壓電致動(dòng)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
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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(dòng)模式
2.3.1 壓電方程
2.3.2 壓電振子的振動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.5.1 壓電疊堆作動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性
2.5.2 壓電疊堆作動(dòng)系統(tǒng)的柔性設(shè)計(jì)
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第3章 柔性壓電精密致動(dòng)器基礎(chǔ)理論
3.1 壓電致動(dòng)器的概念、特點(diǎn)與分類
3.2 壓電致動(dòng)器的發(fā)展、研究現(xiàn)狀與應(yīng)用
3.2.1 壓電致動(dòng)器的發(fā)展
3.2.2 壓電致動(dòng)器的研究現(xiàn)狀
3.21 3壓電致動(dòng)器的應(yīng)用
3.3 壓電致動(dòng)器的振動(dòng)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(dòng)機(jī)理
3.4.1 作動(dòng)方式
3.4.2 工作模式
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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(dòng)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
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第5章 柔性正交式壓電精密致動(dòng)器
5.1 柔性正交式壓電致動(dòng)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(tái)
5.4.2 雙驅(qū)動(dòng)足定子機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)
5.4.3 步進(jìn)作動(dòng)實(shí)驗(yàn)
5.4.4 連續(xù)作動(dòng)實(shí)驗(yàn)
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第6章 柔性杠桿式壓電精密致動(dòng)器
6.1 柔性杠桿式壓電致動(dòng)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(dòng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
6.3.1 杠桿式致動(dòng)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(dòng)足布局對比實(shí)驗(yàn)
6.4.2 步進(jìn)作動(dòng)實(shí)驗(yàn)
6.4.3 連續(xù)作動(dòng)實(shí)驗(yàn)
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第7章 柔性菱形壓電精密致動(dòng)器
7.1 柔性菱形壓電致動(dòng)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(dòng)原理
7.2.2 作動(dòng)模型
7.3 基于多目標(biāo)的致動(dòng)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(dòng)實(shí)驗(yàn)
7.4.2 連續(xù)作動(dòng)實(shí)驗(yàn)
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第8章 柔性精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)
8.1 精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的發(fā)展與應(yīng)用
8.2 基于壓電致動(dòng)的精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)研究現(xiàn)狀
8.2.1 串并聯(lián)精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)
8.2.2 基于壓電致動(dòng)的精密定位平臺(tái)
8.2.3 大行程精密運(yùn)動(dòng)定位平臺(tái)
8.3 一維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)
8.3.1 一維直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)
8.3.2 一維旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)
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第9章 壓電致動(dòng)的3-DOF串聯(lián)精密定位平臺(tái)
9.1 串聯(lián)平臺(tái)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(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.1.3 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.2 串聯(lián)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)特性
9.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
9.2.2 動(dòng)力學(xué)分析
9.3 實(shí)驗(yàn)研究
9.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)
9.3.2 實(shí)驗(yàn)測量方法
9.3.3 步進(jìn)作動(dòng)實(shí)驗(yàn)
9.3.4 連續(xù)作動(dòng)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(dòng)的3-DOF并聯(lián)精密定位平臺(tái)
10.1 并聯(lián)平臺(tái)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(tái)剛度模型
10.2 并聯(lián)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)特性
10.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
10.2.2 動(dòng)力學(xué)分析
10.3 實(shí)驗(yàn)研究
10.3.1 3-DOF并聯(lián)平臺(tái)步進(jìn)作動(dòng)實(shí)驗(yàn)
10.3.2 3-DOF并聯(lián)平臺(tái)連續(xù)作動(dòng)實(shí)驗(yàn)
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第11章壓電精密致動(dòng)技術(shù)應(yīng)用展望