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压电双晶片型惯性冲击式旋转精密驱动器研究

光学精密工程 2005年第3期13卷 298-304页

作者：张宏壮曾平华顺明程光明杨志刚吉林大学机械科学与工程学院吉林长春130025

研制了一种以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元的新型惯性冲击式旋转精密驱动器。对自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片的动态特性进行了有限元法和实验分析,提出了压电双晶片型惯性冲击式精密驱动器特定的定频调压... 详细信息

研制了一种以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元的新型惯性冲击式旋转精密驱动器。对自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片的动态特性进行了有限元法和实验分析,提出了压电双晶片型惯性冲击式精密驱动器特定的定频调压驱动方法。对压电双晶片型惯性冲击式旋转精密驱动器进行了性能测试,驱动器旋转行程为180°、旋转步长分辨力为1μrad、最大转速为0.2rad/min、最大扭矩为0.02Nm。该驱动器结构简单,特别是成本为传统惯性冲击式驱动器的1/100左右。

关键词：惯性冲击压电双晶片悬臂有限元分析

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压电双晶片的有限元分析及实验(英文)

光学精密工程 2008年第12期16卷 2378-2383页

作者：李龙土邬军飞褚祥诚季叶清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

采用有限元分析方法,分析了压电双晶片悬臂梁的位移形变特征。研究了金属弹性层、压电陶瓷片的材料属性及几何尺寸对双晶片偏转位移的影响;计算了双晶片的弹性模量、厚度以及加载电压与位移形变产生弯应力的关系;通过位移测试、弯应力... 详细信息

采用有限元分析方法,分析了压电双晶片悬臂梁的位移形变特征。研究了金属弹性层、压电陶瓷片的材料属性及几何尺寸对双晶片偏转位移的影响;计算了双晶片的弹性模量、厚度以及加载电压与位移形变产生弯应力的关系;通过位移测试、弯应力测试等相关实验对有限元分析进行了验证。当加载电压为60V(120Vp-p)时,双晶片的偏转位移和弯应力分别为166μm和34.7m.N,实验结果证明本文所建的有限元模型是合理有效的。此外,测试了压电双晶片的振动特性,测得其谐振频率为310Hz,在该频率下加载20Vp-p电压,其端部位移输出即可达1.7mm。有限元分析结果及实验验证为压电双晶片结构的优化设计提供了依据。

关键词：压电双晶片有限元法 PZT 偏转位移

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压电双晶片驱动的仿生柔性扑翼机构研究

光学精密工程 2006年第4期14卷 617-622页

作者：王姝歆陈国平周建华颜景平南京航空航天大学江苏南京210016 扬州大学机械学院江苏扬州225000 东南大学机械系江苏南京210096

分析了昆虫的翅膀-胸部运动系统,并以此为基础,仿生设计出压电双晶片驱动,柔性双摇杆机构放大位移并带动仿生翅拍动的扑翼系统。分析了压电双晶片的工作原理,讨论了柔性四杆机构的自由度和运动学,并对整个系统的准静力学进行探讨,以确... 详细信息

分析了昆虫的翅膀-胸部运动系统,并以此为基础,仿生设计出压电双晶片驱动,柔性双摇杆机构放大位移并带动仿生翅拍动的扑翼系统。分析了压电双晶片的工作原理,讨论了柔性四杆机构的自由度和运动学,并对整个系统的准静力学进行探讨,以确定能否产生足够的力克服空气阻尼。仿真和实验结果表明,通过柔性机构放大压电双晶片位移,能实现仿生翅所需运动,同时进一步的优化设计将有助于改进扑翼机构的运动性能。

关键词：压电双晶片柔性机构扑翼系统微型扑翼飞行器

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压电双晶片型2自由度精密驱动器的动态特性

机械工程学报 2007年第2期43卷 87-91页

作者：张宏壮程光明曾平杨志刚吉林大学机械科学与工程学院长春130025

研制以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元的新型惯性冲击式2自由度精密驱动器。建立基于Karnopp摩擦模型的驱动器动力学模型,对驱动器动态特性进行仿真分析和试验对比研究。提出压电双晶片型惯性冲击式精密驱动器特定的... 详细信息

研制以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元的新型惯性冲击式2自由度精密驱动器。建立基于Karnopp摩擦模型的驱动器动力学模型,对驱动器动态特性进行仿真分析和试验对比研究。提出压电双晶片型惯性冲击式精密驱动器特定的定频调压驱动方法．仿真分析结果和试验结果吻合较好,表明该动力学模型符合驱动器的动态特性,可用于对压电双晶片型惯性冲击式2自由度精密驱动器的理论分析。

关键词：精密驱动压电双晶片惯性冲击动力学仿真摩擦

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压电双晶片型惯性冲击式直线精密驱动器研究

压电与声光 2006年第5期28卷 545-548页

作者：张宏壮程光明华顺明曾平杨志刚吉林大学压电驱动与控制技术研究室吉林长春130025

研制了一种以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元的新型惯性冲击式直线精密驱动器。对自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片的动态特性进行了有限元法(FEM)分析和实验研究,提出了压电双晶片型惯性冲击式精密驱动器特定的... 详细信息

研制了一种以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元的新型惯性冲击式直线精密驱动器。对自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片的动态特性进行了有限元法(FEM)分析和实验研究,提出了压电双晶片型惯性冲击式精密驱动器特定的定频调压驱动方法。对压电双晶片型惯性冲击式直线精密驱动器进行了性能测试,测试表明该驱动器具有结构简单,行程大,驱动力强和分辨率高等特点,特别是其成本不足传统惯性冲击式驱动器的百分之一。

关键词：精密驱动压电双晶片悬臂惯性冲击有限元

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压电双晶片扫描器的低温迟滞蠕变特性

光学精密工程 2012年第5期20卷 1064-1068页

作者：张旋潘鸣中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国电子科技集团公司第五十研究所上海200063

研究了用于空间红外相机低温光学系统的压电双晶片扫描器的低温迟滞蠕变问题。压电双晶片具有行程大,不发热,在低温下仍然能够工作等优点,然而由于压电陶瓷固有的迟滞蠕变特性,使得其扫描精度受到了较大的影响。本文在常温和低温下,对... 详细信息

研究了用于空间红外相机低温光学系统的压电双晶片扫描器的低温迟滞蠕变问题。压电双晶片具有行程大,不发热,在低温下仍然能够工作等优点,然而由于压电陶瓷固有的迟滞蠕变特性,使得其扫描精度受到了较大的影响。本文在常温和低温下,对所研制的压电双晶片扫描器的迟滞和蠕变特性进行实验研究和特性对比。结果显示:尽管压电双晶片扫描器的迟滞量和蠕变量均有大幅度下降,但由于总行程的下降幅度更大,使得迟滞度和蠕变系数有较大上升;120K下的迟滞度约为300K下的2倍,120K下的蠕变系数比300K下的上升了一个数量级。低温下压电双晶片扫描器的迟滞和蠕变特性相比常温下更加严重,这给其在低温下的高精度应用带来了更大的影响。

关键词：红外相机压电双晶片低温光学迟滞蠕变

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压电双晶片的静动态特性分析与测量

压电与声光 2006年第5期28卷 621-623页

作者：葛杨翔王东生李玉和李庆祥清华大学精密仪器与机械学系北京100084

在忽略剪切振动、弯曲振动、扭转振动和横效应振动的近似条件下,分析了压电双晶片的纵效应振动。从压电方程和波动方程出发,推导出了厚度伸缩振动模式的阻抗频响和导纳频响,并在此基础上得到了纵效应振动的一般导纳公式。推导出纵效应... 详细信息

在忽略剪切振动、弯曲振动、扭转振动和横效应振动的近似条件下,分析了压电双晶片的纵效应振动。从压电方程和波动方程出发,推导出了厚度伸缩振动模式的阻抗频响和导纳频响,并在此基础上得到了纵效应振动的一般导纳公式。推导出纵效应振动的等效电路,绘制出阻抗频率响应曲线。另外,采用有限元软件对压电双晶片进行了静态变形、动态特性分析,同时进行了静态和动态测试。将理论计算、有限元分析和实验测试结果进行比对分析,三者结果吻合。

关键词：压电双晶片振动模式等效电路有限元分析激光光纤干涉测振仪

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压电双晶片驱动的压电微泵的研究

压电与声光 2007年第3期29卷 302-304页

作者：王海宁崔大付耿照新陈兴中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室北京100080

介绍了一种基于MEMS技术的压电微泵。该微泵利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜,利用双面湿法腐蚀形成被动阀,并利用压电双晶片作为驱动部件。对压电双晶片的理论变形量和压电微泵的泵腔变化量、泵腔压缩比进行了理论分析,并对其输出流... 详细信息

介绍了一种基于MEMS技术的压电微泵。该微泵利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜,利用双面湿法腐蚀形成被动阀,并利用压电双晶片作为驱动部件。对压电双晶片的理论变形量和压电微泵的泵腔变化量、泵腔压缩比进行了理论分析,并对其输出流量进行了测试。在100 V、20 Hz的方波驱动下,该压电微泵的最大输出流量为317μL/min。结果显示该压电微泵的制作工艺简单,具有良好的流体驱动性能。

关键词：微泵压电双晶片聚二甲基硅氧烷(PDMS)

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压电双晶片参数及温度特性的动态测试方法

仪器仪表学报 2000年第6期21卷 592-596页

作者：叶会英浦昭邦哈尔滨工业大学自动化测试与控制系哈尔滨150001

本文提出一种压电材料参数动态测试模型 ,用于测量压电双晶片的几个主要材料参数 :压电应变常数 d31 、机电耦合系数 k31 、介电常数ε33T、弹性柔顺系数 s1 1 E及材料参数的温度特性。本文的这种测量方法不同于通常的由标准试样测量压... 详细信息

本文提出一种压电材料参数动态测试模型 ,用于测量压电双晶片的几个主要材料参数 :压电应变常数 d31 、机电耦合系数 k31 、介电常数ε33T、弹性柔顺系数 s1 1 E及材料参数的温度特性。本文的这种测量方法不同于通常的由标准试样测量压电材料参数的方法 ,是直接由一种实用元件—压电双晶片 (非标准试样 )测量压电材料的参数。文中详细描述了测试原理、测试步骤及一种实际试样的测试结果。理论与实验结果表明

关键词：压电双晶片参数测量动态测试温度特性