壓電致動的超精密柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

第1章 緒論
1.1 柔性精密機(jī)構(gòu)概述
1.1.1 柔性精密機(jī)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域
1.1.2 柔性精密機(jī)構(gòu)主要性能指標(biāo)
1.1.3 柔性精密機(jī)構(gòu)技術(shù)瓶頸
1.2 柔性精密機(jī)構(gòu)研究進(jìn)展與應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.1 研究進(jìn)展
1.2.2 應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 本書主要內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第2章 壓電陶瓷材料概述
2.1 壓電陶瓷材料的應(yīng)用
2.1.1 壓電式加速度傳感器
2.1.2 超聲波傳感器
2.1.3 壓電靈巧手
2.2 壓電陶瓷的基本性能參數(shù)
2.2.1 介電常數(shù)
2.2.2 壓電常數(shù)
2.2.3 彈性常數(shù)
2.2.4 機(jī)械品質(zhì)因數(shù)
2.2.5 機(jī)電耦合系數(shù)
2.3 壓電方程及壓電振子的振動模式
2.3.1 壓電方程
2.3.2 壓電振子的振動模式
2.4 壓電疊堆的結(jié)構(gòu)與性能
2.4.1 壓電疊堆的結(jié)構(gòu)
2.4.2 壓電疊堆的基本性能
2.5 壓電疊堆作動系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.5.1 壓電疊堆作動系統(tǒng)的動態(tài)特性
2.5.2 壓電疊堆作動系統(tǒng)的柔性設(shè)計(jì)
本章小結(jié)
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第3章 柔性壓電精密致動器基礎(chǔ)理論
3.1 壓電致動器的概念、特點(diǎn)與分類
3.2 壓電致動器的發(fā)展、研究現(xiàn)狀與應(yīng)用
3.2.1 壓電致動器的發(fā)展
3.2.2 壓電致動器的研究現(xiàn)狀
3.21 3壓電致動器的應(yīng)用
3.3 壓電致動器的振動狀態(tài)
3.3.1 共振
3.3.2 非共振
3.3.3 共振與非共振的比較
3.4 多模式作動機(jī)理
3.4.1 作動方式
3.4.2 工作模式
本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 柔性鉸鏈參數(shù)化設(shè)計(jì)方法
4.1 柔性鉸鏈參數(shù)化設(shè)計(jì)
4.1.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)ε
4.1.2 柔度參數(shù)λ
4.2 深切口橢圓型柔性鉸鏈
4.2.1 轉(zhuǎn)動剛度模型
4.2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)靈敏度分析
4.2.3 剛度／柔度模型
4.3 柔性鉸鏈模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.3.1 模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
4.3.2 算例分析
4.4 柔性機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)
4.4.1 柔性機(jī)構(gòu)模型
4.4.2 柔性機(jī)構(gòu)放大率計(jì)算
4.5 基于柔性鉸鏈參數(shù)的柔性機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.5.1 柔性機(jī)構(gòu)柔性鉸鏈優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.5.2 有限元仿真驗(yàn)證
4.5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 柔性正交式壓電精密致動器
5.1 柔性正交式壓電致動器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1.1 雙足定子機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1.2 夾持預(yù)緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2 工作原理
5.3 預(yù)緊機(jī)構(gòu)的小型化優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.4 實(shí)驗(yàn)研究
5.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺
5.4.2 雙驅(qū)動足定子機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)
5.4.3 步進(jìn)作動實(shí)驗(yàn)
5.4.4 連續(xù)作動實(shí)驗(yàn)
本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 柔性杠桿式壓電精密致動器
6.1 柔性杠桿式壓電致動器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1.1 定子機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1.2 夾持預(yù)緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.2 工作原理
6.3 基于柔度特性的致動器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
6.3.1 杠桿式致動器位移放大模型
6.3.2 基于柔性鉸鏈的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
6.3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)驗(yàn)證
6.4 實(shí)驗(yàn)研究
6.4.1 雙驅(qū)動足布局對比實(shí)驗(yàn)
6.4.2 步進(jìn)作動實(shí)驗(yàn)
6.4.3 連續(xù)作動實(shí)驗(yàn)
本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章 柔性菱形壓電精密致動器
7.1 柔性菱形壓電致動器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
7.1.1 定子機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
7.1.2 夾持預(yù)緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
7.2 工作原理
7.2.1 作動原理
7.2.2 作動模型
7.3 基于多目標(biāo)的致動器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
7.3.1 優(yōu)化模型
7.3.2 有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)
7.3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)驗(yàn)證
7.4 實(shí)驗(yàn)研究
7.4.1 步進(jìn)作動實(shí)驗(yàn)
7.4.2 連續(xù)作動實(shí)驗(yàn)
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參考文獻(xiàn)
第8章 柔性精密運(yùn)動平臺
8.1 精密運(yùn)動平臺的發(fā)展與應(yīng)用
8.2 基于壓電致動的精密運(yùn)動平臺研究現(xiàn)狀
8.2.1 串并聯(lián)精密運(yùn)動平臺
8.2.2 基于壓電致動的精密定位平臺
8.2.3 大行程精密運(yùn)動定位平臺
8.3 一維精密運(yùn)動平臺
8.3.1 一維直線運(yùn)動平臺
8.3.2 一維旋轉(zhuǎn)運(yùn)動平臺
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第9章 壓電致動的3-DOF串聯(lián)精密定位平臺
9.1 串聯(lián)平臺拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.1.1 總體設(shè)計(jì)
9.1.2 直線移動平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.1.3 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.2 串聯(lián)平臺運(yùn)動特性
9.2.1 運(yùn)動學(xué)分析
9.2.2 動力學(xué)分析
9.3 實(shí)驗(yàn)研究
9.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)
9.3.2 實(shí)驗(yàn)測量方法
9.3.3 步進(jìn)作動實(shí)驗(yàn)
9.3.4 連續(xù)作動實(shí)驗(yàn)
9.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
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第10章 壓電致動的3-DOF并聯(lián)精密定位平臺
10.1 并聯(lián)平臺拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
10.1.1 總體設(shè)計(jì)
10.1.2 并聯(lián)支路設(shè)計(jì)
10.1.3 大行程圓柱型柔性鉸鏈設(shè)計(jì)與分析
10.1.4 3-DOF并聯(lián)精密定位平臺剛度模型
10.2 并聯(lián)平臺運(yùn)動特性
10.2.1 運(yùn)動學(xué)分析
10.2.2 動力學(xué)分析
10.3 實(shí)驗(yàn)研究
10.3.1 3-DOF并聯(lián)平臺步進(jìn)作動實(shí)驗(yàn)
10.3.2 3-DOF并聯(lián)平臺連續(xù)作動實(shí)驗(yàn)
本章小結(jié)
參考文獻(xiàn) ……
第11章壓電精密致動技術(shù)應(yīng)用展望