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二次压电效应研究及利用其原理设计微驱动器探析 被引量:10
1
作者 史丽萍 孙宝元 钱敏 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1522-1525,共4页
目前,对于压电效应理论与应用的研究,主要集中在一次压电效应,而二次压电效应的研究尚处于初级阶段.应用四类压电方程推导了二次压电效应理论公式,并使用压电石英晶体从能量的角度验证了该公式的正确性.之后,以22片石英晶片构成石英叠堆... 目前,对于压电效应理论与应用的研究,主要集中在一次压电效应,而二次压电效应的研究尚处于初级阶段.应用四类压电方程推导了二次压电效应理论公式,并使用压电石英晶体从能量的角度验证了该公式的正确性.之后,以22片石英晶片构成石英叠堆,将其作为被测晶组进行了二次压电效应的实验研究.理论与实验均表明,在石英叠堆上施加外力,石英晶体从正压电效应开始,由二次逆压电效应所产生的形变与施加在其上面的外力有良好的线性关系,并依此提出了利用二次压电效应原理设计微驱动系统的观点. 展开更多
关键词 石英 二次压电效应 微驱动 边界条件
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基于规则的仿人智能控制在微驱动系统中的应用 被引量:10
2
作者 孙立宁 张涛 +2 位作者 曲东升 李国君 刘美霞 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期101-103,106,共4页
根据三角形放大原理设计出一种以压电陶瓷为驱动元件、应变片为微位移传感元件的精密微位移机构,由于压电陶瓷存在迟滞、蠕变和非线性的不足,并且难于得到其准确的数学模型,采用常现线性PID控制方法很难实现微驱动机构的高速高精度... 根据三角形放大原理设计出一种以压电陶瓷为驱动元件、应变片为微位移传感元件的精密微位移机构,由于压电陶瓷存在迟滞、蠕变和非线性的不足,并且难于得到其准确的数学模型,采用常现线性PID控制方法很难实现微驱动机构的高速高精度控制,针对这一问题,将基于数字PI控制的仿人智能控制方法应用于微驱动系统的控制中,它是在数字PID控制算法的基础上通过仿人智能控制的特征变量en·Δen的取值符号选择相应的控制策略,实验结果表明采用该方法可以大大地提高系统的静态和动态性能. 展开更多
关键词 仿人智能控制 压电陶瓷 微驱动系统 定位精度
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形状记忆合金薄膜微驱动器过程准可控研究 被引量:3
3
作者 曲炳郡 李路明 +1 位作者 张玉玲 王立鼎 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期64-66,共3页
研究了形状记忆合金(SMA)驱动器的过程不可控及过程准可控输出特性,给出了此类驱动器实 现过程准可控的设计思想——单元互联,及其可控输出位移值与互联单元的一般性关系:对于 n个具有双程形状记忆效应的单元互联而成的SMA驱动器,有2n... 研究了形状记忆合金(SMA)驱动器的过程不可控及过程准可控输出特性,给出了此类驱动器实 现过程准可控的设计思想——单元互联,及其可控输出位移值与互联单元的一般性关系:对于 n个具有双程形状记忆效应的单元互联而成的SMA驱动器,有2n个可控位移输出. 对一类基于单元互联实现变力夹持的SMA薄膜微夹持器进行了理论探讨. 展开更多
关键词 形状记忆合金薄膜 夹持器 过程不可控 过程准可控 单元互联 微驱动材料
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压电型惯性微驱动器研究 被引量:6
4
作者 卢秋红 高志军 +1 位作者 颜国正 颜德田 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2004年第2期112-115,共4页
提出基于惯性-摩擦的新型压电驱动方式,设计出可实现直线运动和圆周运动的压电微型驱动器。对微驱动器进行了动力学建模,给出了试验结果及分析,并讨论了驱动器的应用方向。
关键词 压电效应 微驱动 惯性-摩擦
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基于PZT的宏/微驱动机器人研究 被引量:2
5
作者 孙立宁 孙绍云 +1 位作者 荣伟彬 蔡鹤皋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期16-19,共4页
综述了基于PZT的宏/微机器人的概念、现状、应用及所展开的相关研究成果。阐述了宏/微机器人克服了传统定位系统的局限性,可以同时满足大行程、高速高准确度的定位要求;压电陶瓷作为一种新型驱动器具有结构紧凑、体积小,可以做到无机械... 综述了基于PZT的宏/微机器人的概念、现状、应用及所展开的相关研究成果。阐述了宏/微机器人克服了传统定位系统的局限性,可以同时满足大行程、高速高准确度的定位要求;压电陶瓷作为一种新型驱动器具有结构紧凑、体积小,可以做到无机械摩擦、无间隙、较高的位移分辨率等特点,用于宏/微结合,可得到了良好的效果。介绍了基于PZT的宏/微机器人的研究现状和成果,这些宏/微机器人分别用于精密装配、光纤对接、IC封装、生物工程、柔性手臂等领域。 展开更多
关键词 PZT 宏/微驱动机器人 压电陶瓷 驱动 位移分辨率 宏/操作器系统
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微驱动技术在新型镗床中的应用 被引量:2
6
作者 章云 杨宜民 李医民 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 1998年第5期40-43,共4页
介绍了一种采用微驱动技术的新型NC镗床。讨论了以压电元件为动力部件的变形镗杆的工作原理、机械结构及其设计,简单介绍其控制。装有这种新型变形镗杆的NC镗床能高效地镗削活塞异形销孔,并达到微米精度的要求。
关键词 微驱动技术 压电式 变形镗杆 镗床
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基于ANSYS的面内压电微驱动器有限元分析 被引量:3
7
作者 赵玉侠 任森 +1 位作者 狄杰建 赵全亮 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期713-716,共4页
设计了一种新型水平面内微驱动器,其具有结构简单,响应速度快,输出位移大的特点。通过ANSYS软件建立了微驱动器的有限元模型,并对其进行压电分析,获得y、z向的变形图,其输出端的y、z向位移分别为0.61μm和1.13μm。经过模态分析获得微... 设计了一种新型水平面内微驱动器,其具有结构简单,响应速度快,输出位移大的特点。通过ANSYS软件建立了微驱动器的有限元模型,并对其进行压电分析,获得y、z向的变形图,其输出端的y、z向位移分别为0.61μm和1.13μm。经过模态分析获得微驱动器的前五阶共振频率,并提取了前三阶振型图,研究结果可知共振状态对微驱动器工作的影响状况。对微驱动器的关键尺寸进行了参数化研究,可对微驱动器的进一步设计提供理论指导。 展开更多
关键词 水平面内 压电微驱动 有限元分析 ANSYS软件 模态
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溶胶-凝胶法制作PZT微驱动器的研究 被引量:2
8
作者 邱成军 刘红梅 +3 位作者 张辉军 赵全亮 孟丽娜 曹茂盛 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期24-27,共4页
采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了PZT压电薄膜,利用PZT的压电效应制作以PZT薄膜为驱动的V型阀微驱动器。针对微驱动器的关键结构驱动膜,探索了Si/SiO2/Ti/Au/PZT/Cr/Au多层驱动膜结构制备方法,解决了在硅基底上制备PZT薄膜的问题,同时详... 采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了PZT压电薄膜,利用PZT的压电效应制作以PZT薄膜为驱动的V型阀微驱动器。针对微驱动器的关键结构驱动膜,探索了Si/SiO2/Ti/Au/PZT/Cr/Au多层驱动膜结构制备方法,解决了在硅基底上制备PZT薄膜的问题,同时详细探讨了硅各向异性刻蚀微驱动器的关键部件驱动腔、单向阀的工艺,解决了集成制作的V型阀微驱动器的关键工艺问题,并通过SEM照片对V型阀和多层驱动膜进行了表征。研究结果表明,采用MEMS与IC技术结合的方法成功地完成了微驱动器的研制,得到的驱动腔硅杯平坦均匀。在V型阀微驱动器整体设计中需要的硅片数目少,降低了器件的复杂性,可以满足低功耗、小型化和批量生产的要求。 展开更多
关键词 PZT薄膜 溶胶-凝胶法 各向异性刻蚀 微驱动 MEMS
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V型电致热微驱动器的力学特性分析 被引量:8
9
作者 张永宇 沈雪瑾 陈晓阳 《微纳电子技术》 CAS 2003年第7期80-83,共4页
运用能量法推导并建立了一种V型悬臂粱电热微致动器的力学模型。利用该力学模型得到了致动器的力学特性 ,并且与相关的实验结果进行了对比。由理论分析和实验对比发现 。
关键词 V型电致热微驱动 力学特性 MEMS 热膨胀系数 型机电系统
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低压大位移静电微驱动器驱动机理分析 被引量:3
10
作者 田文超 陈志强 贾建援 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期85-89,共5页
针对微电子机械系统领域中横向加载单向变形静电微驱动器存在位移过小或驱动电压过大的问题,提出一种纵横弯曲硅基大位移低电压静电微驱动器.分析了静电调节力、温度应力和挤压力对微梁变形的影响.基于纵横弯曲理论,推导出位移放大系数... 针对微电子机械系统领域中横向加载单向变形静电微驱动器存在位移过小或驱动电压过大的问题,提出一种纵横弯曲硅基大位移低电压静电微驱动器.分析了静电调节力、温度应力和挤压力对微梁变形的影响.基于纵横弯曲理论,推导出位移放大系数δ.仿真结果发现,纵横弯曲微驱动器的驱动机理实质是通过位移放大系数δ,放大单向加载横向驱动器变形量,从而实现大位移、低电压驱动目的;5V驱动电压可实现高达17.5μm的位移,远大于目前传统横向加载单向变形微驱动器的变形量. 展开更多
关键词 微驱动 纵横弯曲 放大系数 电子机械系统
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扭臂式静电微驱动器的pulli-n现象分析 被引量:1
11
作者 孙东明 董玮 +3 位作者 玄伟 刘彩霞 王国东 陈维友 《微纳电子技术》 CAS 2006年第5期251-253,共3页
从扭臂式微驱动器模型出发,分析了器件在静电驱动条件下pulli-n现象的产生条件,并给出公式化结果。讨论了器件的几何结构参数对于pulli-n现象的影响,并对具体结构的器件给出了pulli-n角度和pulli-n电压等方面的分析结果。对于特定的扭... 从扭臂式微驱动器模型出发,分析了器件在静电驱动条件下pulli-n现象的产生条件,并给出公式化结果。讨论了器件的几何结构参数对于pulli-n现象的影响,并对具体结构的器件给出了pulli-n角度和pulli-n电压等方面的分析结果。对于特定的扭臂结构,pulli-n角度为悬臂梁最大扭转角度的44.04%,且与扭臂的结构参数无关。 展开更多
关键词 微驱动 静电驱动 扭臂 pull—in现象
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磁悬浮微驱动器的定位控制系统设计 被引量:2
12
作者 陈军 杨数强 《电子技术应用》 北大核心 2012年第3期96-98,共3页
针对磁场同步跟随式磁悬浮微驱动器,构建了新型的集驱动、测量和控制于一体的磁悬浮微驱动器定位系统。设计了一套以DSP为核心的硬件控制板的运行软件。采用LabVIEW软件实现了上位机的数据采集、显示、分析及保存等功能。以(1.231,1... 针对磁场同步跟随式磁悬浮微驱动器,构建了新型的集驱动、测量和控制于一体的磁悬浮微驱动器定位系统。设计了一套以DSP为核心的硬件控制板的运行软件。采用LabVIEW软件实现了上位机的数据采集、显示、分析及保存等功能。以(1.231,1.227)mm、(1.529,1.516)mm两点为目标进行了定位实验。实验结果证明这种定位控制系统的误差在0.001-0.009mm之间,该定位控制系统具有较好的控制精度。 展开更多
关键词 磁悬浮 微驱动 定位 控制
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硅基大位移低驱动电压静电微驱动器变形分析 被引量:2
13
作者 田文超 贾建援 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期109-113,共5页
针对目前横向加载单向变形静电微驱动器存在的位移过小或驱动电压过大的问题,提出一种基于纵横弯曲变形原理的硅基大位移低电压静电微驱动器模型,将弹性力由传统意义的恢复力改变为驱动力,推导出微驱动器挠度变形的控制方程.通过仿真发... 针对目前横向加载单向变形静电微驱动器存在的位移过小或驱动电压过大的问题,提出一种基于纵横弯曲变形原理的硅基大位移低电压静电微驱动器模型,将弹性力由传统意义的恢复力改变为驱动力,推导出微驱动器挠度变形的控制方程.通过仿真发现,该驱动器的驱动位移高达145μm,远大于目前微驱动器的变形量;驱动电压仅为5V,远低于目前微驱动器的驱动电压值. 展开更多
关键词 电子机械系统 微驱动 纵横弯曲 挠度方程
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梳齿式静电微驱动器稳定性分析与结构优化 被引量:1
14
作者 单体强 齐杏林 +1 位作者 周晓东 范志锋 《微纳电子技术》 北大核心 2016年第7期449-455,472,共8页
针对典型梳齿式静电微驱动器驱动稳定性差的问题,建立微驱动器驱动稳定性分析模型,系统分析微驱动器驱动稳定性随其各结构参数的变化关系,提出基于稳定性因子的微驱动器驱动稳定性评估方法。提出弹性支撑机构外置方案,建立弹性梁非线性... 针对典型梳齿式静电微驱动器驱动稳定性差的问题,建立微驱动器驱动稳定性分析模型,系统分析微驱动器驱动稳定性随其各结构参数的变化关系,提出基于稳定性因子的微驱动器驱动稳定性评估方法。提出弹性支撑机构外置方案,建立弹性梁非线性特征模型,基于模型分析结果设计预弯弹性梁结构,建立基于梳齿结构参数的静电力模型,研究不同梳齿结构对驱动器驱动稳定性的影响。研究结果表明,弹性支撑机构外置、预弯弹性梁结构以及线性交叠梳齿结构能够有效提高梳齿微驱动器大位移输出的驱动稳定性。 展开更多
关键词 静电微驱动 稳定性 弹性支撑机构 梳齿结构 静电力模型
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电磁悬浮式微驱动器的同步跟随驱动设计 被引量:1
15
作者 姜伟光 杨涛 +1 位作者 陈军 陈本永 《浙江理工大学学报(自然科学版)》 2009年第4期534-537,551,共5页
提出了一种基于CPLD控制的多路电流方向快速转换的新方法,解决了电磁悬浮式微驱动器的磁场同步跟随问题,实现了微动平台的同步跟随运动。设计了以CPLD为核心的快速电流方向变换同步跟随驱动电路,通过光耦隔离同步触发可控硅达到导线通... 提出了一种基于CPLD控制的多路电流方向快速转换的新方法,解决了电磁悬浮式微驱动器的磁场同步跟随问题,实现了微动平台的同步跟随运动。设计了以CPLD为核心的快速电流方向变换同步跟随驱动电路,通过光耦隔离同步触发可控硅达到导线通电模式转换的控制,达到了电流方向改变目的,实现了电磁场的同步跟随运动。用实验验证了电磁悬浮式微驱动器同步跟随驱动设计的可行性和实用性。 展开更多
关键词 微驱动 磁场同步跟随 CPLD 可控硅
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基于单神经元PSD压电微驱动系统控制的研究
16
作者 陈道炯 单世宝 +1 位作者 韦光辉 宫赤坤 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第6期665-667,共3页
压电式微驱动器具有灵敏度高,响应快,易于控制,性能稳定等特点,由于压电陶瓷复杂的机理,它存在着迟滞、蠕变和非线性的压电误差,且受环境温度、外力振动等因素影响,在高精度定位时存在较大误差,为了消除压电陶瓷迟滞、蠕变、非线性及其... 压电式微驱动器具有灵敏度高,响应快,易于控制,性能稳定等特点,由于压电陶瓷复杂的机理,它存在着迟滞、蠕变和非线性的压电误差,且受环境温度、外力振动等因素影响,在高精度定位时存在较大误差,为了消除压电陶瓷迟滞、蠕变、非线性及其他外部因素对定位精度的影响,采用了单神经元比例、求和、微分(PSD)功能的控制算法,实现微驱动定位工作台的实时控制。实验证明该控制算法对系统定位控制很有效。 展开更多
关键词 神经元比例 求和 分(PSD) 实时控制 微驱动
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微细电火花加工用宏微驱动系统
17
作者 于云霞 《航空制造技术》 北大核心 2003年第10期49-52,共4页
研制了一种宏微电极伺服驱动系统 ,并对系统性能进行了测试。该系统由压电陶瓷与步进电机组合而成 ,能实现电极的高性能伺服 ,并可实现振动式进给 ,以利于蚀除产物的排出 。
关键词 细电火花加工 微驱动系统 伺服进给系统 结构 性能测试
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Su-8胶-金属复合材料电热微驱动器 被引量:1
18
作者 陈婧 丁桂甫 杨卓青 《微纳电子技术》 CAS 2008年第12期706-711,共6页
针对以金属嵌入式Su-8光刻胶作为新型弯曲梁式微驱动器结构材料的特点,在仿真分析过程中,考虑了狭小空气间隙中热传导机制的影响。分析结果表明,器件的工作电压随着悬空高度的增加而降低;当悬空高度达到270μm时,可忽略热传导机制。在... 针对以金属嵌入式Su-8光刻胶作为新型弯曲梁式微驱动器结构材料的特点,在仿真分析过程中,考虑了狭小空气间隙中热传导机制的影响。分析结果表明,器件的工作电压随着悬空高度的增加而降低;当悬空高度达到270μm时,可忽略热传导机制。在微加工工艺流程中,引入新的牺牲层材料,显著提升了工艺流程的兼容性和加工效果的稳定性。在此基础上研制的新型电热微驱动器实测位移由11.5μm增大至13.9μm,这一结果与传统多晶硅材料弯曲梁式微驱动器的驱动位移5μm相比有显著提高,而能耗亦从180mW降至21.6mW,器件性能得到改善。 展开更多
关键词 电热微驱动 薄层空气热传导 Cu牺牲层 非硅表面加工 机电系统
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一种高分辨力、大行程微驱动压电马达 被引量:6
19
作者 王皓 凌宁 曾志革 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期50-52,共3页
样机采用叠片式压电驱动器作为驱动源,利用一对夹爪与丝杠之间的惯性滑移效应实现纳米级微位移驱动,而用丝杠副实现自锁。微位移测量采用高精度电感式测微仪与光学干涉仪。样机平均位移分辨力为5~15nm,驱动力60N,行程15mm。分析表明,... 样机采用叠片式压电驱动器作为驱动源,利用一对夹爪与丝杠之间的惯性滑移效应实现纳米级微位移驱动,而用丝杠副实现自锁。微位移测量采用高精度电感式测微仪与光学干涉仪。样机平均位移分辨力为5~15nm,驱动力60N,行程15mm。分析表明,对性能的主要影响因素是驱动脉冲参数及丝杠的爬行现象,这为LSPM的进一步优化提供了依据。 展开更多
关键词 位移驱动 压电马达 压电陶瓷
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压电式微驱动器的应用研究
20
作者 杨旭霞 陈道炯 +2 位作者 单世宝 高春雨 韦光辉 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2005年第5期433-437,共5页
在分析常用微驱动器的基础上,设计了一种压电式微驱动器,采用柔性铰链机构实现无机械摩擦、无间隙的高灵敏度微驱动,利用柔性铰链杠杆放大原理增加了叠层式压电陶瓷位移输出,满足了在激光测量系统中作为移相器的工作要求.文章对柔性铰... 在分析常用微驱动器的基础上,设计了一种压电式微驱动器,采用柔性铰链机构实现无机械摩擦、无间隙的高灵敏度微驱动,利用柔性铰链杠杆放大原理增加了叠层式压电陶瓷位移输出,满足了在激光测量系统中作为移相器的工作要求.文章对柔性铰链机构进行了理论分析,建立了数学模型,采用有限元分析方法优化了机构的结构参数. 展开更多
关键词 微驱动 位移 机构
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