压电舵机微位移放大机构设计 被引量：7

1

作者 于志远 姚晓先 +1 位作者 戴闰志 吴松平 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1653-1657,共5页

针对一种新型压电舵机的微位移放大机构,提出一种基于刚度分析的设计方法。阐述了压电舵机的组成及工作原理,并推导出压电舵机数学模型,分析微位移放大机构结构参数对压电舵机系统性能的影响,进而确定了柔性铰链的设计原则。对5种单轴... 针对一种新型压电舵机的微位移放大机构,提出一种基于刚度分析的设计方法。阐述了压电舵机的组成及工作原理,并推导出压电舵机数学模型,分析微位移放大机构结构参数对压电舵机系统性能的影响,进而确定了柔性铰链的设计原则。对5种单轴柔性铰链的刚度特性进行分析,得到了柔性铰链刚度比的变化曲线,并采用有限元分析的方法对微位移放大机构进行了参数优化设计。仿真分析结果表明,该种方法对于压电舵机微位移放大机构的设计十分有效。 展开更多

关键词 机械学 压电舵机 微位移放大机构 刚度

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具有柔性铰链的差式微位移放大机构的受力分析 被引量：11

2

作者 杨志刚 李军 +2 位作者 张春洪 吴博达 程光明 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2000年第1期57-61,共5页

１弓ｌ言压电陶瓷驱动器具有体积小、精度高、功耗低和易于控制等优点，在微位移驱动领域中得到广泛的应用“‘。但由于其驱动位移通常只有零点几微米至十几微米，限制了它的应用。为放大其驱动位移，人们开发研制了多种微位移放大机构... １弓ｌ言压电陶瓷驱动器具有体积小、精度高、功耗低和易于控制等优点，在微位移驱动领域中得到广泛的应用“‘。但由于其驱动位移通常只有零点几微米至十几微米，限制了它的应用。为放大其驱动位移，人们开发研制了多种微位移放大机构，其中具有柔性铰链的差式微位移放大... 展开更多

关键词 柔性铰链 受力 微位移放大机构 压电陶瓷驱动器

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适用于FSM系统的菱形微位移放大机构设计 被引量：3

3

作者 方楚 郭劲 +2 位作者 徐新行 姜振华 王挺峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期162-168,共7页

为了增加压电陶瓷驱动快速反射镜的偏摆范围,对菱形微位移放大机构进行了研究设计。首先介绍了菱形结构的放大原理并利用变形能法分析了影响菱形结构性能的关键参数,然后建立了快速反射镜系统要求与菱形结构设计要求之间的联系,并根据... 为了增加压电陶瓷驱动快速反射镜的偏摆范围,对菱形微位移放大机构进行了研究设计。首先介绍了菱形结构的放大原理并利用变形能法分析了影响菱形结构性能的关键参数,然后建立了快速反射镜系统要求与菱形结构设计要求之间的联系,并根据自行设计的快速反射镜系统选择了菱形结构的关键参数,最后通过有限元仿真对菱形结构和快速反射镜系统进行了模态分析并对快速反射镜的偏摆范围进行了实验测试。仿真与实验结果表明,快速反射镜的偏摆范围大于6′,低阶谐振频率约为400 Hz,满足了快速反射镜的系统要求。文中研究得出,菱形结构的位移放大倍率与最大驱动力是此消彼长的两个性能,可以通过合理调整菱形长轴与菱形边夹角以及菱形边宽度使两个性能同时满足系统设计要求。 展开更多

关键词 快速反射镜 压电陶瓷 位移放大机构 菱形结构

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压电陶瓷驱动器菱形位移放大机构的动态应变测量 被引量：3

4

作者 郑星 凌明祥 +1 位作者 刘谦 严侠 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第1期56-59,共4页

为监测压电陶瓷驱动器并联驱动时各自的动态输出状态,利用压电陶瓷驱动器中位移放大机构的菱形对称结构建立全桥应变测量方法,通过位移放大机构菱边在振动过程中的动态应变变化来反映压电陶瓷驱动器的工作状态。对不同状态下位移放大机... 为监测压电陶瓷驱动器并联驱动时各自的动态输出状态,利用压电陶瓷驱动器中位移放大机构的菱形对称结构建立全桥应变测量方法,通过位移放大机构菱边在振动过程中的动态应变变化来反映压电陶瓷驱动器的工作状态。对不同状态下位移放大机构菱边的动态应变进行实验研究,结果表明:利用位移放大机构对称菱边建立的全桥应变测量方法能够有效获取位移放大机构在振动过程中的动态应变变化,且能够对位移放大机构的运行状态进行实时监测,在带负载和不带负载情况下,设计的位移放大机构菱边在振动过程中的应变量级都在几个微应变,该测量结果也反映出设计的位移放大机构刚度较好,能够保证压电陶瓷驱动器有较好的输出性能。 展开更多

关键词 压电陶瓷 位移放大机构 振动 动态应变

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压电谐波电机位移放大机构的设计 被引量：11

5

作者 辛洪兵 郑伟智 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第5期370-372,375,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 压电谐波电机 压电驱动器 位移放大机构 弹性铰链

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微进给刀架中位移放大机构的优化设计 被引量：4

6

作者 李东明 王顺 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期717-720,共4页

基于压电陶瓷驱动的刀具微进给机构是满足精密加工的重要途径,为进一步增加微进给刀架驱动位移,在微进给刀架中增加一种柔性铰链微位移放大机构,增加压电陶瓷驱动器输出位移。该文设计了4种微位移放大机构,理论计算了静态刚度,利用ANSY... 基于压电陶瓷驱动的刀具微进给机构是满足精密加工的重要途径,为进一步增加微进给刀架驱动位移,在微进给刀架中增加一种柔性铰链微位移放大机构,增加压电陶瓷驱动器输出位移。该文设计了4种微位移放大机构,理论计算了静态刚度,利用ANSYS软件对4种微位移放大机构进行了建模和有限元数值仿真分析,对比了不同类型的微位移放大机构的放大倍数、负载能力和应力情况等静态特性,为优化设计刀具微进给机构打下良好基础。 展开更多

关键词 微进给刀架 压电陶瓷驱动 微位移放大机构 柔性铰链 有限元仿真

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基于三角位移放大机构的压电制动器研究 被引量：8

7

作者 姚俊飞 陈超 陈海鹏 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2017年第6期813-816,共4页

提出了一种应用于压电制动器的微位移放大机构,该机构以叠层压电陶瓷为驱动元件,通过基于三角形放大原理的柔性铰链放大机构,放大叠层压电陶瓷的输出位移。分析了放大机构的运动及放大机理,建立了制动系统的力学模型,并利用ANSYS软件建... 提出了一种应用于压电制动器的微位移放大机构,该机构以叠层压电陶瓷为驱动元件,通过基于三角形放大原理的柔性铰链放大机构,放大叠层压电陶瓷的输出位移。分析了放大机构的运动及放大机理,建立了制动系统的力学模型,并利用ANSYS软件建立机构有限元模型进行仿真,在试制样机上对其输出特性进行了实验。实验测试结果表明,该机构对叠层压电陶瓷输出位移的放大倍数为3.2倍,与有限元仿真得到的放大倍数4倍相近,一阶固有频率为1 814Hz,最大输出力为44.1N(150V电压下),且该机构线性良好、分辨率高、迟滞效应较小。 展开更多

关键词 压电制动器 微位移放大机构 三角形放大 迟滞效应 力学模型

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压电谐波电机单级杠杆式位移放大机构的有限元分析 被引量：1

8

作者 曹胜玉 辛洪兵 《北京工商大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第3期20-23,共4页

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... 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. 展开更多

关键词 压电谐波电机 位移放大机构 弹性铰链 有限元 压电陶瓷

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基于克里金模型的压电位移放大机构优化设计

9

作者 朱元珅 石明辉 +1 位作者 陈江义 沈鹏 《压电与声光》 2025年第2期363-367,共5页

设计了一种以叠层型压电陶瓷驱动、基于三角形放大原理的压电位移放大机构,并采用有限元方法对其静、动态性能进行仿真分析。为优化机构性能,以位移放大比和结构刚度最大化为目标,考虑尺寸参数对性能的影响,利用最优拉丁超立方生成设计... 设计了一种以叠层型压电陶瓷驱动、基于三角形放大原理的压电位移放大机构,并采用有限元方法对其静、动态性能进行仿真分析。为优化机构性能,以位移放大比和结构刚度最大化为目标,考虑尺寸参数对性能的影响,利用最优拉丁超立方生成设计空间样本点并进行有限元计算。基于计算结果和克里金算法建立优化目标的代理模型,使用非支配排序遗传算法获得最优解集。优化结果表明,位移放大比较初步设计时提升了17.4%,刚度提升了5.3%。根据优化尺寸加工了实验样机并进行测试,测得所设计放大机构的位移放大比为8.49,与仿真值相近。 展开更多

关键词 位移放大机构 有限元 克里金代理模型 NSGA-Ⅱ 优化设计

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压电促动式气浮间隙调节机构设计与性能分析

10

作者 朱元珅 石明辉 +2 位作者 秦东晨 陈江义 沈鹏 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期963-967,共5页

针对传统空气静压主轴无法调节气浮间隙以应对不同运转状态或外载作用的问题,设计了一种空气静压主轴气浮间隙调节机构,采用压电微位移放大机构促动实现气浮间隙的主动调节。通过理论推导与仿真对设计的压电微位移放大机构及整体气浮间... 针对传统空气静压主轴无法调节气浮间隙以应对不同运转状态或外载作用的问题,设计了一种空气静压主轴气浮间隙调节机构,采用压电微位移放大机构促动实现气浮间隙的主动调节。通过理论推导与仿真对设计的压电微位移放大机构及整体气浮间隙调节机构进行研究分析,并研制了样机进行实验。实验结果表明,在驱动电压为120 V时,所设计的压电微位移放大机构输出位移达518.739μm,气浮间隙调节机构相应输出位移可达189μm,响应时间约为0.38 s。 展开更多

关键词 空气静压主轴 气浮间隙 压电堆叠 逆压电效应 位移放大机构

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菱形微位移压电作动器的输入输出线性建模 被引量：14

11

作者 张春林 张希农 +1 位作者 陈杰 张帅 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期102-106,共5页

针对某定位装置的位移输出问题,研究了一种新型菱形微位移压电作动器,该压电作动器包括压电陶瓷、菱形微位移放大机构以及柔性铰链部分。对菱形微位移放大机构的放大系数进行了分析,发现该放大机构具有把压电堆的原始位移输出从30μm放... 针对某定位装置的位移输出问题,研究了一种新型菱形微位移压电作动器,该压电作动器包括压电陶瓷、菱形微位移放大机构以及柔性铰链部分。对菱形微位移放大机构的放大系数进行了分析,发现该放大机构具有把压电堆的原始位移输出从30μm放大到100μm的能力,放大倍数与菱形环自身夹角θ有关,并且在压电堆输出范围内为比例放大,这些结果可以为更大放大系数的菱形环设计提供依据。建立了该菱形微位移压电作动器输入输出关系的理论线性模型,并将线性模型的模拟结果与实验结果进行了对比,证明该压电作动器线性模型具有较好的精度,能比较准确地反映微位移压电作动器的输入输出关系。 展开更多

关键词 压电陶瓷 作动器 位移放大机构 线性建模

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微动工作台行程放大结构的设计和分析

12

作者 陈冬 陶智 《现代导航》 2012年第4期279-281,278,共4页

研究开发了一种新型的大行程二维压电微动工作台。介绍了弧曲位移放大机构的工作原理,分析了影响放大机构性能的因素;工作台的柔性铰链、弹性平行导板机构、弧曲位移放大机构,采用一体化设计,实现了大行程,并满足了传动导向的高精度、... 研究开发了一种新型的大行程二维压电微动工作台。介绍了弧曲位移放大机构的工作原理,分析了影响放大机构性能的因素;工作台的柔性铰链、弹性平行导板机构、弧曲位移放大机构,采用一体化设计,实现了大行程,并满足了传动导向的高精度、高稳定性要求;与采用杠杆放大的二维工作台作了简单比较,对各自的优缺点作了客观分析。 展开更多

关键词 弧曲位移放大机构 压电陶瓷微致动 微动工作台 二维压电

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基于柔性铰链结构的大口径压电快摆镜 被引量：1

13

作者 王强 时运来 +2 位作者 孙海超 李兴 刘伟 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第1期73-78,共6页

为了解决压电作动器驱动的快速反射镜因压电作动器伸长量较小,导致快速反射镜偏转角过小的问题,该文提出了一款新型快速反射镜设计方案。采用三级杠杆式柔性铰链放大机构实现压电作动器位移的放大,采用柔性轴承作为快摆镜的运动关节实... 为了解决压电作动器驱动的快速反射镜因压电作动器伸长量较小,导致快速反射镜偏转角过小的问题,该文提出了一款新型快速反射镜设计方案。采用三级杠杆式柔性铰链放大机构实现压电作动器位移的放大,采用柔性轴承作为快摆镜的运动关节实现快摆镜的大角度定轴偏转。通过理论推导和有限元仿真对快摆镜的最大偏转角度、等效应力、谐振频率以及振型进行分析。实验结果表明,所设计的快摆镜可以实现大于2 mrad的镜面偏转,满足大范围、高精度的光束定位要求。 展开更多

关键词 柔性铰链 逆压电效应 压电作动器 大口径压电快摆镜 位移放大机构

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压电喷射点胶阀的喷射性能分析及实验研究 被引量：9

14

作者 焦晓阳 刘建芳 +2 位作者 谷峰春 刘国君 刘晓论 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期193-198,共6页

利用压电叠堆具有较好的响应特性和输出特性的特点,提出了一种新型压电驱动式喷射点胶阀。该喷射点胶阀主要由压电叠堆、杠杆式微位移放大机构、阀杆和喷嘴组成。对胶液实现喷射的条件进行了理论分析,并利用ANSYS软件对喷嘴重胶液流场... 利用压电叠堆具有较好的响应特性和输出特性的特点,提出了一种新型压电驱动式喷射点胶阀。该喷射点胶阀主要由压电叠堆、杠杆式微位移放大机构、阀杆和喷嘴组成。对胶液实现喷射的条件进行了理论分析,并利用ANSYS软件对喷嘴重胶液流场进行仿真,得到了阀杆位移、胶液黏度和驱动气压对喷射点胶的影响规律,最后通过实验验证了理论分析和仿真的正确性。当胶液的黏度为2 Pa.s时,获得的胶点最小直径为0.5 mm,胶点一致性误差在6%以内。为电子封装业提供了更加高效和准确的点胶方法。 展开更多

关键词 压电驱动 流场分析 微位移放大机构 喷射点胶

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微量试剂分配压电叠堆泵的设计与实验 被引量：3

15

作者 陈立国 邵超 +2 位作者 刘德利 陈涛 朱永杨 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第3期382-385,389,共5页

设计、研制了进行微量、快速、精确试剂分配的压电叠堆泵,研究了压电叠堆泵的结构及工作原理,利用解析法和有限元仿真分析法对泵膜、位移放大机构的静态、动态特性进行了分析和研究,并研究了关键参数对泵性能的影响。对样机进行实验研究... 设计、研制了进行微量、快速、精确试剂分配的压电叠堆泵,研究了压电叠堆泵的结构及工作原理,利用解析法和有限元仿真分析法对泵膜、位移放大机构的静态、动态特性进行了分析和研究,并研究了关键参数对泵性能的影响。对样机进行实验研究,研究了压电叠堆泵的输出流量、压力分别同加载电压及频率的关系,并测试了压电叠堆泵和试剂泵的输出流量的重复精度和精度。实验结果表明,该文研制的压电叠堆泵能满足微量、快速、精确的试剂分配的要求。 展开更多

关键词 微量试剂分配 微泵 压电叠堆 微位移放大机构

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压电谐波电机的研究 被引量：14

16

作者 辛洪兵 郑伟智 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2004年第2期122-125,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 压电谐波电机 谐波传动 压电驱动器 微位移放大机构

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多片压电双晶片并联驱动器的设计 被引量：2

17

作者 张晓丽 梁大开 +1 位作者 芦吉云 朱珠 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期339-343,共5页

针对微型无人机在受到外界干扰时通过自适应控制来实现飞行的稳定性设计了一种多片压电双晶片并联驱动的新型驱动器。用功率放大器和频谱分析仪分别对驱动器的在空载和带载情况下的静态特性和动态特性进行了测试,分析比较了在不同负载... 针对微型无人机在受到外界干扰时通过自适应控制来实现飞行的稳定性设计了一种多片压电双晶片并联驱动的新型驱动器。用功率放大器和频谱分析仪分别对驱动器的在空载和带载情况下的静态特性和动态特性进行了测试,分析比较了在不同负载下单片压电双晶片和双片压电双晶片组成的驱动器的驱动能力,测得了双片压电双晶片并联驱动器的输出位移和驱动电压之间的传递函数。实验结果表明:该驱动器不仅可以实现位移放大,而且可以通过多片压电双晶片并联补偿驱动器的输出力,为设计新型压电双晶片驱动器提供了新的思路,同时为压电双晶片驱动器的自适应控制提供了参考。 展开更多

关键词 压电双晶片 位移放大机构 并联驱动器

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基于超磁致伸缩材料的快速制动执行器的设计

18

作者 徐爱群 洪灵 胡树根 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期1307-1313,1327,共8页

为有效解决制动执行器快速运动和高精度定位的矛盾,采用超磁致伸缩执行器来操纵制动机构,以提高制动系统的响应速度。在分析快速制动器的设计要求及其执行器的原理和可行性的基础上,进行了快速制动执行器总体方案设计和主要部件设计。... 为有效解决制动执行器快速运动和高精度定位的矛盾,采用超磁致伸缩执行器来操纵制动机构,以提高制动系统的响应速度。在分析快速制动器的设计要求及其执行器的原理和可行性的基础上,进行了快速制动执行器总体方案设计和主要部件设计。根据制动所需的位移量和制动力,给出了GMM棒的长度和直径计算方法。由压磁方程结合快速制动要求,建立了螺管线圈的匝数与励磁电流的乘积与执行器输出位移量的关系,避免了直接求解激励磁场强度的困难。与此同时还探讨了线圈匝数和电流选择的依据,推导了位移放大机构尺寸的计算公式。最后进行了实验验证,结果表明B-GMA的工作特性能满足快速制动的要求。 展开更多

关键词 快速制动执行器 超磁致伸缩材料 励磁线圈 柔性铰链 位移放大机构

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三自由度精密定位工作台的设计与仿真

19

作者 王宏峰 陈道炯 刘巍 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第5期803-806,共4页

设计一种以压电陶瓷为驱动,通过柔性机构放大输出位移的精密定位工作台。给出了该精密定位工作台的结构模型,建立了精密定位工作台的位置输入输出方程,分析和计算了柔性铰链微位移放大机构的位移放大倍数。通过仿真确定工作台各自由度... 设计一种以压电陶瓷为驱动,通过柔性机构放大输出位移的精密定位工作台。给出了该精密定位工作台的结构模型,建立了精密定位工作台的位置输入输出方程,分析和计算了柔性铰链微位移放大机构的位移放大倍数。通过仿真确定工作台各自由度的变形量与压电陶瓷驱动器伸缩量之间的关系与运动特性。结果表明,该精密定位工作台能实现定位误差为0.1μm的高精度定位。通过与3点支撑微位移放大机构工作台的比较,显示出4点支撑微位移放大机构工作台可减小交叉耦合的影响。 展开更多

关键词 柔性铰链 微动工作台 压电陶瓷驱动器 微位移放大机构

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无铅压电叠层驱动器极化工艺及驱动性能研究 被引量：7

20

作者 姚萌 杜慧玲 +2 位作者 史翔 安群力 任广林 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期92-96,共5页

为提升Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(NBT-KBT)系无铅压电陶瓷压电性能,开发新型无铅压电叠层驱动器,该文采用单因素方差分析与正交试验设计方法优化研究了0.8NBT-0.2KBT压电陶瓷的极化工艺,最优极化工艺为极化电场6kV/mm... 为提升Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(NBT-KBT)系无铅压电陶瓷压电性能,开发新型无铅压电叠层驱动器,该文采用单因素方差分析与正交试验设计方法优化研究了0.8NBT-0.2KBT压电陶瓷的极化工艺,最优极化工艺为极化电场6kV/mm,极化温度70℃,极化时间50 min,保压时间21 min,测得压电系数d33达到108pC/N;制备了无铅陶瓷叠层驱动器,并基于三角放大原理和柔性铰链结构设计一种新型外置放大机构,分别对有无外置放大机构的叠层驱动器微位移量进行对比测试,结果表明,与有外置放大机构的叠层驱动器相比,直接驱动的叠层驱动器位移量放大了3.7倍,在150V驱动电压下位移量达到25μm。这种无铅压电陶瓷驱动器具有大位移量、稳定性及低成本等特性,有望应用于微精密定位系统领域。 展开更多

关键词 无铅压电陶瓷 正交实验 极化工艺 叠层驱动器 位移放大机构

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