壓電致動的超精密柔性機構(gòu)設計及應用

第1章 緒論
1.1 柔性精密機構(gòu)概述
1.1.1 柔性精密機構(gòu)應用領域
1.1.2 柔性精密機構(gòu)主要性能指標
1.1.3 柔性精密機構(gòu)技術瓶頸
1.2 柔性精密機構(gòu)研究進展與應用現(xiàn)狀
1.2.1 研究進展
1.2.2 應用現(xiàn)狀
1.3 本書主要內(nèi)容
參考文獻
第2章 壓電陶瓷材料概述
2.1 壓電陶瓷材料的應用
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 機械品質(zhì)因數(shù)
2.2.5 機電耦合系數(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)設計
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)的柔性設計
本章小結(jié)
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第3章 柔性壓電精密致動器基礎理論
3.1 壓電致動器的概念、特點與分類
3.2 壓電致動器的發(fā)展、研究現(xiàn)狀與應用
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 多模式作動機理
3.4.1 作動方式
3.4.2 工作模式
本章小結(jié)
參考文獻
第4章 柔性鉸鏈參數(shù)化設計方法
4.1 柔性鉸鏈參數(shù)化設計
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)化設計
4.3.1 模糊優(yōu)化設計方法
4.3.2 算例分析
4.4 柔性機構(gòu)參數(shù)化設計
4.4.1 柔性機構(gòu)模型
4.4.2 柔性機構(gòu)放大率計算
4.5 基于柔性鉸鏈參數(shù)的柔性機構(gòu)優(yōu)化設計
4.5.1 柔性機構(gòu)柔性鉸鏈優(yōu)化設計
4.5.2 有限元仿真驗證
4.5.3 實驗驗證
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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)設計
5.1.1 雙足定子機構(gòu)設計
5.1.2 夾持預緊機構(gòu)設計
5.2 工作原理
5.3 預緊機構(gòu)的小型化優(yōu)化設計
5.4 實驗研究
5.4.1 實驗平臺
5.4.2 雙驅(qū)動足定子機構(gòu)實驗
5.4.3 步進作動實驗
5.4.4 連續(xù)作動實驗
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參考文獻
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)設計
6.1.1 定子機構(gòu)設計
6.1.2 夾持預緊機構(gòu)設計
6.2 工作原理
6.3 基于柔度特性的致動器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計
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)化設計
6.3.3 優(yōu)化設計驗證
6.4 實驗研究
6.4.1 雙驅(qū)動足布局對比實驗
6.4.2 步進作動實驗
6.4.3 連續(xù)作動實驗
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參考文獻
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)設計
7.1.1 定子機構(gòu)設計
7.1.2 夾持預緊機構(gòu)設計
7.2 工作原理
7.2.1 作動原理
7.2.2 作動模型
7.3 基于多目標的致動器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設計
7.3.1 優(yōu)化模型
7.3.2 有限元優(yōu)化設計
7.3.3 優(yōu)化設計驗證
7.4 實驗研究
7.4.1 步進作動實驗
7.4.2 連續(xù)作動實驗
本章小結(jié)
參考文獻
第8章 柔性精密運動平臺
8.1 精密運動平臺的發(fā)展與應用
8.2 基于壓電致動的精密運動平臺研究現(xiàn)狀
8.2.1 串并聯(lián)精密運動平臺
8.2.2 基于壓電致動的精密定位平臺
8.2.3 大行程精密運動定位平臺
8.3 一維精密運動平臺
8.3.1 一維直線運動平臺
8.3.2 一維旋轉(zhuǎn)運動平臺
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參考文獻
第9章 壓電致動的3-DOF串聯(lián)精密定位平臺
9.1 串聯(lián)平臺拓撲結(jié)構(gòu)設計
9.1.1 總體設計
9.1.2 直線移動平臺結(jié)構(gòu)設計
9.1.3 旋轉(zhuǎn)運動平臺結(jié)構(gòu)設計
9.2 串聯(lián)平臺運動特性
9.2.1 運動學分析
9.2.2 動力學分析
9.3 實驗研究
9.3.1 實驗平臺系統(tǒng)
9.3.2 實驗測量方法
9.3.3 步進作動實驗
9.3.4 連續(xù)作動實驗
9.3.5 實驗結(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)平臺拓撲結(jié)構(gòu)設計
10.1.1 總體設計
10.1.2 并聯(lián)支路設計
10.1.3 大行程圓柱型柔性鉸鏈設計與分析
10.1.4 3-DOF并聯(lián)精密定位平臺剛度模型
10.2 并聯(lián)平臺運動特性
10.2.1 運動學分析
10.2.2 動力學分析
10.3 實驗研究
10.3.1 3-DOF并聯(lián)平臺步進作動實驗
10.3.2 3-DOF并聯(lián)平臺連續(xù)作動實驗
本章小結(jié)
參考文獻 ……
第11章壓電精密致動技術應用展望