新式微型惯性压电移动机构驱动理论及实验研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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新式微型惯性压电移动机构驱动理论及实验研究

项目名称：新式微型惯性压电移动机构驱动理论及实验研究
项目类别：面上项目
批准号：50475010
申请代码：E050103
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：曾平
负责人职称：教授
依托单位：吉林大学
批准年度：2004

中文摘要：

提出通过机械方式控制压电移动机构和支撑面之间摩擦力的有序变化，形成有规律的一维和多维运动的新式惯性压电移动装置的研究方案。控制摩擦力的变化的方式有两种１通过压电移动机构和支撑面之间的摩擦系数的变化，改变摩擦力；２通过改变运动时压电移动机构与接触面之间的正压力，控制摩擦力的变化。形成运动的机理构思新颖，符合摩擦学的基本原理。且和目前利用锯齿波电信号控制的惯性压电移动机构具有质的区别。研究工作内容涉及压电学、机械学、电学、振动分析、摩擦学、力学、材料学等多方面知识，属于多学科知识综合运用的研究项目。本项目的研究工作，将为压电移动机构的研究，提供新的思路，开辟新的途径，为微小型移动机械，机器人的移动机构等方面的研究工作提供新的可借鉴的方案，具有明显的科学意义和实际应用价值。

中文主题词：压电；摩擦；惯性冲击；驱动机构

英文摘要：

Piezoelectricity ；Friction； In

英文主题词： Piezoelectricity ；Friction； In

结论摘要：

提出通过机械方式控制压电驱动机构和支撑面之间摩擦力的有序变化，形成有规律运动的摩擦力变化式压电惯性驱动装置的研究方案。控制摩擦力变化的方式有两种其一是通过改变运动时压电驱动机构与接触面之间的正压力，控制摩擦力变化；其二是通过改变移动机构和支撑面之间摩擦系数，控制摩擦力的变化。完成的研究内容包括1）探讨了压电移动机构产生运动的作用机理，揭示了接触面摩擦作用和压电元件的快速伸缩形式对压电移动机构的影响；2)建立了压电移动机构的动力学模型，利用Matlab进行了仿真，系统地研究了机构的动态特性；3)设计和研究了一维直线、旋转的正压力变化式压电移动机构；4）设计研究了单自由度摩擦系数变化式压电移动机构；5）完成多维驱动的压电移动机构的方案设计和研究；6）制作样机，搭建了试验测试系统，对各种机构进行了试验研究。结果表明，直线机构最小运动步长50 nm，旋转机构最小转角15μrad；7) 构建了压电惯性移动机构的闭环控制系统。试验测试表明该闭环控制系统有效地减小了滞环的影响，提高了定位精度。课题工作为压电驱动机构的研究和微小型移动机械、机器人的移动机构等方面的研究工作提供了新的思路。

成果综合统计