电谐波电机能提供较大的输出扭矩。

压电谐波电机单级杠杆式位移放大机构的有限元分析

压电谐波电机是一种利用压电陶瓷驱动器、位移放大机构以及控制系统代替传统的波发生器的新型谐波电机.利用ANSYS软件对压电驱动器的单级杠杆式弹性铰链位移放大机构进行了有限元分析,得到了放大机构的变形及应力图,分析了影响位移放大倍数的因素以及改进措施.

单级放大机电集成压电谐波电机设计与仿真分析

设计了一种单级放大机电集成压电谐波电机,阐述了该种电机的工作原理,给出了其设计方法、连续传动条件及参数选择原则。针对电机中容易发生失效的区域,推导了最大应力公式,通过有限元仿真对比验证了理论公式的正确性。分析了电机的固有频率和振型以及电机在简谐激励下的位移和应力响应。结果表明:电机理论最大应力为45.54MPa,与仿真最大应力相差4.04%;激励作用下,活齿振动位移最大,活齿架应力集中最严重。