尺蠖驱动器箝位机构的优化设计

箝位机构的性能直接影响尺蠖驱动器的性能,为满足尺蠖驱动器箝位机构输出力大、响应速度快和结构紧凑的工作要求,设计了单切口柔性铰链桥式箝位机构.该柔性机构的设计必须综合考虑机构的静动态特性,为此,建立了该机构的理论模型,通过刚度和固有频率的试验测试以及有限元分析,发现结构紧凑的小尺寸桥式柔性机构的理论模型误差较大,很难建立简单精确的理论模型.因此,利用有限元法研究了该柔性机构各几何参数对其静动态特性的影响,并通过改变该柔性机构的几何参数,实现对该柔性机构的静动态特性进行优化,以达到设计要求.结果表明它是一种简单有效的桥式耦合柔性机构的优化设计方法.

箝位机构柔性铰链的转动刚度计算及其设计参数选择研究

柔性铰链由于其特殊的性能在精密机械及微纳米等技术领域有着广泛的应用。为较好满足蠕动式微进给工作台箝位机构响应快速、定位准确的工作要求,设计轴对称型柔性铰链,并依据材料力学理论给出其转动刚度的理论分析和计算方法;根据材料力学理论和结构分析给出针对该结构柔性铰链的尺寸参数设计方法,综合分析认为壁厚是影响其工作性能的最主要的参数。

蠕动式压电/电致伸缩微进给定位机构的研究进展

叙述蠕动式压电/电致伸缩微进给定位机构的研究现状:基于仿生蠕动和压电致动惯性冲击或stick-slip微进给原理,许多构思巧妙的一维和多维一体的蠕动式压电/电致伸缩微进给定位机构或系统相继问世。迄今,进给刚度和推力较小,以及不连续进给运动制约了蠕动机构的实际应用,进一步的研究将推进蠕动式压电/电致伸缩微进给定位机构的实用化,使其不仅用于测量。

两级复合放大箝位步进压电直线电机

针对尺蠖式电机运行过程中导轨与动子对加工与装配要求过高的问题,提出了一种尺蠖式原理的两级复合放大箝位步进压电直线电机,分析了电机的工作原理,设计了电机箝位机构和总体结构。利用有限元软件对箝位机构进行仿真分析,得到柔性结构的最佳尺寸。制作样机并设计实验,得到了电机的速度特性曲线并进行分析。样机的实验结果证明了该方案的可行性,并且在电压峰峰值为100V、频率为150Hz的方波信号激励下,电机的空载速度可达1.23mm/s,最大推力可达1.6N。该电机有效降低了驱动器的加工与装配要求,增强了电机运行的稳定性。

新型箝位式压电电机的设计研究

针对传统箝位式压电电机在谐振态下工作时,方波振动的箝位部分结构设计复杂问题,提出一种新型箝位式压电电机。该电机箝位部分与驱动部分均由同频正弦电压驱动实现正弦振动,通过定子对动子的箝位接触,实现动子单向输出运动。相较于传统箝位式压电电机和超声电机,该电机的定子结构设计无需采用模态简并,结构设计难度降低。利用有限元仿真确定定、动子结构参数,制造样机并搭建实验平台。对箝位部分分别采用正弦波与方波做激励,再对驱动部分进行波形对比,表明正弦波亦能达到预期效果。实验结果表明:准静态时,激励电压频率为250 Hz、电压峰峰值V为10 V时,步进距离为0.5μm,步进速度0.13 mm/s;谐振态时,激励电压频率为540 Hz、电压峰峰值V为70 V时,步进距离为32μm,步进速度16.9 mm/s;该电机可兼顾低频高分辨率和高频高速输出以实现跨尺度工作。

基于自锁结构的尺蠖式压电直线驱动器设计

设计了一种具有大行程、大输出力的尺蠖式压电直线驱动器。驱动器包括左、右2组结构相同的箝位机构、主驱动压电陶瓷以及输出方轴。该驱动器结构相对简单紧凑,并可断电自锁。箝位机构采用自锁结构,具有足够大的箝位力,因此驱动器可以有效实现较大的输出力。最后采用有限元法对箝位机构的位移、应力、振动模态以及固有频率进行了仿真分析,对其进行结构优化。

行走式尺蠖压电直线驱动器研究现状及关键技术综述

尺蠖压电驱动器具有大行程、高精度、大输出力、快速响应、无磁场影响等优点,在超精密定位领域具有广泛的应用前景。而行走式尺蠖压电驱动器又以箝位机构结构简单、刚度和动态性能好,中间驱动机构偏摆小,整体体积小,运动稳定性好等特性引起世界各国的关注。在阐述行走式尺蠖压电驱动器的本质、组成结构及运动原理的基础上,对其国内外研究现状及其关键技术进行了分析,并对其发展趋势进行了展望。

蠕动式压电直线驱动器的发展及应用

综述了国内外尺蠖驱动器的发展及其研究现状,列举了一些典型例子,总结了尺蠖驱动器的应用领域。针对现在的尺蠖驱动器在设计、材料、控制等方面存在的问题,指出了在其研究开发中需要解决的关键技术。

提高蠕动式压电直线驱动器输出力的研究进展

蠕动式压电直线驱动器具有大位移行程和高位移分辨率的特点,但是箝位机构利用静摩擦力输出负载的方式大大限制了系统的进给刚度和输出推力。从箝位机构的结构类型、运动方式以及和新材料新技术的交叉应用等方面,介绍了几种典型尺蠖驱动器的研究进展,为提高系统的输出力,指出了今后的研究方向。

精密直线压电驱动器的设计与研究

针对现有直线驱动器精度及输出位移受限等问题,该文基于改进的尺蠖原理,以压电陶瓷堆为动力源设计了一种新型精密直线驱动器。首先介绍该驱动器的结构原理、运行过程及实现方式,然后对该驱动器所用压电陶瓷的特性进行分析,并采用ANSYS对主要部件进行有限元分析。本驱动器采用特有柔性铰链结构和柔性箝位片设计结构,可实现双向移动和输出位移不受限,有效弥补了现有驱动器的一些不足,实用价值较高,有望在微驱动领域推广与应用。

直线压电驱动器的发展研究及关键技术

直线驱动器是机电系统运行的关键,直线压电驱动器以其特有的优势在该领域迅速发展,引起广泛关注。它可实现高分辨率的运动,响应速度快、精度高,没有空回、粘滑等现象,且不发热,无噪声、无污染,控制方法简单。本文介绍了直线压电驱动器的技术特点,并对国内外的压电驱动器发展及应用情况进行详细介绍,指出了压电驱动领域的关键技术,对直线压电驱动器新一代样机的研制具有指导意义。