壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)

目錄
第1章緒論/1
1.1壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)概述/1
1.1.1壓電驅(qū)動(dòng)的定義和致動(dòng)原理/1
1.1.2壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的起源/2
1.1.3壓電驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)/3
1.1.4壓電驅(qū)動(dòng)器的分類/5
1.2壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究方向概述/5
1.2.1構(gòu)型設(shè)計(jì)/6
1.2.2壓電材料/8
1.2.3摩擦材料/9
1.2.4驅(qū)動(dòng)電源/10
1.2.5運(yùn)動(dòng)控制/11
1.3壓電驅(qū)動(dòng)器的研究現(xiàn)狀/16
1.3.1行波超聲壓電驅(qū)動(dòng)器/16
1.3.2駐波超聲壓電驅(qū)動(dòng)器/20
1.3.3模態(tài)復(fù)合型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器/23
1.3.4疊堆型壓電驅(qū)動(dòng)器/28
1.3.5疊堆與柔性位移放大機(jī)構(gòu)相融合的壓電驅(qū)動(dòng)器/29
1.3.6尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器/32
1.3.7慣性致動(dòng)型壓電驅(qū)動(dòng)器/34
1.3.8行走型壓電驅(qū)動(dòng)器/36
本章參考文獻(xiàn)/37
第2章壓電材料與壓電驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)/50
2.1壓電材料及其基本特性/50
2.1.1壓電效應(yīng)/50
2.1.2壓電材料基本特性與參數(shù)/52
2.2壓電驅(qū)動(dòng)器基本結(jié)構(gòu)形式/61
2.2.1貼片式壓電驅(qū)動(dòng)器/61
2.2.2夾心式壓電驅(qū)動(dòng)器/66
2.3壓電驅(qū)動(dòng)器的基本運(yùn)動(dòng)模式及激勵(lì)方法/71
2.3.1縱向運(yùn)動(dòng)/71
2.3.2彎曲運(yùn)動(dòng)/72
2.3.3扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)/82
2.4彈性體基本振動(dòng)模態(tài)及激勵(lì)方法/84
2.4.1圓環(huán)軸向彎振/84
2.4.2圓筒徑向彎振/89
2.4.3壓電金屬復(fù)合梁縱振/93
2.4.4壓電金屬復(fù)合梁彎振/95
本章參考文獻(xiàn)/97
壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)目錄第3章模態(tài)復(fù)合型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器/99
3.1基本振動(dòng)模態(tài)組合方式/99
3.1.1縱縱模態(tài)組合/99
3.1.2縱彎模態(tài)組合/102
3.1.3彎彎模態(tài)組合/107
3.1.4縱扭模態(tài)組合/110
3.2縱縱復(fù)合型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器/112
3.2.1T形單足直線型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器/112
3.2.2I形雙足直線型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器/114
3.3縱彎復(fù)合型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器/119
3.4彎彎復(fù)合型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器/127
3.4.1同階彎振復(fù)合/127
3.4.2異階彎振復(fù)合/134
3.5模態(tài)復(fù)合型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器特點(diǎn)簡析/141
本章參考文獻(xiàn)/141
第4章旋轉(zhuǎn)型直驅(qū)壓電驅(qū)動(dòng)器/143
4.1旋轉(zhuǎn)型壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡析/143
4.1.1旋轉(zhuǎn)致動(dòng)原理分析/143
4.1.2旋轉(zhuǎn)型壓電驅(qū)動(dòng)器分類/144
4.2基于壓電陶瓷d15模式的旋轉(zhuǎn)型直驅(qū)壓電驅(qū)動(dòng)器/146
4.2.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/146
4.2.2實(shí)驗(yàn)研究/149
4.3基于壓電陶瓷d33模式的旋轉(zhuǎn)型直驅(qū)壓電驅(qū)動(dòng)器/152
4.3.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/152
4.3.2實(shí)驗(yàn)研究/163
4.4基于壓電陶瓷d31模式的旋轉(zhuǎn)型直驅(qū)壓電驅(qū)動(dòng)器/166
4.4.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/166
4.4.2實(shí)驗(yàn)研究/171
4.5關(guān)于緊湊旋轉(zhuǎn)型壓電驅(qū)動(dòng)器的拓展思考/173
4.6本章小結(jié)/175
本章參考文獻(xiàn)/175
第5章尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器/176
5.1尺蠖型精密壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡析/176
5.2四足尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器/177
5.2.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/178
5.2.2仿真分析/180
5.2.3實(shí)驗(yàn)研究/181
5.3雙足尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器/184
5.3.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/184
5.3.2實(shí)驗(yàn)研究/188
5.4尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)解耦/192
5.4.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/193
5.4.2仿真分析/195
5.4.3實(shí)驗(yàn)研究/198
5.5緊湊尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器/205
5.5.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/205
5.5.2仿真分析/208
5.5.3實(shí)驗(yàn)研究/210
5.6本章小結(jié)/213
本章參考文獻(xiàn)/213
第6章慣性致動(dòng)型壓電驅(qū)動(dòng)器/215
6.1慣性精密壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡析/215
6.1.1慣性沖擊式致動(dòng)原理分析/215
6.1.2慣性摩擦式致動(dòng)原理分析/216
6.2彎曲型慣性摩擦式壓電驅(qū)動(dòng)器/218
6.2.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/218
6.2.2仿真分析/219
6.2.3實(shí)驗(yàn)研究/221
6.3彎曲型慣性沖擊式壓電驅(qū)動(dòng)器/225
6.3.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/225
6.3.2仿真分析/227
6.3.3實(shí)驗(yàn)研究/230
6.4慣性致動(dòng)型壓電驅(qū)動(dòng)器的位移回退抑制方法/233
6.4.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/234
6.4.2仿真分析/236
6.4.3實(shí)驗(yàn)研究/238
6.5本章小結(jié)/242
本章參考文獻(xiàn)/243
第7章行走型壓電驅(qū)動(dòng)器/244
7.1多足協(xié)調(diào)步進(jìn)致動(dòng)原理/244
7.2四足行走直線型壓電驅(qū)動(dòng)器/245
7.2.1矩形波電壓激勵(lì)信號下壓電驅(qū)動(dòng)器特性/248
7.2.2梯形波電壓激勵(lì)信號下壓電驅(qū)動(dòng)器特性/251
7.3四足行走旋轉(zhuǎn)型壓電驅(qū)動(dòng)器/255
7.3.1致動(dòng)原理及構(gòu)型設(shè)計(jì)/256
7.3.2四足行走旋轉(zhuǎn)型壓電驅(qū)動(dòng)器特性實(shí)驗(yàn)研究/260
7.4本章小結(jié)/263
本章參考文獻(xiàn)/264
第8章多自由度壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)/265
8.1雙驅(qū)動(dòng)器串聯(lián)式兩自由度直線型壓電驅(qū)動(dòng)器/265
8.1.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/265
8.1.2實(shí)驗(yàn)研究/270
8.2單足致動(dòng)兩自由度旋轉(zhuǎn)型壓電驅(qū)動(dòng)器/276
8.2.1基于夾心式結(jié)構(gòu)的兩自由度旋轉(zhuǎn)型壓電驅(qū)動(dòng)器/276
8.2.2基于貼片式十字梁結(jié)構(gòu)壓電致動(dòng)器的兩自由度旋轉(zhuǎn)型
壓電驅(qū)動(dòng)器/286
8.3雙足致動(dòng)兩自由度直線型壓電驅(qū)動(dòng)器/293
8.3.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)原理/293
8.3.2實(shí)驗(yàn)研究/296
8.4本章小結(jié)/299
本章參考文獻(xiàn)/299
第9章跨尺度壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)/301
9.1跨尺度壓電驅(qū)動(dòng)的基本思想/301
9.2多致動(dòng)模式的一體化融合設(shè)計(jì)/303
9.2.1定子振動(dòng)模態(tài)和運(yùn)動(dòng)模式/303
9.2.2彎曲復(fù)合型壓電驅(qū)動(dòng)器壓電陶瓷片的尺寸和布置/305
9.2.3彎曲復(fù)合型壓電驅(qū)動(dòng)器在諧振工作模式下的諧振頻率/306
9.2.4彎曲復(fù)合型壓電驅(qū)動(dòng)器在非諧振工作模式下的輸出
位移/309
9.3一維直線跨尺度壓電驅(qū)動(dòng)器/312
9.3.1諧振工作模式/313
9.3.2直驅(qū)工作模式/321
9.4平面三維跨尺度壓電驅(qū)動(dòng)器/321
9.4.1壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與致動(dòng)模式/322
9.4.2壓電驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型/328
9.4.3壓電驅(qū)動(dòng)器特性仿真分析/338
9.4.4壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)搭建及特性測試/342
9.4.5基于平面三維跨尺度壓電驅(qū)動(dòng)器的大行程納米定位
平臺/351
9.5本章小結(jié)/369
本章參考文獻(xiàn)/370
第10章壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)典型應(yīng)用/372
10.1精密定位平臺/372
10.2生物組織及細(xì)胞穿刺/374
10.3光學(xué)儀器調(diào)姿/379
10.4超精密加工/383
10.5微納加工/388
10.6振動(dòng)抑制/391
10.7空間機(jī)構(gòu)/396
10.8微納操控機(jī)器人/400
10.9微小型機(jī)器人/404
10.10本章小結(jié)/409
本章參考文獻(xiàn)/409