压电驱动

摘要： 设计了基于压电陶瓷驱动的两级放大柔性微夹钳机构,采用柔顺机构学、材料力学、卡氏定理,并结合微夹钳的工作原理,推导了桥式放大机构(BAM)的输入输出刚度及微夹钳机构的输入刚度方程,基于桥式机构理论位移增益,推导了微夹钳中桥式机构位移增益,进一步推导了微夹钳桥式-杠杆两级放大机构的位移增益。应用有限元分析软件Ansys 15.0,对该微夹钳进行了仿真分析,并对有限元分析值及解析值进行了对比分析,其结果变化规律基本一致,验证微夹钳静态特征方程得的正确性,为全柔性机构的研究提供了方法及参考。

摘要： 在空间目标观测时,既需要大视场的全局掌控,也需要局部细节的精细观察。而凸轮变焦方法对镜组间的轴向位移需求较大,对运动机构的精度和行程提出很高的要求。为了解决长行程的问题,文章提出一种基于垂轴运动的光学变焦方法:首先,建立自由曲面透镜组数学模型;然后,结合垂轴运动变量,推导出光学系统垂轴变焦的物理模型。通过设计仿真表明,实现2.8倍的光学变焦只需要毫米量级的位移调节量,可采用压电陶瓷作为驱动元件。光学垂轴变焦方法可以有效缩小变焦运动量,减小成像系统的尺寸,在空间相机中具有应用价值。

摘要： 为了探究泵腔结构参数对压电气体隔膜泵性能的影响,该文设计了一种压电气体隔膜泵的泵腔结构。首先简述了泵腔的结构设计与工作原理,推导出泵腔出口气流速度的表达式,通过仿真得出泵腔高度、气孔直径对腔体内的瞬时气压、气流速度及气体流量的影响。最后制作了泵腔样机并应用在压电气体隔膜泵中,进行了实验测试及理论分析对比。结果表明,实验结果与理论分析相吻合,输出流量随着腔高的增大而减小,随着气孔直径的增大而增大,这为压电气体微泵的腔体设计提供了理论参考。

摘要： 针对微操作和微装配领域对微夹持器高位移放大比、多自由度和平动夹持的性能需求,采用双叶型桥式机构和平行四边形机构,设计了一种压电柔顺x-y微夹持器。利用有限元法建立了微夹持器的静力学与动力学模型,并通过ANSYS Workbench软件分析微夹持器的位移放大比、固有频率和输出耦合比。最后,搭建试验测试系统验证微夹持器的开环性能。试验结果表明:微夹持器x,y向的位移放大比分别为30.8和8.6,一阶固有频率为123.3 Hz;当施加10μm输入位移时,微夹持器x,y向的工作行程分别为0~616.6μm和0~51.0μm,夹持力范围为0~25.8 mN;微夹持器x,y向位移放大比与一阶固有频率的实验测试和仿真数值之间的相对误差分别为17.9%,19.8%,13.9%。试验结果验证了该理论模型和仿真分析的可行性。

摘要： 为了简化压电精密夹持机构的结构以及降低其加工制造难度,提出了一种基于柔性铰链和两夹持臂的压电微型精密夹持机构,并分析了该夹持机构的工作原理。利用压电材料的非线性应变关系建立了压电精密夹持机构的输出位移和受力模型,通过数值仿真分析了精密夹持机构的输出特性。搭建了实验平台,通过实验测试验证了压电精密夹持机构的输出性能以及理论模型的正确性。结果表明:两夹持臂的实验与仿真位移均存在迟滞现象,在120 V驱动电压下,两夹持臂的最大径向位移测试值分别为73.8μm和68.6μm;当驱动电压大于50 V时,夹持臂输出位移测试值与仿真值间的误差在10%以内;当驱动电压为120 V时,夹持机构最大切向和轴向摩擦夹持力的实验值分别为7.8 N和5.7 N。

摘要： 为实现微小颗粒的高精密驱动,设计了一种基于压电驱动的粉末驱动器。首先设计并分析了驱动器的结构和工作原理,然后对驱动器进行理论分析和动力学建模,得到影响粉末驱动器性能的影响因素,最后对粉末驱动器进行实验测试。结果表明,当系统处于共振频率为145 Hz,驱动电压为100 V时,粉末的移动速度达到1.68 mm/s,振幅可以达到8.8μm,此时驱动粉末的效果达到最佳,此设计方案可为相关压电驱动器实现高精度粉末输送提供参考。

摘要： 针对压电微操作器的迟滞非线性补偿问题,采用Prandtl-Ishlinskii(PI)法建立了描述微操作器迟滞非线性特性的迟滞模型,并设计其前馈控制器。首先通过将系统逆补偿输出线性化,设计混合灵敏度H∞控制器,使系统具有较好的动静态特性。其次搭建了由多自由度微动平台和末端柔性操作臂构成的压电微操作器系统,并进行一系列测控实验。结果表明,基于PI逆模型的前馈控制可以较好地补偿压电微操作器的迟滞非线性,在最大输出位移125μm的情况下,最大迟滞非线性率由21.7%降低至7.4%。同时混合灵敏度H∞控制能以较小的相对控制误差实现对不同类型和频率的参考轨迹跟踪,甚至微操作器动力学参数发生变化时,仍然具有较好的控制效果,证实了所提出控制器的可行性。

摘要： 现代化的自动装配对物料输送的平稳性和精确性提出了更高的要求,为了满足工业需求,设计了一种采用矩形压电振子作为激振源、以垂直驱动方式工作的压电振动给料器.通过对双悬臂式压电振动给料器进行简化,并建立其动力学模型,推导出固有频率以及装置振幅的表达式,分析了影响固有频率和振幅的因素.利用ANSYS Workbench软件对装置进行动力学分析,系统固有频率为118.85 Hz,并对装置进行了谐响应分析.结果表明,当驱动电压为200 V时,系统驱动频率为116.00～122.00 Hz,双悬臂式压电振动给料器具备输送物料能力,在最靠近共振点处(118.00 Hz)振动幅值最大,输送效率最高,满足工业生产的使用要求.

摘要： 微泵作为微系统领域的重要组成部分,因其具有操纵小体积液体的能力被广泛应用.蠕动微泵作为机械式微泵的一个子类,通常包含3个泵送流体的微腔室.三腔室微泵反向截止压强较小会导致液体回流的问题,这限制了分离式蠕动微泵的广泛应用.该文设计制作了 一种由PDMS(聚二甲基硅氧烷)和载玻片组成的具有5个独立驱动单元的压电蠕动微泵,并对比分析了五腔室微泵和三腔室微泵在流体运输性能上的区别.实验结果表明,五腔室微泵相较于三腔室微泵的反向截止压强最高可提高2.4倍.在驱动电压120V,频率100 Hz时反向截止压强可达12 kPa,流量可达15.85 μL/min.该研究结果对多腔室压电蠕动微泵的发展具有一定的指导意义,有助于蠕动微泵芯片结构的设计及优化.

摘要： 为满足高精度微纳定位需求,设计了一种基于压电驱动的三自由度角位移微动平台,并测试与优化了其性能.

摘要： 数字液压在节能、可靠性、控制性能等方面较传统液压控制方法有巨大优势,高速开关阀作为数字液压中的关键部件,其研究近年来得到重视.本文设计了一种新型压电驱动开关阀,采用基于三角放大原理的滚针结构对压电材料的输出位移进行放大用于阀芯驱动.由于位移放大机构会导致输出力相应减小,传动后的驱动力难以克服静态液压力,本文设计了等径分离的阀芯结构来平衡液压力.经过理论分析和仿真验证,压电放大机构满足设计阀芯行程要求,且阀芯结构能有效减少静态液压力,具有应用实现可行性.

摘要： 钻探是月球、火星乃至未来其它星体的探测任务中获取星壤样品的重要途径.由于压电陶瓷具有较强的空间环境耐受能力,基于压电驱动原理的超声波钻探技术是一种能够适应严峻复杂太空环境和外星体岩层特性的新型钻探采样技术.由超声波辅助加工技术衍生出的超声波钻探装置克服了传统钻探方式的局限性,在深空探测领域展现出显著优势.本文以轻量化、低功耗、高钻探效率为目标,通过仿真试验等手段,对新型超声波钻探器的钻探特性开展深入研究.

摘要： 为了解决下雨天汽车后视镜因雨滴造成的视线模糊问题,提出了一种利用压电晶片振子作为驱动源的汽车后视镜除雨装置,设计了除雨装置的结构,建立了有限元模型,对压电振子进行了模态分析.实验分析了压电晶片振子的静态特性和动态特性,得到了压电振子的谐振频率.制作了汽车后视镜压电驱动除雨装置样机,并对影响后视镜除雨效果的镜面振幅变化规律进行了测试,得到了振幅在对称正弦波作用下随频率、电压幅值的变化情况.最后对除雨效果与压电振子的安装角度关系进行了测试.试验结果表明:当施加电压为100V、工作频率为800Hz、压电振子的安装角度为60°时,除雨装置的有效除雨量达到了80％.该除雨装置具有除雨效果好、结构简单、价格低廉和安装方便等优点.

摘要： 叠层型压电陶瓷利用逆压电效应可以得到精确的微位移量，用作执行器。介绍了叠层型压电驱动器的性能特性。并基于正交三角放大原理设计了一种微位移放大机构，使其将叠层型压电微位移器的位移量放大，并对其进行性能实验。实验结果表明，驱动器各项指标均达到设计要求，证明了设计理论的正确性。

摘要： 研制出一种将PDMS泵膜、主动阀片和弹性缓冲单元集于一体的压电驱动微泵,可以实用于气体和液体工作物质,实现自吸,具有结构简单、易于加工、操作方便的特点。讨论了工作原理、工艺流程、微泵的工作性能和结构参数对微泵工作性能的影响。在电压100V、35Hz和零背压的工作条件下,获得了最大的液体泵速5000μl/min,最大的背压5KPa.

摘要： 近年来,压电驱动的微位移机构由于其具有控制精度高、结构可变性强,被广泛应用于超精密加工、微纳米运动平台等一些精密加工领域,同时针对大尺寸工件的高精密运动平台的应用需求也在逐年加大,目前已经有很多专家学者致力于研究多自由度的微纳米精密控制平台来满足复杂操作,这些研究集中在:微位移运动平台的设计、运动建模和精密控制上.本文设计了一种三维椭圆微位移运动平台，采用三压电垂直驱动的配置方式，根据压电叠堆输入信号的形式，可以调整微位移运动平台三维椭圆空间方位，获得理想的运动形式，本文同时通过轨迹计算仿真和有限元仿真的形式，对所设计的微位移运动平台进行了仿真，从仿真结果中可以看出，微位移运动平台能够实现较大的位移和较大的控制带宽，满足了设计的要求。

摘要： 针对压电机敏柔性结构振动主动控制研究,以PA95放大芯片为核心,设计与开发了一种适合驱动压电陶瓷作动器的新型高压功率放大器；综合阐述了压电功率放大器的设计方案,通过对PA95放大器芯片工作原理和特性指标的介绍,分析了符合容性负载特殊要求的压电功率放大器设计方法和实现关键技术,以及功率放大器的幅频/相频特性和主要特性功能；最后将该功率放大器应用于智能柔性结构振动多通道主动控制实验,表明该功率放大器在5KHZ的频率范围内,能有效的把±5V信号放大到±350 V以上,最大稳态输出电流120 mA,取得了良好的控制效果和实际验证。

摘要： 本文介绍了地球同步轨道卫星表面由于周遭的等离子体环境而造成的充电现象及其危害,并提出一类利用压电驱动式振动直接电场强度测量的表面电位测量方法.单一传感器可以测量卫星表面相对于卫星结构的电位差,多个传感器配合将可以测量卫星表面的不等电位差以及卫星表面相对太空环境的电位差.

摘要： 一种用于微创手术中的微型手术刀利用了双层压电片夹持结构，采用了体共振激发振动原理。本文选用的微型手术刀长宽分别为17mm和10mm，理论计算得其沿着长度和宽度方向的共振频率分别约为227KHz和452KHz。利用阻抗分析仪对切好的不同尺寸。PZT-4压电陶瓷片进行测量，得到了它们的谐振频率和反谐振频率，从中选出谐振频率与微型手术刀长度或宽度方向共振频率相近的压电陶瓷片夹持微型手术刀。在精密隔振自动平衡光学平台上，使用高倍数码显微镜和CCD设备该观测了微型手术刀共振情况。实验发现，对称型微型手术刀在谐振频率处只有沿长度方向共振；半偏和全偏型微型手术刀沿长度和宽度方向都有共振，这与理论相符。最后设计了基于TMS320LF2407的DSP数据处理芯片和MAX038集成锁相环芯片的数据采集系统，设计了数据采集系统的硬件电路，并进行了DSP程序设计，得到了锁相环锁频结果，并将采集的电压信号仿真出了振动显示结果。此外锁相环系统还能还好的锁定检测到的压电信号频率，避免了外界振动和温度等凶素影响，为微型手术刀的医学应用提供了很好的实验依据。

摘要： 一种用于微创手术中的微型手术刀利用了双层压电片夹持结构，采用了体共振激发振动原理。本文选用的微型手术刀长宽分别为17mm和10mm，理论计算得其沿着长度和宽度方向的共振频率分别约为227KHz和452KHz。利用阻抗分析仪对切好的不同尺寸。PZT-4压电陶瓷片进行测量，得到了它们的谐振频率和反谐振频率，从中选出谐振频率与微型手术刀长度或宽度方向共振频率相近的压电陶瓷片夹持微型手术刀。在精密隔振自动平衡光学平台上，使用高倍数码显微镜和CCD设备该观测了微型手术刀共振情况。实验发现，对称型微型手术刀在谐振频率处只有沿长度方向共振；半偏和全偏型微型手术刀沿长度和宽度方向都有共振，这与理论相符。最后设计了基于TMS320LF2407的DSP数据处理芯片和MAX038集成锁相环芯片的数据采集系统，设计了数据采集系统的硬件电路，并进行了DSP程序设计，得到了锁相环锁频结果，并将采集的电压信号仿真出了振动显示结果。此外锁相环系统还能还好的锁定检测到的压电信号频率，避免了外界振动和温度等凶素影响，为微型手术刀的医学应用提供了很好的实验依据。

摘要： 本发明提供一种液体喷出装置以及液体喷出方法。抑制液体喷出稳定性的降低以及消耗电力的增大。液体喷出装置具备：基础驱动信号生成部，其生成基础驱动信号；信号调制部，其对基础驱动信号进行调制来生成调制基础驱动信号；信号放大部，其使用开关元件对调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号；信号转换部，其将调制驱动信号转换为驱动信号；压电元件，其利用驱动信号而变形；压力室，其利用压电元件的变形而膨胀或者收缩；以及喷嘴开口部，其与压力室连通。调制驱动信号所包含的交流成分的周期比基础驱动信号所包含的最大电压或者最小电压的持续时间短、且比开关元件的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长。

摘要： 本发明的目的在于提供一种能够抑制加工过程中的损害的压电薄膜、以及具备所述压电薄膜的具有高可靠性的压电薄膜元件。在将(K,Na)NbO

摘要： 本发明的目的在于提供一种能够进一步提高压电常数的铌酸钾钠压电体层。一种压电体层，其特征在于：在由通式ABO

摘要： 一种压电致动器的驱动装置。可缩短达到高效驱动状态的时间、减少耗电、并且能够进行稳定控制。该压电致动器的驱动装置包括：检测振动体(5)的纵向振动和弯曲振动的检测信号，并检测这两种信号之间的相位差的相位差检测单元(相位差－电压转换电路51)；将由该相位差检测单元检测出的相位差与相位差基准值进行比较，并且根据该比较结果控制供给压电元件(17)的驱动信号频率的频率控制单元(52～56)；检测压电元件(17)的检测信号的振幅的振幅检测单元(振幅检测电路57)。频率控制单元将振幅与振幅基准值进行比较，根据该比较结果控制驱动信号的频率。

摘要： 本发明涉及一种压电电路、用于压电电路的压电驱动电路及压电驱动方法。该压电电路包括子压电电路以及外部电感器，该外部电感器与该子压电电路并联耦合。当压电电压(即，该压电电路的两端电压)的极性被反转时，外部电感器对子压电电路进行放电。压电驱动电路包括：第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关，该第一开关和该第三开关连接至压电电路的第一节点，该第二开关和该第四开关连接至第二节点。

摘要： 本发明涉及一种压电电路、用于压电电路的压电驱动电路及压电驱动方法。该压电电路包括子压电电路以及外部电感器，该外部电感器与该子压电电路并联耦合。当压电电压(即，该压电电路的两端电压)的极性被反转时，外部电感器对子压电电路进行放电。压电驱动电路包括：第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关，该第一开关和该第三开关连接至压电电路的第一节点，该第二开关和该第四开关连接至第二节点。

摘要： 本发明涉及摄像镜头驱动技术领域，尤其是一种用于摄像镜头的压电驱动器的驱动方法。该方法包括以下步骤：S1、CPU接收变焦信号，并将变焦信号转换为电信号传递给驱动电路；S2、驱动电路将接收的电信号转换为激励方波，采用激励方波的基波与二次谐波激励压电振子，以使压电振子产生8字形振动；S3、压电振子带动与其相连的负载向远离压电振子的方向或者靠近压电振子的方向移动，以调节焦距。本发明还提供一种用于摄像镜头的压电驱动器，包括压电振子、负载和导杆。本发明能够实现高像素摄像头的自动调焦，具有体积小、无磁干扰、推力大、位移大、响应速度快、定位精度高等优点。

摘要： 本发明涉及压电驱动装置、压电驱动装置的驱动方法以及机器人。在起动时，若以驱动状态下的共振频率驱动，则为了使触头不易从被驱动部件分开而需要较高的驱动电压，另一方面，若以停止状态下的共振频率驱动，则成为被驱动部件的移动量较小的非有效的动作。压电驱动装置具备压电振动体和驱动电路。压电振动体包括接触于被驱动部件的触头和根据驱动电压产生振动的压电元件。驱动电路在从停止状态起动时，将驱动电压的驱动频率设定成第一频率，从而开始驱动，在起动后的驱动状态下，将驱动电压的驱动频率设定为比第一频率小的第二频率。

摘要： 本发明涉及压电驱动装置、机器人以及压电驱动装置的驱动方法。降低来自压电元件的驱动力的传递损失。压电驱动装置(10)具备：压电振动部(100)，其具备振动体(210)、配置于上述振动体(210)的至少一方的面的压电元件(110)、以及支承上述振动体的支承部(220)；弹性部件(50)，其将上述振动体(210)向被驱动部件(95)按压；热传导部件(80)，其被配置为与上述弹性部件保持面接触状态且能够变更相互的位置关系。

摘要： 本发明涉及压电驱动装置、机器人以及压电驱动装置的驱动方法，目的在于减少来自压电元件的驱动力的传递损失。压电驱动装置(10)具备振动体(210)、与上述振动体(210)一体地形成的支承部(220)、以及在上述振动体(210)的至少一个面上由第一电极膜(130)、压电体膜(140)以及第二电极膜(150)形成的压电元件(110)。